一种聚光集热单元及装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种聚光集热单元及装置，其中聚光集热单元包括内部呈真空状态的玻璃套管及设置在玻璃套管的内部的集热构件；集热构件包括集热管和用于将光反射至集热管上的聚光反射组件。本实用新型还提供了一种聚光集热装置，利用本实用新型的聚光集热单元及装置可避免聚光反射组件的反射层被氧化，提高了聚光反射组件的聚光效率，从而提高了集热管的集热效率。
【专利说明】一种聚光集热单元及装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种太阳能集热领域，尤其涉及一种聚光集热单元及装置。
【背景技术】
[0002]太阳能光热利用系统包括反射镜场和集热单元，反射镜场将太阳光反射聚焦于反射镜场上方的集热单元上，通过该集热单元将太阳能转换为热能或电能。
[0003]为提高集热单元的聚光比，维持高温的运行效率，在集热管的顶部安装二次反射装置，二次反射装置和集热管组成集热单元。反射镜跟踪太阳并汇聚位于反射镜场上方的集热单元，其中，一部分阳光直接汇聚于集热单元中的集热管上，另一部分经过二次反射装置反射后再次聚焦于集热管。
[0004]目前的太阳能光热利用系统中采用的集热单元的结构如图1所示，该集热单元包括集热管11和二次反射装置12，其中，为减少集热管11与外界环境的热交换，在二次反射装置12的外部设置外壳13，在二次反射装置12的光线入口处设置透明盖板15，并在不影响二次反射装置12聚光的情况下，在外壳13与透明盖板15形成的壳体内部填充保温材料14。
[0005]由于该种集热单元中壳体内部存有空气，在长期使用过程中，易导致反射层逐渐被氧化，减少了二次反射装置的聚光效率，降低了集热管的集热效率。
【发明内容】
[0006]本实用新型的目的在于提供一种聚光集热单元及装置，避免聚光反射组件的反射层被氧化，提高聚光反射组件的聚光效率。
[0007]本实用新型提供了一种聚光集热单元，将集热管、聚光反射组件布置于内部呈真空状态的玻璃套管内，避免聚光反射组件的反射层被氧化，提高聚光反射组件的聚光效率。
[0008]本实用新型还提供了一种聚光集热装置，避免聚光反射组件的反射层被氧化，提高聚光反射组件的聚光效率，从而提高集热管的集热效率。
[0009]本实用新型提供的一种聚光集热单元，包括内部呈真空状态的玻璃套管及设置在所述玻璃套管的内部的集热构件；所述集热构件包括集热管和用于
[0010]将光反射至所述集热管上的聚光反射组件。
[0011]进一步地，本实用新型的聚光集热单元还包括设置在所述玻璃套管的内部的至少一个隔热屏，所述隔热屏围绕所述集热构件设置并在所述聚光反射组件的入光处形成缺□。
[0012]优选地，所述隔热屏为多个，且多个所述隔热屏在所述玻璃套管的内部由内至外依次套设。
[0013]进一步地，相邻的两个所述隔热屏之间设置第一保温材料。
[0014]进一步地，所述玻璃套管外壁设置第二保温层，且所述第二保温层在所述聚光反射组件的入光处形成缺口。
[0015]进一步地，所述玻璃套管内壁设置反射层。
[0016]进一步地，所述玻璃套管与抽真空构件相连。
[0017]优选地，所述聚光反射组件为复合抛物聚光器。
[0018]进一步优选地，所述聚光反射组件为至少两个平面反射面形成的多折反射面。
[0019]进一步地，所述多折反射面为至少两个平面玻璃镜拼接形成。
[0020]本实用新型提供的一种聚光集热装置，包括反射镜和所述反射镜的反射光路上设置的上述任一项所述的聚光集热单元。
[0021]与现有技术相比，本实用新型提供的聚光集热单元，通过将聚光反射组件布置于内部呈真空状态的玻璃套管的内部，避免了聚光反射组件的反射层被氧化，提高了聚光反射组件的聚光效率，从而提高了集热管的集热效率。
[0022]在进一步的技术方案中，通过在玻璃套管内部设置隔热屏，并在对应的聚光反射组件的入光处形成缺口，在不影响聚光反射组件聚光的条件下，可对集热管实施保温，更大程度减少集热管与玻璃套管内部的热辐射及集热管与外部环境的热辐射，从而减少集热管的热损失。
[0023]在进一步的技术方案中，通过设置多个隔热屏，进一步减少集热管的热损失。
