CN106032948A - 槽式太阳能集热管的保温系统 - Google Patents

Abstract

本发明的一种槽式太阳能集热管的保温系统，包含底座，底座上设升降组件，所述升降组件上连接可开合的保温结构，保温结构可设内保温层和外保温层加强保温性能，白天保温结构打开，通过升降组件降至低处，不影响集热管正常吸收太阳能，夜晚升降组件升起后保温结构闭合将集热管包覆其内，达到保温效果，提高高品位热能的利用率。

Description

槽式太阳能集热管的保温系统

技术领域

本发明涉及太阳能集热发电设备，特别是根据太阳方位转动的槽式太阳能发电设备的真空集热管保温系统。

背景技术

槽式太阳能集热系统（SCA），由槽式抛物面反光镜、支架、热接收器、驱动机构和跟踪控制装置构成。槽式抛物面反光镜将太阳光反射并聚焦到集热管上，加热集热管中的导热流体。真空集热管固定在支架上，集热管随着支架的转动而转动。白天，集热管吸收阳光，将管里的导热油从293℃加热到393摄氏度。整个集热场处于吸收太阳能的状态。傍晚开始到第二天的早上的时间段内，由于没有太阳，整个集热场停止工作，但是真空集热管仍然向外辐射热量，集热场的所有集热管整个晚上都在向外辐射热量，造成热能的极大浪费。

一个典型的50MW的光伏场约有500个SCA，每个SCA有36根集热管，共计18000根集热管，每根集热管长4米，共计72000米。每米集热管在390℃时的热量损失功率约为 260瓦，在293℃时的热量损失功率约为 110瓦，平均按照（260+110）÷2=185瓦热量损失计算，72000米集热管的热量损失为185瓦×72000米 = 13320000瓦。一小时损失的总热量为13320千瓦时。一年365天，夏天的夜晚短，冬天的夜晚长，平均按照12小时计算，一个典型的50MW的光伏场一晚上损失的热量为13320×12=159840千瓦时，而且损失的是珍贵的293℃-393℃的高品位热能。

如何降低槽式太阳能集热系统集热管的高品位热能损失，是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明的所解决的技术问题即在提供一种能显著降低热能损失率的槽式太阳能集热系统的真空集热管保温系统。

本发明所采用的技术手段如下所述。

一种槽式太阳能集热管的保温系统，包含集热管，还包含升降组件及升降组件上的保温结构，该保温结构包含可开合的第一外壳和第二外壳，扣合后，所述集热管置于所述保温结构的内部。

所述升降组件包含底座、伸缩设备和由伸缩设备控制的1个或1个以上升降支架，所述伸缩设备和升降支架置于底座上。

所述升降支架通过横杆相连，所述伸缩设备控制横杆从而控制升降支架的升降运动。

所述保温结构包含内保温层，其设于第一外壳和第二外壳内部。

所述保温机构还包含外保温层，该外保温层一面设于第一外壳的扣合接触面，扣合时外保温层的另一面与第二外壳的扣合接触面紧密贴合，或者第一外壳和第二外壳的扣合接触面均设有该外保温层，扣合时两个外保温层紧密贴合，外保温层的内端突出于外端，形成L型结构，外端通过连接机构与第一/第二外壳固定，所述连接机构为螺栓及垫在螺栓与内保温层之间的压板。

所述集热管为若干个，相邻集热管连接处外包有护套，相邻的两个护套通过一个保温结构扣合，集热管、保温结构及护套内部形成空气腔室。

所述护套外表面距集热管外表面的距离比空气腔室的厚度小或相等。

本发明的有益效果如下所述。

1、通过在集热管上加装保温结构，对集热管内收集的太阳能热量进行保存，减少高品位热能的损失，提高太阳能热量的利用率。

2、本发明的保温系统通过升降组件和第一、第二外壳的打开/闭合，白天保温系统打开降至最低，使得集热管在不受任何阻碍的情况下吸收太阳能，晚上保温系统闭合将集热管包裹在内，对集热管产生保温的效果的同时，还可以保护集热管。

