CN107923657A - 太阳热收集装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种太阳热收集装置，能够高效率地加热包含多种配管的热介质流路。太阳热收集装置(1)具有热介质流路(2)，它使热介质流向收集太阳热的集热镜(3)的集光位置。热介质流路(2)通过将多种导电管串联连接而形成，所述导电管包括布置在集光镜(3)的集光位置处的集热管(2a)。还具备加热装置(30)，它通过将电流串联地流经串联连接的集热管(2a)、挠性管(2e)和配管(2b)来加热这些管件。在配管(2b)上设置了电流相对于配管(2b)为并联流动的旁通电缆(2f)。

Description

太阳热收集装置

技术领域

本发明涉及一种太阳热收集装置，其包括热介质流动的热介质流路。

背景技术

为了实现使用可再生能源的、高效率的电力稳定供给的系统的一个例子，可以列举利用太阳热的发电厂(例如参见专利文献1和2)。

在利用太阳热的发电厂中，太阳热由太阳热收集装置收集，所收集的太阳热通过热介质被传送到热交换器，借助传送过来的热使水转化成蒸汽，再利用此蒸汽来驱动汽轮机从而进行发电。太阳热收集装置包括例如：具有凹形横截面并沿水平方向以相同形状延伸的用于集光(集热)的反射镜(集光镜)；设置在基于该反射镜的集光位置的、具有供热介质流通(循环)的集热管(受热管：接收管)的集热单元；以及用于连接多个集热管的配管。另外，集热管会对应于太阳高度(仰角)的经时变化与反射镜一起移动。此外，集热管由于白天和夜晚的温差以及运行时和维护时的温度差会发生较大的伸缩。因此，可以考虑采用挠性管来连接热介质流路的固定配管与集热管。

由太阳热收集装置收集的热量可以通过热介质储存于蓄热装置中，并且在诸如夜间的不能收集日光的时间段内，将这种储存的热量再次通过热介质传送到热交换器从而进行发电。为此，能够稳定地供给电力。

通常，作为这种太阳热发电厂使用的热介质，一般是使用合成油。但是近年来，已在尝试将热介质从合成油改为熔融盐。

通过将热介质从合成油改为熔融盐，具有以下优点。

首先，可以提供比常规型更高温度的蒸汽，借此可以期待提高发电效率并降低发电成本。此外，与常规型相比，在使用熔融盐作为热介质的系统中，可以使储热罐的容量变小。再者，由于常规型(热介质：合成油)也使用熔融盐作为储热介质，此时合成油和熔融盐之间的热交换是必需的。然而，在仅使用熔融盐来操作整个系统的情况下，热交换器变得不必要，这可以使得发电设备更为简单。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利申请公开第2010/43776号

专利文献2：日本特开2004-31787号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在太阳热收集装置中使热介质流动(循环)的热介质流路是借助泵来使得热介质循环的。但在例如启动过程中需要将熔融盐导入热介质流路时，或在维护时需要将热介质先排出然后再导入时，有可能会使得熔融盐在包括蓄热装置的热介质流路中处于完全不循环的状态，并且会停止对熔融盐的供热。为了在如此状态下的热介质流路内防止融盐的温度过低以致凝固，需要用加热装置来加热热介质流路。事实上，熔融盐具有比合成油高的凝固点，在没有供热的状态下而放热时，熔融盐有可能会凝固而堵塞热介质流路。

在太阳热发电厂的太阳热收集装置以外的部分，在作为固定设置的热介质流路的配管的外周设有作为上述加热装置的电热线(电热迹线)。

但是，在太阳热收集装置中，由于占据热介质流路的大部分的集热管在外周部具有真空绝热部，所以难以配置电热线。另外，电热线有可能干扰被收集的太阳光的接收。而且，由于集热管会如上所述地移动，所以用于向电热线供电的结构可能变得复杂。此外，挠性管会如上所述地对应于太阳高度的变化而移动，且会因基于温度变化的集热管的长度变化而变形，这会造成电热线安装上的困难。由此，会导致难以加热太阳热收集装置的热介质流路，并且会增大热介质流路的加热成本。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种改进了的太阳热收集装置，其能够高效率地加热由多种管件构成的热介质流路。

