CN103322695B - 一种太阳能中高温集热装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种太阳能中高温集热装置，包括聚光透镜及其支架、反射镜及其支架和凹形空腔集热体，凹形空腔集热体的凹形底面的空间位置在聚光透镜的焦斑处，且整体设置在凹形空腔集热体支座内部，凹形空腔集热体上设置有集热工质进出管，聚光透镜支架与反射镜支架共同组成了一个中空的锥形支架体，反射镜支架的锥形小端与凹形空腔集热体支座连接，且凹形空腔集热体与凹形空腔集热体支座之间设置有保温层，聚光透镜、反射镜和凹形空腔集热体共同围成了一个封闭的空间。凹形空腔集热体的凹形内表面为粗糙的蜂窝状结构，且其内表面上附着一层太阳能吸附涂料；其热损失小、能效大、寿命长、价格低、稳定性好、结构简单以及维修方便。

Description

一种太阳能中高温集热装置
技术领域
本发明涉及种太阳能集热装置，具体涉及的是太阳能中高温集热装置。
背景技术
中国的太阳能产业发展非常迅猛，但是其应用领域基本集中在低温民用领域。由于中国的能耗70％用于工业，所以太阳能在低温民用领域的普及并不能缓解我国能源紧张和减排滞后的状况，从上世纪80年代开始，中国开始研发太阳能中高温利用技术，并且取得了实质性的进展，以槽式聚光器、高温真空集热管、高温集热工质、相变储能材料等一批新技术的突破，使得中国的太阳能高温工业化领域的应用变成了可能。尽管如此，目前中国的太阳能高温工业化应用依然非常的稀少，究其原因，投资成本过高和运营成本过高是阻碍其发展的根本原因。目前的太阳能中高温集热系统多使用槽式聚光镜和高温真空集热管，经过实际使用，发现有如下不足：
1、槽式聚光镜为线性聚光模式，为了达到中高温所需的聚光比，槽式聚光镜需要做的很大，这给安装、制造和维护带来较大的成本，目前该类集热器的造价在2000元每平米以上；
2、槽式聚光镜和高温真空集热管是一种开放的结构，在传输和反射中发散的光线没有被二次利用，损失较多，目前的集热效率在60％以下；
3、同时开放的结构受雨雪风霜和灰尘直接侵蚀，维护成本高，使用寿命短，一般为10年以内；
4、为了减少高温真空集热管的发射率，必须使用选择性吸收涂层，而这种涂层的寿命较短，价格较高；
5、高温真空集热管的核心技术---金属玻璃焊接技术被国外垄断，且稳定性差，价格较高。
以两吨蒸汽锅炉、每天运行10小时、每年300天计算的话，锅炉投资成本20万，年运行费用90万元；而使用一个等效的太阳能装置，投资成本在1000万左右，年运行费用20万元；显然上述数据所显示出的经济性差的缺点，使得企业不愿意主动投资这个项目。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提供一种热损失小、能效大、寿命长、价格低、稳定性好、结构简单以及维修方便的太阳能中高温集热装置。
本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种太阳能中高温集热装置，包括聚光透镜、聚光透镜支架、反射镜、反射镜支架和凹形空腔集热体，所述聚光透镜设置在聚光透镜支架上，反射镜设置在反射镜支架上，所述凹形空腔集热体的凹形底面的空间位置在聚光透镜的焦斑处，且整体设置在凹形空腔集热体支座内部，凹形空腔集热体上设置有集热工质进出管，所述聚光透镜支架与反射镜支架共同组成了一个中空的锥形支架体，反射镜支架的锥形小端与凹形空腔集热体支座连接，且凹形空腔集热体与凹形空腔集热体支座之间设置有保温层，所述的聚光透镜、反射镜和凹形空腔集热体共同围成了一个封闭的空间；所述凹形空腔集热体的凹形内表面为粗糙的蜂窝状结构，蜂窝状内表面对于汲取太阳光线具有很好的优势，且凹形空腔集热体的蜂窝状内表面上附着一层太阳能吸附涂料，使得集热体具有光学陷阱的结构，对光线的利用率高，同时其结构简单便于加工。
作为优选，所述的凹形空腔集热体的凹形底面积大于聚光透镜的焦斑面积，且凹形空腔集热体支座开口的面积大于凹形空腔集热体的凹形底面积，以保证光线不受阻碍的射入凹形空腔集热体的凹形底面积上。