3、采用1个升降支架，可降低保温系统的成本；采用2个及2个以上的升降支架及升降支架之间通过横杆连接，可提升闭合对位的准确性，防止闭合误差对集热管产生外力导致集热管破损。

4、两个分离的外壳咬合后，集热管的护套、保温结构与集热管之间形成密闭的空气腔室，其具有一定的保温作用，同时由于集热管的外壳一般采用玻璃材质，容易破碎，为了避免碰撞，护套和空气腔室的存在使保温结构与集热管之间形成安全距离，不会导致集热管破损，提升了安全性。

5、保温外壳内部的内保温层起到主要的保温作用，在外壳闭合面设置外保温层且采用软质保温材料，使得第一、第二外壳在闭合时可以紧密的贴合，防止空气腔室内部的高温热空气泄露出来，损失热量。

6、由于槽式太阳能集热系统的支架一般都采用液压驱动，伸缩设备可与槽式太阳能转动支架共用同一个液压泵，既降低了成本也减少了零部件的占用空间。

附图说明

图1为本发明槽式太阳能集热管的保温系统的闭合保温示意图。

图2为本发明槽式太阳能集热管的保温系统的保温结构的结构示意图。

图3为本发明的槽式太阳能集热管的保温系统的打开集热示意图。

图4为现有的集热管的连接方式。

图5为包含2个本发明槽式太阳能集热管保温系统应用的侧剖示意图。

具体实施方式

本发明保护的是槽式太阳能集热管的保温系统， 结合图1、图2及图3所示，其用于集热管8的保温，该保温系统包含升降组件和保温结构。所述升降组件包含底座1，底座1上设伸缩设备2和由伸缩设备2控制的1个或1个以上升降支架3。由于槽式太阳能集热系统的支架一般都采用液压驱动，因此上述伸缩设备2可与槽式太阳能转动支架共用同一个液压泵，既降低了成本也减少了零部件的占用空间。

当采用1个升降支架3时，可使支架的成本达到最小，当升降支架3的数量为2个或2个以上时，升降支架之间通过横杆31连接，伸缩设备2控制横杆31从而控制升降支架3的升降运动，通过上述伸缩设备连接横杆从而控制多个支架同步升降，可提升闭合对位的准确性，防止闭合误差对集热管产生外力导致集热管破损。

在上述升降支架3上连接有保温结构，该保温结构包含可开合的第一外壳41和第二外壳42，其开合的方式可根据实际使用情况加以变化，本发明中不加以具体限定。为帮助理解，以图所示的左右开合为例，第一外壳41和第二外壳42下端可连接升降支架3，其可与升降支架呈一定角度固定，以在升降支架升到集热管处时正好将集热管置于保温结构内部，在生产过程中可根据需求将外壳与升降支架3一体制成。或者在第一外壳41、第二外壳42与升降支架3的连接处设置可调整角度的转动结构（图中未示出），以便于升降及调整角度。另外，升降支架的设置并不局限于附图中的剪叉式，在实际应用时可选用其他产生升降功能的支架。

在上述的保温结构内，即第一外壳41与第二外壳42内壁设内保温层5，内保温层一般选用硬质保温材料，其起到主要的保温作用。上述第一外壳41与第二外壳42扣合后，所述集热管8置于保温结构的内部，集热管与保温结构之间留有空气腔室，该空气腔室具有一定的保温作用。另外，由于集热管的外壳一般采用玻璃材质，容易破碎，两个分离的外壳咬合后，使保温结构与集热管之间形成安全距离，同时又避免了碰撞，对集热管产生保护作用。

为了加强其保温的效果，避免热量从第一外壳与第二外壳开合连接处散失，可在第一外壳41和/或第二外壳42的连接处设置外保温层6。该外保温层6的一面可连接于第一外壳41或者第二外壳42的扣合接触面上，扣合时外保温层的另一面与第二外壳42或者第一外壳41的扣合接触面紧密贴合。