[0024]在进一步的技术方案中，通过在相邻的两个隔热屏之间设置保温材料，增强了对集热管的保温效果，提高集热管的集热效率。
[0025]在进一步的技术方案中，通过在玻璃套管的外壁设置第二保温层，并在
[0026]聚光反射组件的入光处形成缺口，避免玻璃套管内部与外界环境的热辐射，减少热损。
[0027]在进一步的技术方案中，通过在玻璃套管的内壁设置反射层，进一步减少热辐射，降低热损。
[0028]在进一步的技术方案中，将玻璃套管与抽真空构件相连，可对玻璃套管实施动态抽真空，保证玻璃套管内部始终处于真空状态。
[0029]在进一步的技术方案中，聚光反射组件可为复合抛物聚光器，可将反射光高效反射到集热管形成聚光效果。
[0030]在进一步的技术方案中，聚光反射组件可为至少两个平面反射面形成的多折反射面，使得反射至集热管上的光线较为均匀，避免局部温度过高造成集热管局部受热不均匀。
[0031]与现有技术相比，本实用新型提供的聚光集热装置，将上述所述的聚光集热单元布置于反射镜的反射光路上，经反射镜反射的太阳光线透过玻璃套管，一部分直接汇聚于集热管上，另一部分经过聚光反射组件反射后再次聚焦于集热管上；可避免聚光反射组件的反射层被氧化，提高聚光反射组件的聚光效率，从而提高集热管的集热效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0032]在下文中将基于仅为非限定性的实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。其中:
[0033]图1为【背景技术】中集热单元的结构示意图。
[0034]图2为本实用新型实施例一提供的聚光集热单元的结构示意图。
[0035]图3为本实用新型实施例二提供的聚光集热单元的结构示意图。
[0036]图4至图6为本实用新型实施例三提供的聚光集热单元的结构示意图。
[0037]图7、图8为本实用新型实施例四提供的聚光集热装置的结构示意图。
[0038]11-集热管，12- 二次反射装置，13-外壳，14-保温材料，15-透明盖板，22-聚光反射组件，23-玻璃套管，24-隔热屏，25-第一保温材料，26-反射镜。
【具体实施方式】
[0039]下面结合附图和实施例对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0040]实施例一
[0041]如图2所示，本实施例的聚光集热单元包括内部呈真空状态的玻璃套管23及设置在玻璃套管23的内部的集热构件；集热构件包括集热管11和用于将光反射至集热管11上的聚光反射组件22。
[0042]本实用新型提供的聚光集热单元，通过将聚光反射组件22布置于内部呈真空状态的玻璃套管23的内部，避免了聚光反射组件22的反射层被氧化，提高了聚光反射组件22的聚光效率，从而提高了集热管11的集热效率。
[0043]实施例二
[0044]如图3所示，本实施例的聚光集热单元包括内部呈真空状态的玻璃套管23及设置在玻璃套管23的内部的集热构件；集热构件包括集热管11和用于将光反射至集热管11上的聚光反射组件22。
[0045]其中，玻璃套管23外壁设置第二保温层，且第二保温层在聚光反射组件22的入光处形成缺口.避免玻璃套管23内部与外界环境的热辐射，减少热损。还可在玻璃套管23的内壁设置反射层，进一步减少热辐射，降低热损。另外，为保持玻璃套管23的内部始终处于真空状态，可将玻璃套管23与抽真空构件相连，对玻璃套管23实施动态抽抽真空，保证玻璃套管内部始终处于真空状态。
[0046]另外，本实施例中的聚光反射组件22为至少两个平面反射面形成的多折反射面，使得反射至集热管11上的光线较为均匀，避免局部温度过高造成集热管11局部受热不均匀。其中的多折反射面为至少两个平面玻璃镜拼接形成。
[0047]实施例三
[0048]上述两个实施例中通过采用内部呈真空状态的玻璃套管，避免了聚光反射组件的反射层被氧化，同时避免了玻璃套管内部与集热管之间的热对流，
[0049]减少了集热管的热损失，但玻璃套管内部空间与集热管之间，玻璃套管内部空间与外界环境之间仍然存在热辐射，一定程度上增加了集热管的热损。
