CN104534694A - 防冻抗冻型槽式太阳能聚光集热器系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防冻抗冻型槽式太阳能聚光集热器系统，属于太阳能热利用领域，包括聚光器、接收器和加热器，其特征在于：所述聚光器具有一个抛物面，该抛物面上固定有若干反射聚光玻璃将太阳光反射到所述接收器上；所述接收器由支撑件、外玻璃管、真空夹层、内玻璃管、导热介质、弹性橡胶盖及热管组成，所述内玻璃管与外玻璃管通过所述支撑件固定。本发明的直接加热型槽式太阳能集热器，结构简单，成本低，安装维修方便，防冻抗冻效果好，可在冰冻时使用。
Description
技术领域
本发明涉及防冻抗冻型槽式太阳能聚光集热器系统，适用于太阳能技术领域。
背景技术
太阳能聚光集热器可分为槽式、碟式和塔式集热器，槽式太阳能聚光集热器通过接受太阳辐射并将产生的热能传递给导热介质，它是中高温太阳能集热系统中必须的关键部分。但在环境气温到冰点以下时，普通槽式太阳能集热器中的介质会结冰膨胀，导致受冻损坏。采用防冻液方式的缺点是，集热循环系统为封闭式系统，系统运行时可能会产生高温高压，需要增加膨胀罐和泄压装置等，而且防冻液易发生泄露和挥发，在1～2年左右要更换防冻液，这种防冻措施既增加了造价也降低了系统的可靠性。我们现在设计一种结构简单、维修方便、成本较低能在冰冻期直接使用的槽式太阳能集热器。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明对传统槽式太阳能聚光集热器的结构做了改进，提出了一种防冻抗冻型槽式太阳能聚光集热器系统，与其他形式的槽式集热器系统相比，本发明的结构简单，设计新颖合理，易于安装，并具有防冻抗冻性能。
为实现本发明的目的，本发明采用的技术方案为：
一种防冻抗冻型槽式太阳能聚光集热器系统，包括聚光器、接收器和加热器，其特征在于：所述聚光器具有一个抛物面，该抛物面上固定有若干反射聚光玻璃将太阳光反射到所述接收器上；所述接收器由支撑件、外玻璃管、真空夹层、内玻璃管、导热介质、弹性橡胶盖及热管组成，所述内玻璃管与外玻璃管通过所述支撑件固定。
所述接收器内玻璃管和外玻璃管通过支撑件固定。
所述接收器内玻璃管的外壁涂覆吸收性涂层吸收聚光器反射的太阳光。
所述带凹坑的波纹翅片的具体形式可以是直波型、正弦波型、或角波型。
所述带凹坑的波纹翅片起到增强结构强度作用，还可以有效的增加传热面积。
所述带凹坑的波纹翅片与内玻璃管和热管之间，可以为线接触，也可以为面接触。
所述带凹坑的波纹翅片其数量，可以根据实际工况需要而定。
所述带凹坑的波纹翅片使用的板材包括碳钢、不锈钢、铝及铝合金等多种金属。
本发明还公开了一种带凹坑的波纹翅片，所述接收器内的周围均匀分布有多个带凹坑的波纹翅片，所述带凹坑的波纹翅片包括一个根部、两个直壁及两个折弯。直壁上分布有波纹，同一直壁上的波纹的纹路一致，波纹表面带有凹坑增强换热面积，同一直壁上的波纹，纹路一致，所述折弯与所属内玻璃管的内表面钎焊；所述直壁沿所述内玻璃管径向伸展；所述内玻璃管与所述波纹翅片形成多个平行流通通道。
所述的导热介质填充在内玻璃管与所述波纹翅片形成多个平行流通通道之间，一端用弹性橡胶盖密封，橡胶盖的弹性作用可以防止该系统在冬天冻结地区，导热介质冷冻时产生的体积膨胀现象而导致的内玻璃管劈裂。
所述热管真空管接收器置于聚光器的焦轴上；所述接受器内热管的一端连接加热器作为蒸发段，热管的另一端内玻璃管中的导热介质内作为冷凝段，热管裸露在空气中的一段为绝热段，采用保温层保温；在冬天，导热介质冻结时，该系统可由加热器加热热管蒸发段，通过热管原理在热管冷凝段释放热量，熔化导热介质。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有结构简单、成本较低能在冰冻期使用的槽式太阳能聚光集热器系统。
附图说明
图1是本发明组装后整体结构示意图。
图2是本发明接收器组装结构示意图。
图3是本发明波纹翅片连接玻璃内管和热管结构示意图。
图4带凹坑的波纹翅片结构示意图结构示意图。
