CN103615813B - 一种点聚焦式圆形太阳能集热接收器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种点聚焦式圆形太阳能集热接收器，包括进水管、集热头、水流减缓装置、安全阀、耐高温垫、后盖板、保温层、出水管、真空玻璃罩、高温选择性吸收涂层，水流减缓装置一端连接进水管，另一端连接出水管；水流减缓装置正面设有集热头，集热头正面涂有高温选择性吸收涂层，高温选择性吸收涂层正面设有真空玻璃罩，集热头背面设有耐高温垫和后盖板，后盖板上设有保温层和安全阀；水流减缓装置是延长通过进水管进入的介质到出水管的流出时间。本发明具有加热速度快，热效率提高10%，生产成本低，便于维护，报废后能回收循环再利用。

Description

一种点聚焦式圆形太阳能集热接收器
技术领域
本发明属于太阳能集热领域，尤其是点聚焦式太阳能集热接收器。
背景技术
石化能源的减少，使得环保节能的新能源利用得到快速发展，尤其是太阳能的广泛利用，目前太阳的利用主要是单位面积内集热，单位面积内集热多少直接影响太阳能的热量转化效率，現有的太阳能集热产品有槽式集热器，管式集热器，阵列式集热器；通常都采用玻璃管吸热部件，结构为内外两层玻璃管组成，在两层玻璃管之间抽成真空，在内层玻璃管的外表面涂有吸热层，对介质油（水）进行加热时，真空管与外联管相连，被加热的介质油（水）在真空管内受热，温度升高，密度变小，从而受热的介质油（水）向上流，冷的介质油（水）向下流入真空管中，如此介质油（水）在箱体內与真空管中形成对流，依靠对流真空管将箱内的介质油（水）加热。目前槽式太阳能集热器的种类很多，有熔封式热管真空集热管，热管式真空集热管，高温真空集热管，聚焦式直通太阳能集热管，热管式聚焦真空集热管，伸缩节式双层玻璃真空太阳能集热管，外膨胀槽式太阳能真空集热管，自聚焦式太阳能直通集热管，世界范围内从事槽式太阳能真空集热管制造的企业仅有两家，即以色列Solel公司和德国Schott公司。Solel公司前身为鲁兹公司。我国对直通式金属-玻璃真空集热管技术早已开展研究，但其封接一般采用铅封、铝封等融封方式，较适合在200℃以下工作。试验表明，其在280℃时即产生漏气现象，这些真空集热管的共同特点是：真空集热管是受热胀冷缩的影响，制造成本髙，制作技术复杂，容易损坏，耐久性差，维修费用髙，报废后不能循环再利用。
发明内容
本发明的目的在于，解决点聚焦的技术问题，提供一种结构简单、能快速加热介质的圆形太阳能集热接收器。
本发明采用的技术方案是：一种点聚焦式圆形太阳能集热接收器，其特征是包括进水管、集热头、水流减缓装置、安全阀、耐高温垫、后盖板、保温层、出水管、真空玻璃罩、高温选择性吸收涂层，水流减缓装置一端连接进水管，另一端连接出水管；水流减缓装置正面设有集热头，集热头正面涂有高温选择性吸收涂层，高温选择性吸收涂层正面设有真空玻璃罩，集热头背面设有耐高温垫和后盖板，后盖板上设有保温层和安全阀；水流减缓装置是延长通过进水管进入的介质到出水管的流出时间。
如上述点聚焦式圆形太阳能集热接收器，在进水管上设置控水阀，控水阀控制被加热介质进入进水管的流量。
如上述点聚焦式圆形太阳能集热接收器，在集热头和水流减缓装置之间注入导热介质，水流减缓装置紧贴集热头。
如上述点聚焦式圆形太阳能集热接收器，水流减缓装置是导热材料制成的水管，进行S形弯曲后形成的蛇形盘，导热材料优选金属材料，需紧贴集热头。
如上述点聚焦式圆形太阳能集热接收器，水流减缓装置是在集热头背面分布回旋通道来控制从进水管进入的被加热介质到出水管的流出时间为0.5s~15s。
点聚焦式圆形太阳能集热接收器工作原理是，通过聚光板聚集的太阳光反射到真空玻璃罩和高温选择性吸收涂层上，高温选择性吸收涂层把聚集的太阳光热能传递到集热头上，通过集热头传递到水流减缓装置上，对水流减缓装置内的被加热介质快速加热，由后盖板和保温层进行保温，防止热量散失；由于水流减缓装置的作用，被加热的介质通过非常缓慢，从而能使被加热的介质达到150℃~380℃的高温；真空玻璃罩设在集热头和高温选择性吸收涂层正面同样是防止聚集的热量散失，真空玻璃罩是由透明的玻璃制成；高温选择性吸收涂层在300℃工作条件下，吸收率大于0.90，发射率小于0.20。
本发明与现有技术相比具有加热速度快，热效率提高10%，生产成本低，便于维护，报废后能回收循环再利用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明实施例2中水流减缓装置结构示意图a；
图3为本发明实施例2中水流减缓装置结构示意图b；
图4为本发明实施例3中水流减缓装置结构示意图a；
图5为本发明实施例3中水流减缓装置结构示意图b；
图6为本发明应用于蝶式太阳能自动跟踪***结构示意图；
图中1.进水管2.集热头3.水流减缓装置4.安全阀5.耐高温垫6.后盖板7.保温层8.出水管9.真空玻璃罩10.高温选择性吸收涂层11.控水阀。
具体实施方式
参照附图，详细说明本发明的实施方式。
实施例1
一种点聚焦式圆形太阳能集热接收器，包括进水管1、集热头2、水流减缓装置3、安全阀4、耐高温垫5、后盖板6、保温层7、出水管8、真空玻璃罩9、高温选择性吸收涂层10，水流减缓装置3一端连接进水管1，另一端连接出水管8；水流减缓装置3正面设有集热头2，集热头2正面涂有高温选择性吸收涂层10，高温选择性吸收涂层10正面设有真空玻璃罩9，集热头2背面设有耐高温垫5和后盖板6，后盖板6上设有保温层7和安全阀4；水流减缓装置3是延长通过进水管1进入的介质到出水管8的流出时间。
实施例2
如上述点聚焦式圆形太阳能集热接收器，在进水管1上设置控水阀11，控水阀11控制被加热介质进入进水管1的流量；在集热头2和水流减缓装置3之间注入导热介质，水流减缓装置3紧贴集热头2；水流减缓装置3是导热材料制成的水管，进行S形弯曲后形成的蛇形盘，导热材料优选金属材料，如金属金、金属银、金属铜、金属合金，需紧贴集热头2。
实施例3
如上述点聚焦式圆形太阳能集热接收器，水流减缓装置3是在集热头2背面分布回旋通道来控制从进水管1进入的被加热介质到出水管8的流出时间为0.5s~15s，如延缓0.5s或0.8s或1s或1.2s或1.5s或2s或2.5s或3s或3.5s或5s或6s或7s或10s或15s；集热头2采用导热系数大于等于金属铝导热系数的导热材料制成，采用铸黄铜或铸钢制成。
实施例4
如上述点聚焦式圆形太阳能集热接收器应用在碟式自动跟踪太阳能集热，集热头2通过进水管1和出水管8固定在聚光板12的聚光中心点，聚光板12通过支撑架13固定于地面；聚光板12采用碟式结构，聚光板12能自动跟踪太阳，使聚光板12始终接收到最大面积的太阳光。

