[实用新型]偏心内聚光高效真空集热管

说明书

技术领域

本实用新型属于集热管集热技术领域，具体涉及一种偏心内聚光高效真空集热管。

背景技术

太阳能是一种绿色可再生能源，太阳能的高效利用使人类社会进入一个节约能源减少污染的时代。根据2013年统计数据，我国太阳能热水器总产量为6600万m²，约占世界的80％以上；保有量31000万m²，占世界的60％以上。但目前太阳能热利用仍以低温热利用为主，主要用于洗浴用水的加热，极少部分用于低温干燥领域。研究太阳能中温热能的工业利用，开发太阳能中温集热产品是经济社会和技术发展的需要，是非常必要的。

在太阳能热利用领域，集热器可分为非聚光型集热器和聚光型集热器，从而对应着聚光型和非聚光型两种不同的真空集热管。

普通非聚光型太阳能集热器的全年平均集热温度大都在50℃左右，均是蓄热使用，一般满足洗浴和部分生活热水需求。而由于工业用热范围基本在80℃～250℃，因此，常规的非聚光型太阳能集热器很难满足工业用热需求。

聚光型太阳能集热器，由于可以有效提高太阳能集热系统的集热温度和储热温度，比较容易满足250℃以下的工业用热要求。

聚光型集热器又分为外聚光型集热器和内聚光型集热器两种：(1)外聚光型集热器：外聚光型集热器的聚光板暴露于空气中，容易积灰和氧化，使聚光率下降，具有一定的使用局限性；另外，外聚光型集热器必须配备太阳能跟踪装置，从而增加了集热器成本。(2)内聚光型集热器：内聚光型集热器是将聚光板部分置于真空集热管内部而不是简单暴露于空气中的集热装置，但是，目前市场上的内聚光型集热器存在边缘光线利用率低、采光角度小、聚焦小等各种缺点，仍然具有一定的使用局限性。

因此，设计一种集热效率高、成本低以及结构简单的真空集热管，具有重要意义。

实用新型内容

针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种偏心内聚光高效真空集热管，可有效解决上述问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型提供一种偏心内聚光高效真空集热管，包括：外玻璃罩管(1)、金属吸热内管(2)和高效聚光镜(3)；

金属吸热内管(2)同轴向设置于外玻璃罩管(1)的内部，并且，金属吸热内管(2)的轴心偏离外玻璃罩管(1)的轴心；

高效聚光镜(3)设置于外玻璃罩管(1)和金属吸热内管(2)之间形成的腔体中。

优选的，高效聚光镜(3)为复合抛物面聚光镜，包括对称的左抛物面和右抛物面、以及分别沿左抛物面和右抛物面向上形成的左渐开线和右渐开线组成；其中，左抛物面和右抛物面的相交线位于金属吸热内管(2)的正下方，并且，相交线与金属吸热内管的底部固定；左渐开线的顶部和右渐开线的顶部均与外玻璃罩管(1)的内壁接触。

优选的，真空集热管的两端，通过左支撑配合安装件和右支撑配合安装件组装；真空集热管的内部，采用弹簧卡子支撑固定高效聚光镜(3)。

优选的，外玻璃罩管(1)开设有与外玻璃罩管(1)内壁相通的抽真空排气嘴(11)。

优选的，还包括至少一个吸气剂；吸气剂放置于外玻璃罩管(1)和金属吸热内管(2)之间形成的腔体中，用于维持外玻璃罩管(1)和金属吸热内管(2)之间腔体的真空度。

优选的，外玻璃罩管(1)的内壁镀有增透膜；外玻璃罩管(1)的材质为高硼硅玻璃；金属吸热内管(2)为铜管、不锈钢管或铝合金管；高效聚光镜(3)为镜面铝材质，厚度为0.3～1.2mm；外玻璃罩管(1)的直径为金属吸热内管(2)直径的8～12倍。

优选的，金属吸热内管(2)为直通管或U型管；金属吸热内管(2)的外表面镀有吸收膜。

本实用新型还提供一种偏心内聚光高效真空集热管的集热方法，包括以下步骤：

S1，在外玻璃罩管(1)的内部同轴非同心设置金属吸热内管(2)，并在外玻璃罩管(1)和金属吸热内管(2)之间形成的腔体中设置高效聚光镜(3)；

S2，太阳光透过外玻璃罩管(1)后照射到高效聚光镜(3)，高效聚光镜(3)将接收半角以内入射的光线全部以反射的形式反射至位于外玻璃罩管(1)偏心位置的金属吸热内管(2)。

本实用新型提供的偏心内聚光高效真空集热管及其集热方法具有以下优点：具有集热效率高、成本低、结构简单以及不易积灰和氧化的优点，因此，是一款能够广泛应用在工业生产过程中的中高温太阳能集热产品。

附图说明

图1为本实用新型提供的偏心内聚光高效真空集热管的横截面图；