CN101377358A - 一种太阳能集热装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种能量吸收率高、充分有效地利用太阳能的太阳能集热装置。本发明包括壳体(1)、导热管(2)、聚焦凸透镜(3)、聚焦凹面反射器(4)，所述导热管(2)、所述聚焦凸透镜(3)、所述聚焦凹面反射器(4)均设置于所述壳体(1)内，所述聚焦凸透镜(3)、所述聚焦凹面反射器(4)均呈长条状且在长度方向上与所述导热管(2)平行设置，所述聚焦凸透镜(3)、所述聚焦凹面反射器(4)的焦点均呈线状且焦点连线均与所述导热管(2)的轴线(C)相重合，所述导热管(2)内装有导热介质。本发明可广泛应用于太阳能利用领域。

Description

一种太阳能集热装置
技术领域
本发明涉及一种太阳能集热装置。
背景技术
太阳能具有绿色、环保、无污染、节能的突出特点，是一种取之不尽的能量来源，但是由于其能量吸收及转换效率不高，因此其应用受到了一定的限制。利用太阳能制取热水已经得到广泛应用，目前普遍使用的太阳能集热装置主要是太阳能集热管。现有的太阳能集热管都是采用玻璃制造，在玻璃管壁上设有具有太阳选择性吸收的涂层，为了减少热量损失，有的还采用真空管构造，但是现有的集热管只能在正对阳光的表面上吸收热量，其表面积本来就有限且不能被全部用来吸收太阳能，因此其能量吸收率较低，不能充分有效地利用太阳能。而且，现有的玻璃集热管容易损坏，尤其在冬天寒冷地区，不仅水温达不到要求，而且容易冻坏爆裂。另外，现有的太阳能集热管太阳选择性吸收的涂层易失效，使得集热效率大大降低，使用寿命短。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能量吸收率高、充分有效地利用太阳能的太阳能集热装置。
本发明所采用的技术方案是：本发明包括壳体、导热管、聚焦凸透镜、聚焦凹面反射器，所述导热管、所述聚焦凸透镜、所述聚焦凹面反射器均设置于所述壳体内，所述聚焦凸透镜、所述聚焦凹面反射器均呈长条状且在长度方向上与所述导热管平行设置，所述聚焦凸透镜、所述聚焦凹面反射器的焦点均呈线状且焦点连线均与所述导热管的轴线相重合，所述导热管内装有导热介质。
所述壳体的外围包覆有保温材料层。
所述导热管的侧壁设有太阳选择性吸收涂层。
所述导热管为金属管。
进一步，所述导热管为铜管。
或者，所述导热管为玻璃管。
所述聚焦透镜采用有机玻璃或玻璃制造。
所述聚焦凹面反射器采用塑料或金属或合金或玻璃制造。
所述聚焦凹面反射器的内凹面上设有反射涂层。
本发明的有益效果是：由于本发明包括壳体、导热管、聚焦凸透镜、聚焦凹面反射器，所述导热管、所述聚焦凸透镜、所述聚焦凹面反射器均设置于所述壳体内，所述聚焦凸透镜、所述聚焦凹面反射器均呈长条状且在长度方向上与所述导热管平行设置，所述聚焦凸透镜、所述聚焦凹面反射器的焦点均呈线状且焦点连线均与所述导热管的轴线相重合，所述导热管内装有导热介质，太阳光经所述聚焦凸透镜后发生折射聚光，聚焦于所述导热管的上表面，大部分热量被所述导热管第一次吸收，另外，经过折射及反射后未被吸收的太阳光遇到所述聚焦凹面反射器后发生反射，反射的太阳光聚焦于所述导热管的下表面，热量被所述导热管第二次吸收，这样经过至少两次聚焦，进入所述壳体内的太阳能绝大部分被所述导热管吸收而无法逃逸，大大提高了太阳能的吸收利用率和转化率，位于所述导热管内的导热介质获得热量升温，并可将热量传递给热泵或直接供使用，故本发明能量吸收率高、充分有效地利用太阳能；
由于本发明所述壳体的外围包覆有保温材料层，所述保温材料层能够避免进入到所述壳体内的太阳能及所述导热管吸收的热量散发，故本发明进一步提高了太阳能的利用率；
由于本发明所述导热管为金属管，可避免运输过程中的意外碰撞破碎损坏，且能够有效避免冬季时低温发生的爆裂事故，使用寿命大大提高，故本发明不易损坏，安全性好，使用寿命长。
附图说明
图1是本发明的断面结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括本发明包括壳体1、导热管2、聚焦凸透镜3、聚焦凹面反射器4，所述导热管2、所述聚焦凸透镜3、所述聚焦凹面反射器4均设置于所述壳体1内，所述聚焦凸透镜3、所述聚焦凹面反射器4均呈长条状且在长度方向上与所述导热管2平行设置，所述聚焦凸透镜3、所述聚焦凹面反射器4的焦点均呈线状且焦点连线均与所述导热管2的轴线C相重合，所述导热管2内装有导热介质，所述导热介质为水，所述壳体1的外围包覆有保温材料层6，所述保温材料层6能够避免进入到所述壳体1内的太阳能及所述导热管2吸收的热量散发，进一步提高了太阳能的利用率，所述导热管2的侧壁设有太阳选择性吸收涂层，进一步提高太阳能吸收率，所述导热管2为金属铜管，导热性好，可避免运输过程中的意外碰撞破碎损坏，且能够有效避免冬季时低温发生的爆裂事故，安全性好，使用寿命长，当然所述导热管2也可以为其它金属管或玻璃管，所述聚焦透镜3采用有机玻璃制造，不仅成本低、重量轻，而且不易损坏，寿命长，当然所述聚焦透镜3也可以采用玻璃制造，所述聚焦凹面反射器4采用塑料制造，成本低，制造方便，所述聚焦凹面反射器4的内凹面上设有反射涂层5，进一步提高太阳光的发生率，当然所述聚焦凹面反射器4也可以采用金属或合金或玻璃制造。
太阳光经所述聚焦凸透镜3后发生折射聚光，聚焦于所述导热管2的上表面，大部分热量被所述导热管2第一次吸收，另外，经过折射及反射后未被吸收的太阳光遇到所述聚焦凹面反射器4后发生反射，反射的太阳光聚焦于所述导热管2的下表面，热量被所述导热管2第二次吸收，这样经过至少两次聚焦，进入所述壳体1内的太阳能绝大部分被所述导热管2吸收而无法逃逸，大大提高了太阳能的吸收利用率和转化率，位于所述导热管2内的导热介质获得热量升温，并可将热量传递给热泵或直接供使用，因此本发明能量吸收率高、能够充分有效地利用太阳能。
本发明克服了现有太阳能集热管的缺陷和不足，大大提高了太阳能的吸收利用率和转化率，且成本低，不易损坏，安全性好，使用寿命长，完全可替代现有的太阳能集热装置。本发明不仅可以一个装置单独使用，而且可根据制热量的需要，如同现有的太阳能集热管一样，将若干个太阳能集热装置并联起来使用。
本发明可广泛应用于太阳能利用领域。

