[实用新型]一种多维组合可调式CPC集热装置

说明书

本专利公开了一种多维组合可调式CPC集热装置，包括带插孔的直通式全玻璃真空集热管、曲线型热管式真空集热管、初级半复合抛物面聚光板、次级曲线型双维度复合抛物面聚光板、双级可调角度式支撑架装置；曲线型热管式真空集热管的下端插入到带插孔的直通式全玻璃真空集热管中，曲线型热管式真空集热管的下方设有次级曲线型双维度复合抛物面聚光板，初级半复合抛物面聚光板和次级曲线型双维度复合抛物面聚光板固定在双级可调角度式支撑架装置上。该CPC集热器装置提高聚光比来实现较高的集热温度，减少光学损失及反光板角度调整次数，提高太阳能集热器的综合集热效率，同时可调性高，适用范围广，便于拼装和拆卸，成本低，具有较好的推广潜力。

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能集热装置，特别是一种多维度的、多级的、可调节的CPC集热器装置，属于太阳能利用技术领域。

背景技术

太阳能作为一种清洁、无污染的可再生能源，其开发和利用被认为是世界能源战略的重要组成部分。太阳能热水器已经成功的商业化，如何更有效的利用太阳能，成为了各国科学家致力研究的内容。

复合抛物面聚光器(Compound parabolic concentrator，简称为CPC)是根据边缘光学原理设计的非成像聚光器。在理论上，接收角范围内的入射光直接或经反射都最终到达接收器上，对于给定的接受角范围它可以实现最大的聚光比，因而被应用在太阳能光热、光伏系统中，非跟踪、跟踪(二级反射器)系统中。CPC集热器具有最小的散热面积，无需跟踪装置而降低了成本，可以实现中高温集热的需求。

目前CPC太阳能中低温集热器已经得到了一定的推广应用，相对于普通的太阳能低温集热器，可以在一定范围内提高集热温度和集热效率，但目前的CPC集热器由于光学特性限制，设计的聚光比较低，无法实现较高的集热温度或者在较高的集热温度下运行太阳能集热效率很低；若设计较高的聚光比，则集热器的太阳光接收角度会很小，需要跟踪或频繁调节才能保证太阳光的接收，失去了CPC集热器的价值和意义，同时需要较大的反光板。上述情况导致了CPC集热器相对于非聚光器在性能和成本上没有明显的优势，限制了CPC集热器的推广应用和普及。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有相关CPC集热装置的缺陷，提供了一种多维度的、两次聚光与一次聚光结合的、可调节反光板的CPC集热装置，在保证接收太阳光角度范围下，尽可能提高聚光比来实现较高的集热温度，减少光学损失及反光板角度调整次数，提高太阳能集热器的综合集热效率，同时可调性高，适用范围广，便于拼装和拆卸，成本低。

为解决上述技术问题，本专利提供的技术方案为：

采用多维组合可调式CPC集热装置，包括带插孔的直通式全玻璃真空集热管、曲线型热管式真空集热管、初级半复合抛物面聚光板、次级曲线型双维度复合抛物面聚光板、双级可调角度式支撑架装置；带插孔的直通式全玻璃真空集热管水平放置，多个曲线型热管式真空集热管并排放置，曲线型热管式真空集热管的下端插入到带插孔的直通式全玻璃真空集热管中，曲线型热管式真空集热管的轴线朝上弯曲；每根曲线型热管式真空集热管的下方设有一个次级曲线型双维度复合抛物面聚光板，在曲线型热管式真空集热管的径向剖面上，次级曲线型双维度复合抛物面聚光板是以曲线型热管式真空集热管为接收管的复合抛物面曲面，在曲线型热管式真空集热管的轴向垂直剖面上，次级曲线型双维度复合抛物面聚光板和曲线型热管式真空集热管的轴线曲线平行；初级半复合抛物面聚光板和次级曲线型双维度复合抛物面聚光板固定在双级可调角度式支撑架装置上，初级半复合抛物面聚光板是以带插孔的直通式全玻璃真空集热管为接收管的半边复合抛物面曲面；带插孔的直通式全玻璃真空集热管和曲线型热管式真空集热管固定在双级可调角度式支撑架装置上。