外保温层6还可以同时设置于第一外壳41和第二外壳42的扣合接触面上，扣合时两个外保温层6紧密贴合，在此种外保温层的设置的情况下，为了将外保温层更稳固的连接于外壳上，外保温层6的内端（近集热管）突出于外端，形成L型结构，外端通过连接机构与第一/第二外壳固定。上述连接机构可采用螺栓71及垫在螺栓71与外保温层6之间的压板72。当然，使用其他可将外保温层与外壳相连的方式均可，如将外保温层粘接于外壳上、使用凹型外保温层等等，在此不再过多进行限定。

上述外保温层6可采用软质保温材料，在支架传递过来的压力作用下，两个保温结构可以紧密的贴合在一起，防止保温腔室内部的高温热空气泄露出来，损失热量。上述无论是外保温层的硬质保温材料还是软质保温材料，其保温材料越厚，保温效果越好。

结合图1至图5所示的将保温系统应用于现有的槽式太阳能集热管，由于单根集热管8的长度有限，在实际应用中通常将若干个集热管8依次连接成一根长的集热管8，为了保证保温和密封性，在相邻集热管连接处外包有一圈护套11，该连接处还安装集热管支架10用于固定集热管的位置。图5所示的是在相邻的集热管支架10之间安装本发明的保温系统，相邻集热管8连接处外包有护套11，相邻的两个护套11通过一个保温结构扣合。具体来说，保温结构的两端扣合于相邻的两个护套11的对应端，集热管、保温架构及护套内部可形成的空气腔室9，所述空气腔室9的厚度可比护套11外表面距集热管8外表面的距离大，或者空气腔室9的厚度与护套11外表面距集热管8外表面的距离相等，而上述相等时，保温结构内的保温层正好覆于护套11上，其形成空气腔室的同时使得空气腔室的两端得以密封，即所形成的空气腔室9为密闭的腔室，进一步加强保温系统的保温性能。

在使用时，白天将保温结构张开，升降机构降落到最低点，将集热管释放出来吸收太阳能，保温系统的存在并不影响光伏场真空集热管的工作（吸收太阳能）。夜晚，升降机构升起，保温结构合拢（咬合），将集热管包裹起来，起到对集热管的保温作用。

Claims (10)

1.一种槽式太阳能集热管的保温系统，包含集热管，其特征在于，包含升降组件，还包含设置于升降组件上的保温结构，该保温结构包含可开合的第一外壳和第二外壳，扣合后，所述集热管置于所述保温结构的内部。

2.如权利要求1所述的槽式太阳能集热管的保温系统，其特征在于，所述升降组件包含底座、伸缩设备和由伸缩设备控制的1个或1个以上升降支架，所述伸缩设备和升降支架置于底座上。

3.如权利要求2所述的槽式太阳能集热管的保温系统，其特征在于，所述升降支架通过横杆相连，所述伸缩设备控制横杆从而控制升降支架的升降运动。

4.如权利要求1至3任一所述的槽式太阳能集热管的保温系统，其特征在于，所述保温结构包含内保温层，其设于第一外壳和第二外壳内部。

5.如权利要求4所述的槽式太阳能集热管的保温系统，其特征在于，还包含外保温层，该外保温层一面设于第一外壳的扣合接触面，扣合时外保温层的另一面与第二外壳的扣合接触面紧密贴合。

6.如权利要求4所述的槽式太阳能集热管的保温系统，其特征在于，还包含外保温层，第一外壳和第二外壳的扣合接触面均设有该外保温层，扣合时两个外保温层紧密贴合。

7.如权利要求6所述的槽式太阳能集热管的保温系统，其特征在于，所述外保温层的内端突出于外端，形成L型结构，外端通过连接机构与第一/第二外壳固定。

8.如权利要求7所述的槽式太阳能集热管的保温系统，其特征在于，所述连接机构为螺栓及垫在螺栓与内保温层之间的压板。

9.如权利要求1至3或5至8其中任一所述的槽式太阳能集热管的保温系统，其特征在于，所述集热管为若干个，相邻集热管连接处外包有护套，相邻的两个护套通过一个保温结构扣合，集热管、保温结构及护套内部形成空气腔室。

10.如权利要求9所述的槽式太阳能集热管的保温系统，其特征在于，所述护套外表面距集热管外表面的距离比空气腔室的厚度小或相等。