Claims (9)

1、一种太阳能集热装置，其特征在于：包括壳体(1)、导热管(2)、聚焦凸透镜(3)、聚焦凹面反射器(4)，所述导热管(2)、所述聚焦凸透镜(3)、所述聚焦凹面反射器(4)均设置于所述壳体(1)内，所述聚焦凸透镜(3)、所述聚焦凹面反射器(4)均呈长条状且在长度方向上与所述导热管(2)平行设置，所述聚焦凸透镜(3)、所述聚焦凹面反射器(4)的焦点均呈线状且焦点连线均与所述导热管(2)的轴线(C)相重合，所述导热管(2)内装有导热介质。
2、根据权利要求1所述的太阳能集热装置，其特征在于：所述壳体(1)的外围包覆有保温材料层(6)。
3、根据权利要求1所述的太阳能集热装置，其特征在于：所述导热管(2)的侧壁设有太阳选择性吸收涂层。
4、根据权利要求1或2或3所述的太阳能集热装置，其特征在于：所述导热管(2)为金属管。
5、根据权利要求4所述的太阳能集热装置，其特征在于：所述导热管(2)为铜管。
6、根据权利要求1或2或3所述的太阳能集热装置，其特征在于：所述导热管(2)为玻璃管。
7、根据权利要求1或2或3所述的太阳能集热装置，其特征在于：所述聚焦透镜(3)采用有机玻璃或玻璃制造。
8、根据权利要求1或2或3所述的太阳能集热装置，其特征在于：所述聚焦凹面反射器(4)采用塑料或金属或合金或玻璃制造。
9、根据权利要求8所述的太阳能集热装置，其特征在于：所述聚焦凹面反射器(4)的内凹面上设有反射涂层(5)。
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