为了解决上述课题，本发明的太阳热收集装置，具备：热介质流路，用于使热介质流向收集太阳热的集光装置的集光位置，其特征在于：

所述热介质流路是通过串联连接多种导电管而形成的，多种导电管包括配置在集光装置的集光位置的集热管；

设有加热装置，其通过将电流沿着热介质流路串联地流至被串联连接的多种导电管，来使得上述热介质流路的上述管件发热；

设有旁通电路，其中的电流相对于上述多种管件中的至少一个并联流动。

根据上述结构，在热介质流路中不需设置从外部向热介质流路加热的电热线等，而通过将电流流向热介质流路就可使得热介质流路发热从而实现对此的加热。因此，当在集热管的外表面上设置电热线时，这会妨碍被收集的太阳光的接受。而在集热管的外周部分上形成具有透明外管的真空绝热结构时，这会使得难以装设电热线等的加热装置。针对这些可能发生的问题，本发明通过将电流直接流向集热管使之发热，从而实现对集热管的加热。

另外，像挠性管这种使用时其变形可能会很大因而难以从外部装设电热线等加热装置时，可通过使其通电即可实现对其加热。

此外，不需将电流流向不同类型的管件，而只需将电流串联地流向串联连接的多种管件，从而简化了对各种管件加热的构造。但是，当电流串联流经具有不同电阻值的不同种类的管件时，流经不同种管件的电流量是相同的。在这种情况下，电阻值会根据管件的类型(材料和形状)而变化，并且发热量也会根据管件的类型而变化。另外，由于热介质的温度高于环境温度，所以优选的是热介质流路应形成有绝热结构，以避免热量逸出。此时，根据其结构和使用情况，不同的管件应采用不同的绝热结构，并且由于绝热性能不同，其散热量也会依照管件的类型而不同。

当电流串联流到多个不同种类的管件并将其加热时，那么加热时的温度就有可能根据每个管件而显著不同。因此，通过设置旁通电路使其电流平行于在加热时的温度高于其他种配管的管件，可以减少在加热时流经该管件的电流量，从而能够防止对该管件的过加热。

如上所述，借助这种简单构造将电流串联地流到种类不同的多个管件时，能够将各种管件加热到适当的温度。所以，能够以低成本来对热介质流路进行加热。

在本发明的上述结构中，热介质优选为熔融盐。

根据这样的结构，能够防止作为热介质的熔融盐在热介质流路中的凝固。另外，熔融盐的凝固点温度(熔点)大大高于常温，当熔融盐受到集光装置的光照射在高温状态下循环流过热介质流路时，如果是利用积蓄在蓄热槽等的热使得熔融盐循环流过热介质流路，则不会发生温度过低而导致凝固的问题。

但是，因设备启动或维修时将熔融盐导入到热介质流路中，或从热介质流路排出熔融盐时，当熔融盐在供热终止状态下流经热介质流路时，熔融盐有可能发生凝固。因此，通过加热热介质流路，可以防止熔融盐的固化。然而，应该注意到本发明也可以应用于以下的场合。即，作为熔融盐以外的热介质使用高凝固点的物质，或者是使用冷却时变粘的物质。

此外，在本发明的上述结构中，优选的是，上述管件包括：对应于太阳高度移动的集热管、固定配管、以及连接集热管和固定配管的挠性管。

在这种情况下，可以通过使用简单的结构容易地加热上述集热管和挠性管，因为这些管件难以使用电热线等外加的加热装置。

此外，在本发明的上述结构中，优选的是在上述配管中设置旁通电路。

根据上述结构，上述配管不会像挠性管那样地变形，也不会像集热管那样受到太阳光照射，所以能够以较低的成本来采用具有高绝热性能的绝热构造。这里，即使配管的电阻值不是很高，但当电流流经配管时，有可能因散热量小而造成高温。因此，通过在配管内设置旁通电路，这就能够减少流过配管的电流量，所以能够防止配管的温度过高地高于挠性管和集热管。