Claims (6)

1.一种点聚焦式圆形太阳能集热接收器，其特征是包括进水管（1）、集热头（2）、水流减缓装置（3）、安全阀（4）、耐高温垫（5）、后盖板（6）、保温层（7）、出水管（8）、真空玻璃罩（9）、高温选择性吸收涂层（10），水流减缓装置（3）一端连接进水管（1），另一端连接出水管（8）；水流减缓装置（3）正面设有集热头（2），集热头（2）正面涂有高温选择性吸收涂层（10），高温选择性吸收涂层（10）正面设有真空玻璃罩（9），集热头（2）背面设有耐高温垫（5）和后盖板（6），后盖板（6）上设有保温层（7）和安全阀（4）；水流减缓装置（3）是延长通过进水管（1）进入的介质到出水管（8）的流出时间；由于水流减缓装置（3）的作用，被加热的介质通过非常缓慢，从而能使被加热的介质达到150℃~380℃的高温；在所述进水管（1）上设置控水阀（11），控水阀（11）控制被加热介质进入进水管（1）的流量；在所述集热头（2）和水流减缓装置（3）之间注入导热介质，水流减缓装置（3）紧贴集热头（2）。
2.如权利要求1所述点聚焦式圆形太阳能集热接收器，其特征是，所述水流减缓装置（3）是导热材料制成的水管，进行S形弯曲后形成的蛇形盘，导热材料采用金属材料时紧贴集热头（2）。
3.如权利要求1或2所述点聚焦式圆形太阳能集热接收器，其特征是，水流减缓装置（3）是在集热头（2）背面分布回旋通道来控制从进水管（1）进入的被加热介质到出水管（8）的流出时间为0.5s~15s。
4.如权利要求1或2所述点聚焦式圆形太阳能集热接收器，其特征是，所述集热头（2）采用导热系数大于等于金属铝导热系数的导热材料制成。
5.根据权利要求4所述点聚焦式圆形太阳能集热接收器，其特征是，所述集热头（2）采用铸黄铜或铸钢制成。
6.根据权利要求1所述点聚焦式圆形太阳能集热接收器，其特征是，集热头（2）通过进水管（1）和出水管（8）固定在聚光板（12）的聚光中心点，聚光板（12）通过支撑架（13）固定于地面；聚光板（12）是碟式结构，聚光板（12）能自动跟踪太阳，使聚光板（12）始终接收到最大面积的太阳光。
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