CN202149632U - 一种槽式太阳能集热管 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种槽式太阳能集热管，其特征是，由外壳、保温支撑件、保温层、透光层、吸热体和热载体通道按如下方式连接组成：所述透光层的两侧分别与固定在外壳内壁上的保温支撑件固定连接，所述透光层与保温支撑件和外壳组成第一腔体；所述吸热体固定于第一腔体内，吸热体一面朝向透光层，另一面与热载体通道相连接；所述外壳的内壁与所述吸热体和热载体通道之间填充保温层。本实用新型的槽式太阳能集热管，结构简单、加工难度小、成本低、吸收率高、辐射热损少。

Description

一种槽式太阳能集热管

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能设备，特别涉及一种太阳能集热管。

背景技术

中高温槽式太阳能热利用领域中，太阳能集热管及太阳能选择性吸收涂层是太阳能热利用的技术关键，也是阻碍太阳能热利用向中高温领域发展的瓶颈。

中高温太阳能热利用通常是采用聚焦的形式实现的，吸收涂层的吸收率和发射率的微小变化就需要反光面积的巨大变动，会对设备投资造成很大的影响。因此，追求更高的吸收率和更低的发射率是太阳能中高温技术研究的关键。

太阳能选择性吸收涂层的吸收率、发射率是判断涂层优劣的指标。由于技术限制，太阳能选择性吸收涂层的吸收率不可能无限制提高，在当前技术条件下，吸收率已经接近人为的极限。而且，由于热辐射能量与温度的四次方成正比，温度升高则热辐射量成四次方增长，在太阳能中高温应用设备中，大部分热损是通过自身发射出去的。现有的槽式太阳能集热管通常采用真空管型集热管，这种集热管结构复杂、热辐射面积大能效低、造价极高，也是导致槽式太阳能集热器造价昂贵的主要原因之一。因此，急需一种结构简单、能效高的太阳能集热管，以推动太阳能中高温热利用的发展。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、效能高的槽式太阳能集热管。

为达上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：一种槽式太阳能集热管，其特征是，由外壳、保温支撑件、保温层、透光层、吸热体和热载体通道按如下方式连接组成：所述透光层的两侧分别与固定在外壳内壁上的保温支撑件固定连接，所述透光层与保温支撑件和外壳组成第一腔体；所述吸热体固定于第一腔体内，吸热体一面朝向透光层，另一面与热载体通道相连接；所述外壳的内壁与所述吸热体和热载体通道之间填充保温层。

通过如上的技术方案，安装于外壳保温支撑件上的透光层将吸热体与外界隔离并形成保温层，外界光线可通过该透光层到达吸热体并被其吸收利用，提高了能效。

更具体地说，所述吸热体朝向透光层的一面为格栅状的吸热肋片，这是优选方案。太阳光进入到吸热肋片后，经多次反射吸收，绝大多数能量被吸收，仅有极少部分光线可经多次反射后再次从透光层透射出来。

所述吸热肋片上镀有吸收涂层。该涂层为太阳能选择性吸收涂层，以提高对太阳辐射的吸收率。

所述吸热体的两侧分别与所述保温支撑件相连接以固定在第一腔体内，所述吸热体与保温支撑件和透光层组成第一密闭空腔体。该密封腔可减少腔内空气流动造成的热量损失，也可避免灰尘进入到腔中影响吸收率。

所述吸热体与热载体通道相连接的一面设置有弧形槽，所述弧形槽与所述热载体通道形状相匹配并贴合接触。这样的结构可以针对不同的热载体选用不同的热载体通道材料，紧密连接使吸热体的热量直接传递到热载体通道上，最大限度地减少热损失。

所述吸热体和热载体通道采用金属材料制成。金属材料的导热系数高，可以提高传热效果。

所述保温支撑件是指采用保温材料制成的保温支撑件，这样可以进一步提高保温的效果。

所述透光层由至少一层透光材料制成。这样在吸热体与保温支撑件和透光层组成的第一密闭空腔体中，双层或多层透光层可进一步避免层间或腔内的空气流动而将热量损失降至最低。

所述槽式太阳能集热管还包括设置在槽式太阳能集热管两端的端盖，所述端盖安装在外壳上，热载体通道伸出所述端盖；所述端盖与外壳和透光层组成第二密闭空腔体。这样槽式太阳能集热管既可以透过太阳吸收光线，又可避免灰尘及雨水等外界因素的影响。

本实用新型的槽式太阳能集热管的工作过程是这样的：太阳入射光线经过反光镜反射聚焦后聚焦于太阳能集热管，聚焦后的太阳光通过透光层后到达吸热体，经过吸热体上的吸热肋片多次吸收反射后，吸热体温度升高，与吸热体紧密连接的热载体通道的温度随之升高，热载体流经热载体通道时，被热载体通道加热，完成热量传递过程。