此外，在本发明的构造中，通过调节在旁通电路中电流流动的导体的材料、截面面积以及长度等条件中的至少一个，可以调节旁通电路的电阻值。

根据上述结构，能够容易地调整与旁通电路并联配置的管件的电流量。特别是，如果通过导体的长度来调整电阻值，则电阻值的调整变得容易。然而，电阻率(比电阻)会因导体的材料不同而不同，故电阻值也可以凭此来调节。

在本发明的结构中，在将热介质导入到热介质流路时，或从热介质流路排出热介质时，优选的是上述加热装置使得电流流向上述管件从而加热上述热介质流路。

根据上述结构，在将热介质导入热介质流路时，或从热介质流路排出热介质时，虽然有可能不会形成高温热介质在热介质流路中循环的状态，且热介质有可能在中途冷却和凝固，本发明也能确实地防止热介质的凝固。

再者，根据本发明的上述构成，上述热介质流路具有相互大致平行设置的两个规定部分；上述集热管设置在两个规定部分中的每一个，并且其中一个规定部分的集热管和另一规定部分的集热管彼此基本平行地且彼此相邻地被设置着；

通过配线连接热介质流路的两个规定部分形成了包括大致平行设置的2根集热管的回路，上述加热装置将电流通向上述回路。

根据上述结构，热介质流路的大致相互平行设置的规定部分之间的距离较短时，可以缩短构成向热介质流路通电的闭合回路的送电电缆的长度。借此，可以使得输电电缆的安装变得容易，并且可以降低输电电缆的成本和输电损失。为了使电流流至具有大致直线状连接的多个集热管的热介质流路的较长部分，如果用电力传输电缆连接热介质流路的通电部分的端部和端部，则需要其长度略等于热介质流路通电部分的电力传输电缆。

发明效果

根据本发明，通过使电流流至由多种管件构成的热介质流路而使之发热，能够以简单的结构来加热任何种类的导电管。而且，即使将电流串联流至由多种配管构成的热介质流路，也可防止温度变得过高。

附图说明

图1是示意图，示出了包括本发明实施例的太阳热收集装置的太阳热收集系统。

图2是示意性正视图，示出了太阳热收集装置的集热单元。

图3是示意性侧视图，示出了太阳热收集装置的两个集热单元的连接部分。

图4是电路图，用于说明使电流流过太阳热收集装置的热介质流路从而对此加热的结构。

具体实施方式

以下，将参照图片来描述本发明的实施例。

图1示出了包括本实施例太阳热收集装置的太阳热收集系统的示意性构造。图1所示的太阳热收集系统具有多个太阳热收集装置1。虽然图1只示出了两个太阳热收集装置1，但是实际上设置有多个(例如100个以上)太阳热收集装置1。太阳热收集系统收集的太阳热经由热介质送到发电系统发电。太阳热发电系统是由这些太阳热收集系统和发电系统构成的。

太阳热收集装置1包括例如大致U字状的热介质流路2。该热介质流路2借助由集光镜(集光单元)3集光的太阳光被加热。其结果是，例如在热介质流路2中流动的热介质的温度上升至550℃左右。

在本实施例中，使用由硝酸钠和硝酸钾的混合物组成的熔融盐作为热介质。

另外，在图1中，用小的直角三角形表示的是梯度符号，根据该梯度符号，热介质流路2和后述的倾斜配管5相对于水平面倾斜。

太阳热收集装置1的热介质流路2与倾斜管5连接。倾斜管5形成为环状，图1中的左端部比右端部高。即，倾斜配管5相对于水平面在图1中向右下方倾斜。此外，倾斜管5包括平行配置的二条倾斜管5a，5b。一条倾斜管5a和另一条的倾斜管5b通过配管5c在其两端相连接。

两个罐6,7连接到倾斜管5。罐6，7分别用于存储热介质。罐6储存由太阳热收集装置1加热之前的热介质，罐7存储由太热收集装置1加热后的热介质。因此，以下将罐6称为冷侧罐6，将罐7称为热侧罐7。

冷侧罐6和倾斜管5a通过连接管10连接。通过设置在冷侧罐6内的泵(未图示)，从冷侧罐6向倾斜管5a输送热介质。送到倾斜管5a的热介质在连接管10与倾斜管5a的连接部分歧，其一部分沿倾斜管5a的倾斜向右流动，剩余部分逆着倾斜管5a的倾斜梯度流向左侧。