图中：聚光器1、接收器2、加热器3、支撑件4、外玻璃管5、真空夹层6、内玻璃管7、导热介质8、热管9、弹性橡胶盖10、带凹坑的波纹翅片11、保温层12。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示：本发明由聚光器1、接收器2和加热器3三部分组成。聚光器1具有一个抛物面，该抛物面上固定有若干反射聚光玻璃将太阳光反射到热管接收器2上。
如图2所示：接收器2由支撑件4、外玻璃管5、真空夹层6、内玻璃管7、导热介质8、热管9、弹性橡胶盖10和带凹坑的波纹翅片11组成。支持件4用来固定住内玻璃管7在外玻璃管5内，在正常工作情况下，接收器2吸收从聚光器1反射过来的太阳光，通过外玻璃管5、真空夹层6被内玻璃管7上涂有的涂层吸收转化成热量，传递给导热介质8。冬天低温条件下，在一些冰冻地区，接收器2内的导热介质8会冻结，发生聚光集热器系统启动困难的问题。所述的防冻抗冻型槽式太阳能聚光集热器系统，其结构特点在于，导热介质8冰冻时，打开加热器3加热接收器2内的热管9，通过热管原理，热量传递给热管冷凝段外的导热介质8使其熔化，同时，带有凹坑的波纹翅片11可以强化传热，使导热介质8的熔化速度加快。另外，为防止导热介质在冰冻时期体由于积膨胀导致的内玻璃管7破裂，将内玻璃管7内的导热介质8用弹性橡胶盖10密封，弹性橡胶盖10可以维持内部压力。
图3是本发明波纹翅片连接玻璃内管和热管结构示意图。图4带凹坑的波纹翅片结构示意图结构示意图。接收器2内的周围均匀分布有多个带凹坑的波纹翅片11，带凹坑的波纹翅片11包括一个根部、两个直壁及两个折弯。直壁上分布有波纹，同一直壁上的波纹的纹路一致，波纹表面带有凹坑增强换热面积，同一直壁上的波纹，纹路一致，折弯与所属内玻璃管的内表面钎焊；直壁沿所述内玻璃管径向伸展；内玻璃管7与波纹翅片11形成多个平行流通通道。导热介质8填充在内玻璃管7与波纹翅片11形成多个平行流通通道之间，一端用弹性橡胶盖10密封，橡胶盖的弹性作用可以防止该系统在冬天冻结地区，导热介质冷冻时产生的体积膨胀现象而导致的内玻璃管劈裂.
在气候寒冷或冻结地区，本发明能够有效的强化传热，内玻璃管不至于被冻裂，提高了太阳能的集热效果。
以上所述是本发明的具体实施例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理和宗旨的前提下，还可以做出若干替换、变型、改进和润饰，这些替换、变型、改进和润饰也视为本发明的保护范围之列。
Claims (5)
1.一种防冻抗冻型槽式太阳能聚光集热器系统，包括聚光器、接收器和加热器，其特征在于：所述聚光器具有一个抛物面，该抛物面上固定有若干反射聚光玻璃将太阳光反射到所述接收器上；所述接收器由支撑件、外玻璃管、真空夹层、内玻璃管、导热介质、弹性橡胶盖及热管组成，所述内玻璃管与外玻璃管通过所述支撑件固定。
2.根据权利要求1所述的防冻抗冻型槽式太阳能聚光系统，其特征在于：所述内玻璃管的外壁涂覆吸收性涂层吸收聚光器反射的太阳光。
3.根据权利要求2所述的防冻抗冻型槽式太阳能聚光系统，其特征在于：所述接收器内的周围均匀分布有多个带凹坑的波纹翅片，所述带凹坑的波纹翅片包括一个根部、两个直壁及两个折弯，直壁上分布有波纹，同一直壁上的波纹的纹路一致，波纹表面带有凹坑增强换热面积，所述折弯与所述内玻璃管的内表面钎焊；所述直壁沿所述内玻璃管径向伸展；所述内玻璃管与所述波纹翅片形成多个平行流通通道。
4.根据权利要求3所述的防冻抗冻型槽式太阳能聚光系统，其特征在于：所述导热介质填充在所述内玻璃管与所述波纹翅片形成多个平行流通通道之间，一端用所述弹性橡胶盖密封。
5.根据权利要求1至4之一所述的防冻抗冻型槽式太阳能聚光系统，其特征在于：所述接收器是热管真空管接收器，所述热管真空管接收器置于所述聚光器的焦轴上，所述接收器内热管的一端连接所述加热器作为蒸发段，热管的另一端所述内玻璃管中的导热介质内作为冷凝段，热管裸露在空气中的一段为绝热段，采用保温层保温。
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