本实用新型相对于现有技术具有的主要优点及效果是：

1、本实用新型的槽式太阳能集热管，通过对结构的改进，当太阳光进入吸热体后，经多次反射吸收，绝大多数太阳辐射被吸收，只有极小部分可通过透光层散出，太阳辐射吸收率接近1，当吸热体温度升高后，由于外保温层的作用，热量不会从外壳辐射出去，仅有极少量热量会以导热方式散失，提高了能效；

2、吸热体温度升高后，其内的热量会以热辐射的形式透过透光材料辐射出去；本实用新型的槽式太阳能集热管，相对于相同受光截面尺寸的真空管型吸热管，其辐射面积为真空管型集热管辐射面积的1/3.14，大幅度减少了辐射面积，相应的减少了能量损失；

3、本实用新型的槽式太阳能集热管，结构简单、加工难度小、成本低、吸收率高、辐射热损少。

附图说明

图1为本实用新型的槽式太阳能集热管的横向剖视图；

图2为图1的纵向局部剖视图；

图3为本实用新型的槽式太阳能集热管的轴测图；

图4为本实用新型使用示意图；

其中：1为保温支撑件、2为保温层、3为透光层、4为吸热体、5为热载体通道、6为外壳、7为端盖、8为弧形槽。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

如图1至图3所示，一种槽式太阳能集热管，由外壳6、采用导热系数小且有一定强度的保温材料制成的保温支撑件1、保温层2、由两层透光材料组成的透光层3、吸热体4和热载体通道5按如下方式连接组成：透光层3的两侧分别与固定在外壳6内壁上的保温支撑件1固定连接，透光层3与保温支撑件1和外壳6组成第一腔体；吸热体4两侧分别与保温支撑件1相连接以固定在第一腔体内，吸热体4与保温支撑件1和透光层3组成第一密闭空腔体，在第一密闭空腔体内，双层透光材料可避免层间或腔内的空气流动而将损失热量，也可避免灰尘进入到腔中影响吸收率。吸热体4一面朝向透光层，另一面与热载体通道相连接；吸热体4朝向透光层的一面为格栅状的吸热肋片，吸热肋片上镀有太阳能选择吸收涂层。吸热体4与热载体通道5相连接的一面设置有弧形槽8，弧形槽8与热载体通道5形状相匹配并贴合接触。吸热体4和热载体通道5采用金属材料制成。外壳6的内壁与吸热体4和热载体通道5之间填充保温层2。

上述槽式太阳能集热管，还包括设置在槽式太阳能集热管两端的端盖7，端盖安装在外壳6上，热载体通道5伸出端盖7；端盖7与外壳6和透光层3组成第二密闭空腔体。该第二密封腔体，既可以透过太阳辐射光线，又可避免灰尘及雨水等外界因素的影响。

如图4所示，本实用新型的槽式太阳能集热管是这样工作的：太阳入射光线经过反光镜反射聚焦后聚焦于太阳能集热管，聚焦后的太阳光通过透光层后到达吸热体，经过吸热体上的吸热肋片多次吸收反射后，吸热体温度升高，与吸热体紧密连接的热载体通道的温度随之升高，热载体流经热载体通道时，被热载体通道加热，完成热量传递过程。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种槽式太阳能集热管，其特征是，由外壳、保温支撑件、保温层、透光层、吸热体和热载体通道按如下方式连接组成：所述透光层的两侧分别与固定在外壳内壁上的保温支撑件固定连接，所述透光层与保温支撑件和外壳组成第一腔体；所述吸热体固定于第一腔体内，吸热体一面朝向透光层，另一面与热载体通道相连接；所述外壳的内壁与所述吸热体和热载体通道之间填充保温层。

2.根据权利要求1所述的槽式太阳能集热管，其特征是，所述吸热体朝向透光层的一面为格栅状的吸热肋片。

3.根据权利要求2所述的槽式太阳能集热管，其特征是，所述吸热肋片上镀有吸收涂层。

4.根据权利要求3所述的槽式太阳能集热管，其特征是，所述吸热体的两侧分别与所述保温支撑件相连接以固定在第一腔体内，所述吸热体与保温支撑件和透光层组成第一密闭空腔体。

5.根据权利要求4所述的槽式太阳能集热管，其特征是，所述吸热体与热载体通道相连接的一面设置有弧形槽，所述弧形槽与所述热载体通道形状相匹配并贴合接触。

6.根据权利要求1所述的槽式太阳能集热管，其特征是，所述吸热体和热载体通道采用金属材料制成。

7.根据权利要求1所述的槽式太阳能集热管，其特征是，所述保温支撑件是指采用保温材料制成的保温支撑件。

8.根据权利要求1所述的槽式太阳能集热管，其特征是，所述透光层由至少一层透光材料制成。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的槽式太阳能集热管，其特征是，还包括设置在槽式太阳能集热管两端的端盖，所述端盖安装在外壳上，热载体通道伸出所述端盖；所述端盖与外壳和透光层组成第二密闭空腔体。

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