热侧罐7和倾斜管5b通过连接管11连接，使得由太阳热收集装置1加热的热介质通过泵的压力被送到热侧罐7。需要指出的是，连接管11可以中途分支，并且可以根据需要将热介质供给到冷侧罐6。例如，在太阳未出来的夜间，由于不能利用太阳热收集装置1对热介质进行加热，在这种情况下，通过设置于上述分歧部的切换阀将热介质仅供给至冷侧罐6，并且防止未加热的热介质被供给到热侧罐7。

太阳热收集装置1的热介质流路2的一个端部与倾斜管5a连接，另一个端部与倾斜管5b连接。因此，在通常运转时流过倾斜管5a的热介质是被太阳热收集装置1加热之前的热介质，而流过倾斜管5b的热介质是被太阳热收集装置1加热后的热介质。在太阳热收集装置1的热介质流路2中，热介质从与倾斜配管5a连接的端部流向与倾斜配管5b连接的端部，从而使得热介质在太阳热收集装置1内处于循环状态。

在从热介质流路2和倾斜配管5a，5b排出热介质的情况下，所形成的一种结构是能够使得热介质根据热介质流路2和倾斜配管5a，5b的倾斜而从上向下流动。热介质流路2的最高位置设置具有排气阀的排气口15。在需要排出热介质时，可以通过打开排气口15的排气阀来吸入空气以排出热介质。

另外，热介质流路2的集光镜3的一部分是被集光镜3集光的光加热的集热管2a。集光镜3和集热管2a构成了集热单元3a。

如图2和图3所示，集热单元3a具有：集光镜3，用于将太阳光聚集在集热管2a上；集热管2a，其通过接收所收集的太阳光来加热在内部流动的热介质；用于加强集光镜3的加强件3b；连接到加强件3b在集光镜3的集光位置上支承集热管2a的支承件3c；支撑集光镜3的支柱部件3d；以及可旋转地支撑在支柱部件3d上并固定在加强部件3b上的旋转筒3e。

集光镜3具有大致圆弧形状(凹形)的横截面，并且在左右方向上延伸以将太阳光聚集到直管形集热管2a上。集热管2a设置有供热介质流动并且将光传输到外部的外管。集热管2a与外管之间的空间大致成为真空，构成真空绝热结构。加强部件3b被固定在作为集光镜3的反射面的背侧的背面上，以加强集光镜3。多个加强部件3b沿着集光镜3和集热管2a的长度方向被等间隔地设置。

此外，由于加强部件3b被固定在旋转筒3e上，并且能够与旋转筒3e一起旋转，所以能够根据太阳高度的变化来改变集光镜3的角度。管支撑部件3c被固定在加强部件3b上，在支撑集热管2a的状态下与旋转筒3e一体旋转。支脚部件3d以旋转自如的方式支承旋转筒3e，从而能够旋转自如地支承集光镜3、集热管2a、加强部件3b以及管支承部件3c。

另外，在集热单元3a的左右两端部，经由挠性管2c(第一挠性管)和挠性管2d(第二挠性管)将集热管2a连接在配管2b上。如图3所示，在两个集热单元3a之间，设置有：连接到集热管2a的挠性管2c、连接到挠性管2c的挠性管2d、连接到挠性管2d的配管2b、连接于配管2b的挠性管2d、与挠性管2d连接的挠性管2c、与挠性管2c连接的集热管2a，从而构成了热介质流路2。此外，由于两个集热单元3a设置在斜坡上，所以右侧集热单元3a低于左侧集热单元3a。

串联连接的两根挠性管2c，2d以被支撑在支承部件3f的状态下被相互连接，而该支承部件3f则被一体旋转自如地安装在加强部件3b或旋转筒3e上。一方的挠性管2c以其一端连接到集热管2a且另一端被挠性支撑构件3f支撑的状态连接到挠性管2d。因此，挠性管2c与集热管2a和挠性支撑部件3f一起与旋转筒3e一体旋转。挠性管2c根据基于集热管2a的温度的伸缩而变形，并且吸收由集热管2a的伸缩引起的变形。