作为优选，所述聚光透镜为菲涅耳点聚焦式透镜，较小的聚光面积就能产生较高的温度，从而具有较低制造、安装、维护的成本。
本发明的有益效果是：
1、聚光透镜由于制造精度和材料等原因，20％的光线经过透镜后呈现非聚焦状态，没有射向焦斑；反射镜的利用，使得部分通过聚光透镜后发散的光线被二次利用，经过一次或者多次反射后，进入集热体中；
2、凹形空腔集热体的凹形内腔结构、蜂窝状内表面与吸收涂层的配合使用，使得凹形空腔集热体具有光学陷阱结构，对光线的利用率高，同时其结构简单便于加工；
3、封闭式结构可以免受雨雪风霜和灰尘的直接侵蚀，维护成本低，使用寿命长，同时配合保温层，确保了凹形空腔集热体有较低的热损失；
4、使用模具浇注成型的菲涅尔点式聚光镜，较小的聚光面积就能产生较高的温度，从而具有较低制造、安装、维护的成本。
5、聚光透镜由于制造精度和材料等原因，其光线汇聚不是理论上的一个点，而是一个焦斑，焦斑的直径大小与聚焦温度有直接关系，通过调整焦斑的直径来获取我们想要的温度。
总的来说该装置的集热率在70％以上，使用寿命在20年以上，每平米的造价在1000元以内，具有显著的效果，集热率高，使用寿命长，成本低。
附图说明
图1为本发明的结构示意图，
图2为本发明拆分后的结构示意图；
图3为光线进入本集热装置的走向图。
其中：1、聚光透镜，2、聚光透镜支架，3、反射镜，4、反射镜支架，5、凹形空腔集热体，6、凹形空腔集热体支座，7、集热工质进出管，8、保温层。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步详述。
如图1至图3所示，一种太阳能中高温集热装置，包括聚光透镜1、聚光透镜支架2、反射镜3、反射镜支架4和凹形空腔集热体5，所述聚光透镜1设置在聚光透镜支架2上，反射镜3设置在反射镜支架4上，所述凹形空腔集热体5的凹形底面的空间位置在聚光透镜1的焦斑处，且整体设置在凹形空腔集热体支座6内部，凹形空腔集热体5上设置有集热工质进出管7，所述聚光透镜支架2与反射镜支架4共同组成了一个中空的锥形支架体，反射镜支架4的锥形小端与凹形空腔集热体支座6连接，且凹形空腔集热体5与凹形空腔集热体支座6之间设置有保温层8，所述的聚光透镜1、反射镜3和凹形空腔集热体5共同围成了一个封闭的空间，这样经聚焦的光线直接射向聚光透镜1的焦斑处，发散的光线经过发射镜3反射后也射向聚光透镜1的焦斑处。
所述凹形空腔集热体5的凹形内表面为粗糙的蜂窝状结构，蜂窝状内表面对于汲取太阳光线具有很好的优势，且凹形空腔集热体5的内表面上附着一层太阳能吸附涂料，使得凹形空腔集热体5具有光学陷阱的结构，对光线的利用率高，同时其结构简单便于加工。
所述的凹形空腔集热体5的凹形底面积大于聚光透镜1的焦斑面积，且凹形空腔集热体支座6开口的面积大于凹形空腔集热体5的凹形底面积。
所述聚光透镜1为菲涅耳点聚焦式透镜，较小的聚光面积就能产生较高的温度，从而具有较低制造、安装、维护的成本。
本发明的有益效果是：
1、聚光透镜由于制造精度和材料等原因，20％的光线经过透镜后呈现非聚焦状态，没有射向焦斑，反射镜的利用，使得部分通过聚光透镜后发散的光线被二次利用，经过一次或者多次反射后，进入集热体中；
2、凹形空腔集热体的凹形内腔结构、蜂窝状内表面与吸收涂层的配合使用，使得凹形空腔集热体具有光学陷阱结构，对光线的利用率高，同时其结构简单便于加工；
3、封闭式结构可以免受雨雪风霜和灰尘的直接侵蚀，维护成本低，使用寿命长，同时配合保温层，确保了凹形空腔集热体有较低的热损失；
4、使用模具浇注成型的菲涅尔点式聚光镜，较小的聚光面积就能产生较高的温度，从而具有较低制造、安装、维护的成本。
5、聚光透镜由于制造精度和材料等原因，其光线汇聚不是理论上的一个点，而是一个焦斑，焦斑的直径大小与聚焦温度有直接关系，通过调整焦斑的直径来获取我们想要的温度。
总的来说该装置的集热率在70％以上，使用寿命在20年以上，每平米的造价在1000元以内，具有显著的效果，集热率高，使用寿命长，成本低。

