[发明专利]一种用于槽式集热系统中的中高温腔体式集热管

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能集热管，具体地说是一种槽式集热系统中的中高温腔体式集热管。

背景技术

槽式聚焦太阳能集热管作为中高温集热管的一种，能够获得较高的集热温度，可用于发电、制冷空调、采暖、海水淡化等生产和生活领域。目前，传统槽式太阳能集热管主要采用的是金属-玻璃结构虽然高真空夹层大大减少了热损失，但是同时存在着金属与玻璃的封接出长期工作后漏气的问题，而采用以黑腔原理为基础的腔体吸收器可以有效的避免上述问题，提高系统运行的可靠性，降低研究和生产的难度和成本。其中吸收管是一根金属管，它表面涂有选择性涂层，用来吸收太阳能，选择性涂层的材料主要为黑铬、黑镍等，为了降低热损失，在金属圆管外面套一根同心玻璃圆管，金属管与玻璃管中间抽真空。其主要优点是：吸收管与外界无对流损失，有选择性涂层,对阳光的吸收率很高，在工作温度下的发射率很低。其缺点为：工艺复杂，成本高，不能保持长期高真空性及选择性涂层的稳定性，在长期高温的工作情况下，由于玻璃与金属封接膨胀系数不同，会导致金属与玻璃封接处出现漏气的情况，难以保持真空，降低了整个槽式太阳能系统的工作效率和系统的稳定性。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出一种槽式集热系统中的中高温腔体式集热管。

本发明所采用的技术方案如下：

一种用于槽式集热系统中的中高温腔体式集热管，包括两个反光板、圆形玻璃腔体和金属吸收管，所述金属吸收管位于圆形玻璃腔体内；所述两个反光板置于圆形玻璃腔体的外表面，所述两个反光板与圆形玻璃腔体的外表面的接触处之间留有光线入射口；所述两个反光板以光线入射口对称布置，并且其延长线交会形成一定角度；所述两个反光板的延长线的交点，圆形玻璃腔的圆心，金属吸收管的圆心和聚光抛物镜的焦点在一条直线上；所述圆形玻璃腔体外表面，光线入射口以外镀有一层反射膜，所述反射膜外包裹一层的保温层。

前述的反射膜为银反射膜。

前述的保温层的厚度为10mm。

前述的金属吸收管的外壁距离圆形玻璃腔体内壁面的最短距离为2～3mm。

前述的金属吸收管内装有吸热工质，所述金属吸收管外表面镀有选择性涂层。

前述的两个反光板的内表面镀有反光膜。

前述的光线入射口的开口宽度通过以下方式确定：

抛物聚光镜的方程为：y²＝4fx，

圆形玻璃腔体的方程为：(x-f-D)²+y²＝R²，

金属吸收管的方程为：(x-f-D-R+r+l)²+y²＝r²，

上侧反光板的方程为：下侧反光板与上侧反光板方程关于x轴对称，

其中，x，y为坐标轴，R为圆形玻璃腔体的内径，r为金属吸收管的外径，f为抛物聚光镜的焦距，D为抛物聚光镜的焦点与圆形玻璃腔体的圆心之间的距离，l为金属吸收管的外壁与圆形玻璃腔体内壁之间的最短距离，α为反光板与x轴间的夹角；

所述光线入射口的开口宽度为两个三角反光板的方程与圆形玻璃腔体的方程的交点之间的宽度。

前述的两个反光板之间的角度大于聚光抛物镜边缘反射光线形成的角度。

当聚光抛物镜焦距为800mm，聚光抛物镜开口宽度为1m，跟踪精度为0.2゜时，所述两个反光板之间的角度为80゜～100゜。

本发明的优点在于：

(1)克服了传统真空管对于真空的苛刻要求，结构简单，大量降低了制造成本；

(2)不用考虑金属封接的问题，大大提高了系统的稳定性；

(3)利用黑体腔高吸收率的特点，吸收率高，腔体内部金属吸收管不一定要涂抹选择性涂层，降低了工艺要求；

(4)圆形玻璃腔开模简单，只需要控制保温层的大小就可以控制腔体的开口宽度，安装方便，维护方便，有利于批量化生产；

(5)通过三角反光板的反射原理，可以减小腔体的开口宽度，进一步提高了腔体的吸收效率。

附图说明

图1为本发明槽式太阳能腔体式集热管剖视图；

图2为基于Tracepro下槽式太阳能腔体式集热管光线跟踪示意图；

图3为基于Tracepro下跟踪误差为0.2゜时的光线跟踪示意图；

图4为本发明的各部分在空间上的位置关系示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。