另一方的挠性管2d以其一端被支撑在挠性支承部件3f的状态下被连接到挠性管2c，而该挠性支承部件3f则与旋转筒3e一体地旋转。而其另一端被连接于固定配管2b，它基于对应于太阳高度的集热管2a的移动而变形，以吸收由集热管2a的旋转运动引起的位移。这些挠性管2c，2d由具有与热介质温度对应的耐热性的公知的不锈钢等金属构成。另外，集热管2a和配管2b也由耐热金属制成，并且挠性管2c，2d，集热管2a和配管2b各自具有导电性。

在图1中，构成一个太阳热收集装置1的四个集热单元3a通过U形的热介质流路2串联连接。各个集热单元3a之间通过配管2b连接。然而，构成太阳热收集装置1的集热单元3a的数量不限于四个，也可以多于或少于四个。另外，在本实施例中，通过如上所述地使用U形热介质流路2，其集热单元3a可以排列成两列。

此外，在本实施例中，如以上所述，通过向由金属制的集热管2a、挠性管2c，2d和配管2b构成的热介质流路2直接供电，可以使得热介质流路2发热从而实现加热。因此，集热管2a和挠性管2c的外周上，不必设置电热线等加热装置，而只需接上电源30通电即可加热热介质流路2。换句话说，向热介质流路2供应电流的电源30已成为加热装置。在这种情况下，由于热介质流路2本身发热，所以在集热管2a中，加热装置不会妨碍基于集光的受热。另外，不需要在会变形的挠性管2c，2d的外部安装加热装置，从而能够以非常简单的结构来加热热介质流路2。这种加热方法例如是焦耳效应加热(阻抗加热)。

图4示出了一种电路图，图中显示了从电源(变压器)30供给电流至一个太阳热收集装置1中的热介质流路2。在该电路图中，热介质流路2的集热管2a、配管2b、由挠性管2c和挠性管2d组成的挠性管2e、旁通电缆(旁通电路，电力传输电缆)2f以及闭路电缆(配线)2g、电源连接电缆(配线)2h均用电阻符号表示。另外，在图4中，电源的容量被描述为S(kVA)，但是可以根据各种条件使用所需容量的变压器。

电源30例如是将单相400V的交流电变换为约30V的电压的变压器，是次级线圈侧的中性点不接地的浮动电源。电源连接电缆2h从电源30连接到热介质流路2。在本实施例中，如上所述，热介质流路2被弯曲成U字状，使得热介质流路2上游侧的规定部分与下游侧的规定部分平行地配置。另外，在热介质流路2的上游侧和下游侧分别设置了包括集光镜3和集热管2a的两个集热单元3a。

在本实施例中，形成了这样一种电流流动结构，其从电源部30向上游侧的一个集热单元3a与下游侧的一个集热单元3a的连接部(区块)供应电流，而此下游侧的一个集热单元3a与上游侧集热单元3a并排设置。因此，在本实施例中，在一个太阳热收集装置1的U形热介质流路2中平行配置的上游侧规定部分和下游侧规定部分中分别设置了两个集热单元3a。在图1中，由相邻的上游侧一个集热单元3a(集热管2a)和下游侧一个集热单元3a(集热管2a)形成了一个区块，所以热介质流路2中形成了两个区块。然而，如果在一个U形热介质流路2的上游侧和下游侧分别设置三个集热单元3a，则形成三个区块。然而，包括在一个区块中的集热单元3a的数量可以根据集热单元3a的长度和数量来任意改变。

在一个区块中，如图4所示，热介质流路2的上游侧和下游侧相互平行地配置。在上游侧和下游侧中，从左侧起串联连接有固定配管2b、挠性管2e、集热管2a、挠性配管2e和配管2b。然而，在图4中，例如将图中上侧的热介质流路2设定为热介质流路2的上游侧，而将图中下侧的热介质流路2设定为热介质流路2的下游侧。