Claims (3)

1.一种太阳能中高温集热装置，包括聚光透镜(1)、聚光透镜支架(2)、反射镜(3)、反射镜支架(4)和凹形空腔集热体(5)，所述聚光透镜(1)设置在聚光透镜支架(2)上，反射镜(3)设置在反射镜支架(4)上，所述凹形空腔集热体(5)的凹形底面的空间位置在聚光透镜(1)的焦斑处，且整体设置在凹形空腔集热体支座(6)内部，凹形空腔集热体(5)上设置有集热工质进出管(7)，其特征在于：所述聚光透镜支架(2)与反射镜支架(4)共同组成了一个中空的锥形支架体，反射镜支架(4)的锥形小端与凹形空腔集热体支座(6)连接，且凹形空腔集热体(5)与凹形空腔集热体支座(6)之间设置有保温层(8)，所述的聚光透镜(1)、反射镜(3)和凹形空腔集热体(5)共同围成了一个封闭的空间；所述凹形空腔集热体(5)的凹形内表面为粗糙的蜂窝状结构，且凹形空腔集热体(5)的内表面上附着一层太阳能吸附涂料。
2.根据权利要求1所述的太阳能中高温集热装置，其特征在于：所述的凹形空腔集热体(5)的凹形底面积大于聚光透镜(1)的焦斑面积，且凹形空腔集热体支座(6)开口的面积大于凹形空腔集热体(5)的凹形底面积。
3.根据权利要求1所述的太阳能中高温集热装置，其特征在于：所述的聚光透镜(1)为菲涅耳点聚焦式透镜。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1595011A (zh) * 2004-07-15 2005-03-16 胡连印 塑料透射式太阳能聚光器
CN201278040Y (zh) * 2008-10-16 2009-07-22 厦门市三安光电科技有限公司 一种新型聚光太阳能采集装置
CN101691951A (zh) * 2007-12-13 2010-04-07 罗小府 太阳能温室效应热水器

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1068661A (zh) * 1991-07-16 1993-02-03 焦立伟 线聚焦菲涅耳透镜的制造方法
CN201177386Y (zh) * 2007-11-28 2009-01-07 王晓岚 二次聚焦太阳能中高温设备
CN101923209B (zh) * 2009-06-16 2013-06-05 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 集光装置
CN102706004A (zh) * 2012-06-21 2012-10-03 镇江市博林光电科技有限公司 聚焦式太阳能集热装置及集热系统
CN203396117U (zh) * 2013-06-28 2014-01-15 江苏安华电气自动化有限公司 太阳能中高温集热装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1595011A (zh) * 2004-07-15 2005-03-16 胡连印 塑料透射式太阳能聚光器
CN101691951A (zh) * 2007-12-13 2010-04-07 罗小府 太阳能温室效应热水器
CN201278040Y (zh) * 2008-10-16 2009-07-22 厦门市三安光电科技有限公司 一种新型聚光太阳能采集装置

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