集热管2a例如整体大致为100m，基本上被真空绝热用外管所覆盖，具有每根约12m的外管的集热管2a的分割体共有8个被连接。在这些集热管2a的分割体的连接部分，其电源能够直接连接到外管中的集热管2a。在本实施例中，从电源30延伸到区块内的两个集热管2a的电源连接电缆2h在集热管2a的中央部连接至集热管2a的分割体之间的连接部。热介质流路2的上游部分与下游部分，在经由挠性管2e连接至集热单元3a的集热管2a的左右的配管2b的部分，借助闭合电路电缆2g被连接。另外，如上所述，电源30是浮动电源，而闭路电缆2g的部分则通过接地31被接地。

其结果是，从电源30向图中上方延伸的电源连接电缆2h与例如热介质流路2的上游侧的集热管2a的中央部连接。在图4中，分别在热介质流路2的上游侧和下游侧，左右一对集热管2a被彼此连接，这是因为一个集热管2a在中央部被分开，并且电源连接电缆2h连接到一个集热管2a的中央部分。

朝上侧的电源连接电缆2h在与集热管2a连接的部分左右分支，电流从该部分向左右流动。由于一个区块的左右部分具有相同的结构，所以这里仅描述区块的左侧部分，而省略对右侧部分的描述。从向上方延伸的电源连接电缆2h流动的电流在电源连接电缆2h与集热管2a的连接部分向左右流动。往左侧流动的电流从集热单元3a的集热管2a流向挠性管2e，按照集热管2a、挠性管2e、和配管2b的顺序流动，从配管2b通过闭路电缆2g流向下侧的配管2b。而且，从配管2b到达挠性管2e和集热管2a。流过集热管2a的电流从集热管2a的中央部分流向下侧的电源连接电缆2h并到达电源30。上述区块的右侧也按照与此相同的顺序流动。

这里，构成热介质流路2的集热管2a、配管2b和挠性管2e具有不同的材料、截面积、长度和保温结构，并且当电流以恒定的电压串联流过这些管件时，基于对应于这些管件的材料、截面积和长度的电阻值的发热量、以及基于这些管件的形状和保温构造的放热量会相互不同。因此，在仅仅以串联的方式使电流流动的情况下，在集热管2a、配管2b、以及挠性管2c，2d中接受的热量与散热量会相互不同，于是在电流流动的状态下有可能会出现较大的温度差。

这里，发热量(焦耳热)由H＝I²Rt来表示。然而，H是发热量，I是电流值，R是电阻值，t是时间。

另外，由于在电路图中串联布置的各个电阻(集热管2a、配管2b、挠性管2e、闭合回路电缆2g、电源连接电缆2h)中流动相同的电流，作为电阻的集热管2a、配管2b、挠性管2e、闭路电缆2g、和电源连接电缆2h各具有与其各自的电阻值成比例的发热量。如图4所示，各电阻的电阻值可以按照如下来表示，即，集热管2a是Rt，配管2b是Rp，挠性管2e是Rfp，电源连接电缆2h是Rc，通过相乘电流值平方和时间可以计算发热量。因此，在构成热介质流路2的各部件的实际电阻值已知的情况下，能够知道发热量。但因为各部件的温度是根据发热量和散热量来决定的，有必要通过实验或模拟来计算每个部件的发热量或散热量，或计算电流流动时每个部件的温度。

在本实施例中，在集热管2a、配管2b以及挠性管2e之间，已经确认了配管2b的温度要高于集热管2a以及挠性管2e。与需要从外部获得热量的集热管2a和可变形挠性管2e相比，虽然会由于温差而产生收缩，但是在基本上是固定的状态下，在即使与外部绝热也不会发生问题的配管2b中，由于形成了绝热性能优于集热管2a和挠性管2e的绝热结构，所以散热量小，温度容易上升。

在本实施例中，在相同的电流流动的情况下，为了降低温度高于挠性管2e和集热管2a的配管2b的电流值，自与挠性管2e连接的配管2b的端部至连接于闭路电缆2g的部分，连接有旁通电缆2f。也就是说，配管2b和旁通电缆2f被平行排列，通过使得电流分离地流入配管2b和旁通电缆2f，可以使得流过配管2b的电流值减小，因而减少了配管2b的发热量，从而可以使得配管2b的温度接近于集热管2a和挠性管2e的温度。

在热介质流路2中，集热管2a占据了很大的部分，集热管2a的电流和电压基本上设定为能够使得集热管2a处于优选的温度范围。另一方面，由于配管2b的温度高于所需值，如果通过如上所述的那样，将旁通电缆2f与配管2b并联连接，则可使得配管2b的电流值降低。此时，流向旁通电缆2f的电流的值可根据配管2b的电阻值Rp和旁通电缆2f的电阻值Rbc来确定。也就是说，如果施加到配管2b和旁通电缆2f的电压是Vp，则流过配管2b的电流Ip可以表示为Ip＝Vp/Rp，则流经旁通电缆2f的电流Ibc可以表示为Ibc＝Vp/Rbc。

在本实施例中，通过上述实验(模拟)，在使电流流过热介质流路2的情况下，为了使集热管2a、挠性管2e及配管2b处于最佳的温度，在配管2b中流动的电流的值可以被设定为：在施加相同的电流时其温度为最高的配管2b的温度会变得略等于集热管2a和挠性管2e的温度，并根据该设定的电流值来确定旁通电缆2f的电阻值。该电阻值由旁通电缆2f的材料(电阻率)、截面积和长度来确定，例如可以在电阻率上乘以长度并除以截面积来求得。

基本上，对于旁通电缆2f估计所需的电阻值，并且电阻值例如由旁通电缆2f的长度来设定。优选的是，旁通电缆2f的长度不短于配管2b的旁通部分的长度，也有必要与此对应地来确定用作上述旁通电缆2f的导体的横截面积(一根导线的横截面积乘以导线的根数)。由于旁通电缆2f比配管2b的旁通部分长，所以优选的是将旁通电缆2f的长于配管2b的旁通部分的部分集中地收纳在一个箱体内。但是，将旁通电缆2f收纳在箱体内时，优选的是不采取像卷绕在电缆卷筒上那样的状态(线圈状)，而是在例如1m以上的箱体内，使电缆缠绕少量的匝数沿着箱体的内壁使其长径侧较长。

通过上述构成，在串联设置的集热管2a、挠性管2e以及配管2b中，能够将配管2b的电流值变更为与集热管2a和挠性管2e不同的值。例如，在电流流过时，在挠性管2e的温度高于集热管2a的情况下，相对于挠性管2e平行地设置旁通电缆2f，使挠性管2e的电流量小于集热管2a的电流量。或者相反地，旁通电缆2f与集热管2a平行地设置，使得集热管2a的电流量小于挠性管2e的电流量。

借助这样的太阳热收集装置1，至少在设备启动时将作为加热介质的熔融盐导入热介质流路2的情况下，或在维护保养时从热介质流路2排出熔融盐的情况下，或者在维护保养后将熔融盐再次导入热介质流路2时，能够通过加热热介质流路2来防止熔融盐凝固。

在这种情况下，作为不会遮挡已收集的太阳热的结构，和作为即使在集热管2a的外周部具有真空绝热构造也能够加热集热管2a的构造，由于采用了电流直接流入包括集热管2a的热介质流路2的结构，因此能够以非常简单的构造来加热集热管2a。

另外，集热管2a会对应于太阳高度而移动，且会因温度变化而产生伸缩。为了对付这些移动和伸缩而在热介质流路2上设置了挠性管2e。即使针对此挠性管2e，也没有使用会追随挠性管2e变形的电热线，而只需向挠性管2e通电即可实现加热，所以能够以简单的结构加热挠性管2e。

另外，在通过电流来加热的热介质流路2中，因电阻值的差异和绝热结构不同而产生不同放热量的集热管2a、挠性管2e和配管2b被串联连接，若相同值的电流流入这些管子，在加热时各管件之间会产生较大的温差。此时，例如，通过配置旁通电缆2f且使之并列于温度会高于集热管2a和挠性管2e的配管2b，可以使得流过配管2b的电流量小于流入集热管2a、挠性管2e的电流量，尽管这些管件是被串联设置的。由此，除了旁通电缆2f而在已被串联设置的集热管2a、绕线管2e和配管2b中，根据有无旁通电缆2f并根据旁通电缆2f的电阻值，可以个别地设定在串联通电时各个管件的温度，也可以设定成使得这些管件的温度相互接近。

另外，具有大致平行配置的集热管2a的热介质流路2的大致平行配置的部分，通过闭路电缆(电力传输电缆)2g和电源连接电缆(电力传输电缆)2h被相互连接，从而构成了使电流流向热介质流路2的闭合回路。为此，在相互平行配置的集热管2a之间的距离较短的情况下，可以缩短构成闭合回路的输电电缆。所以，可以简化输电电缆的设置作业，且可降低输电电缆的成本和输电损失。

挠性管2e由主要根据基于集热管2a的温度的伸缩而变形的挠性管2c、和连接到挠性管2c且主要根据集热管2a的移动而变形的挠性管2d来构成。也就是说，由于挠性管2e被分成对应于集热管2a的伸缩而变形的部分和对应于集热管2a的移动而变形的部分，所以为了应对这两种变形，挠性管2e的可自由变形部分能够变长。为此，可以防止在电流流动的状态下由于挠性管2e撞击周围构件而容易发生的问题。然而优选的是，第一挠性管2c和第二可挠管2d的接合部分与集热管2a一体地移动。

尽管作为旁通电路的旁通电缆2f由电力传输电缆构成，因为在导电体周围设置有绝缘层和保护层，所以可以在室外容易地使用。另外，具有低电阻值，并且其长度可自由设定，所以很容易精细设定电阻值。此外，输电电缆的弯曲比较容易，即使变长，也可以针对于安装场所来紧凑地布置。

在本实施例中形成了如下构造，即，在具备四个集热单元3a的太阳热收集装置1中，在具有两个集热单元3a的两个区块中分别设置电源30，从而向热介质流路2供给电流。另外，可把一个区块的两个集热单元3a分成两个部分，使得电流并联流动。另一方面，也可以为每个集热单元3a设置电源30以使电流流动，或者不将一个区块中的两个集热单元3a分成两个部分，并且不与电源30并联连接，而将电源30与两个集热单元3a的各热媒流路2串联连接。

符号说明

1—太阳热收集装置，2—热介质流路，2a—集热管，2b—配管，2c—挠性管，2d—挠性管，2e—挠性管，2f—旁通电缆(旁通电路)，3—集光镜(集光装置)，30—电源(加热装置)。

Claims (7)

1.一种太阳热收集装置，具备：热介质流路，用于使热介质流向收集太阳热的集光装置的集光位置，其特征在于：

所述热介质流路是通过串联连接多种导电管而形成的，多种导电管包括配置在集光装置的集光位置的集热管；

设有加热装置，其通过将电流沿着热介质流路串联地流至被串联连接的多种导电管，来使得上述热介质流路的上述多种导电管发热；

设有旁通电路，其中的电流相对于上述多种导电管中的至少一个并联流动。

2.根据权利要求1所述的太阳热收集装置，其特征在于，

所述热介质是熔融盐。

3.根据权利要求1或2所述的太阳热收集装置，其特征在于，

所述管件包括对应于太阳高度移动的上述集热管、固定的配管、和将上述集热管和配管连接的挠性管。

4.根据权利要求3所述的太阳热收集装置，其特征在于，

所述旁通电路设置在所述配管中。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的太阳热收集装置，其特征在于，

旁通电路的电阻值通过调节旁通电路中流过电流的电导体的材料、截面积和长度中的至少一个来调节。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的太阳热收集装置，其特征在于，

在将热介质导入热介质流路时，和从热介质流路排出热介质时，上述加热装置通过将电流流向上述管件来加热热介质流路。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的太阳热收集装置，其特征在于，

上述热介质流路具有相互大致平行设置的两个规定部分；

上述集热管设置在两个规定部分中的每一个，并且其中一个规定部分的集热管和另一个规定部分的集热管彼此基本平行地且彼此相邻地被设置着；

通过配线连接热介质流路的两个规定部分形成了包括大致平行设置的2根集热管的回路，上述加热装置将电流通向上述回路。