[0050]为此，本实施例提供的聚光集热单元可进一步减少集热管的热损，如图4至6所示，本实施例的聚光集热单元包括内部呈真空状态的玻璃套管23及设置在玻璃套管23的内部的集热构件；集热构件包括集热管11和用于将光反射至集热管11上的聚光反射组件22。还包括设置在玻璃套管23的内部的至少一个隔热屏24，隔热屏24围绕集热构件设置并在聚光反射组件22的入光处形成缺口，在不影响聚光反射组件22聚光的条件下，可对集热管11实施保温，更大程度减少集热管11与玻璃套管23内部的热辐射及集热管11与外部环境的热辐射，从而减少集热管11的热损失。
[0051]其中，隔热屏24可为多个，多个隔热屏24在玻璃套管23的内部由内至外依次套设，且相邻的两个隔热屏24之间设置第一保温材料25，因第一保温材料25与隔热屏24之间接触，存在一定程度的热传导，因此选用低热导率的绝热材料作为第一保温材料25 ;综合考虑玻璃套管内部的热辐射特性和热传导特性，选用合适的第一保温材料25。进一步减少集热管的热损失，增强了对集热管的保温效果，提高集热管的集热效率。
[0052]并在玻璃套管23外壁设置第二保温层，且第二保温层在聚光反射组件22的入光处形成缺口，在不影响聚光反射组件22聚光的情况下，对玻璃套管进行保温，减少玻璃套管与外界环境的热交换。还可在玻璃套管23的内壁设置反射层，进一步减少玻璃套管23与集热管11之间的热辐射，降低集热管11的热损。另外，为保持玻璃套管23的内部始终处于真空状态，可将玻璃套管23与抽真空构件相连，对玻璃套管23实施动态抽抽真空，保证玻璃套管内部始终处于真空状态。
[0053]本实施例的聚光反射组件22沿集热管11的径向方向对称布置，具体可为复合抛物聚光器或为至少两个平面反射面形成的多折反射面，其中的多折反射面为至少两个平面玻璃镜拼接形成。利用聚光反射组件22将反射光聚焦于集热管11上，增加了集热管11的光线接收率，从而提高集热管11的集热效率。
[0054]需要说明的是，本实施例中聚光反射组件22的设置方式还可如图5、图
[0055]6所示，聚光反射组件22沿集热管11的径向方向对称布置，聚光反射组件22未与玻璃套管23的内壁接触。当聚光反射组件22未与玻璃套管23的内壁接触时，隔热屏24的布置方式如图5所示，隔热屏24可围绕集热构件设置并在聚光反射组件22的入光处形成缺口，具体为与聚光反射组件22的延长线接触布置。当聚光反射组件22未与玻璃套管23的内壁接触时，隔热屏24的布置方式还可如图6所示，隔热屏24可围绕集热构件设置并在聚光反射组件22的入光处形成缺口，具体为与聚光反射组件22接触布置。
[0056]实施例四
[0057]本实施例，如图7、图8所示，本实施例的聚光集热装置，包括反射镜26和反射镜26的反射光路上设置的上述实施例一至实施例三中的任一实施例的聚光集热单元。
[0058]本实施例中，反射镜可为菲涅尔反射镜，如图7所示，太阳光经反射镜26反射，一部分光线直接反射至集热管11上，一部分光线反射至聚光反射组件22上，再经聚光反射组件22的反射聚焦于集热管11上。
[0059]本实施例中，反射镜还可为槽式反射镜，如图8所示，太阳光经反射镜26反射，一部分光线直接反射至集热管11上，一部分光线反射至聚光反射组件22上，再经聚光反射组件22的反射聚焦于集热管11上，通过将集热管11、聚光反射组件22布置于内部呈真空状态的玻璃套管23内，避免了聚光反射组件22的反射层被氧化，提高聚光反射组件22的聚光效率；同时，避免了玻璃套管23内部的对流换热，减少了玻璃套管23与集热管11的热辐射，从而减少集热管11的热损。
[0060]需要说明的是，本实施例中的反射镜26还可为平面镜，本实施例中的反射镜26为还可为阵列式布置，本实用新型的反射镜并不局限于上述所述的结构，但都应落入本实用新型的保护范围之内。
[0061]最后需要说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述实施方式记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施方式技术方案的精神和范围。
【权利要求】
1.一种聚光集热单元，其特征在于，包括内部呈真空状态的玻璃套管及设置在所述玻璃套管的内部的集热构件； 所述集热构件包括集热管和用于将光反射至所述集热管上的聚光反射组件。
2.根据权利要求1所述的聚光集热单元，其特征在于，还包括设置在所述玻璃套管的内部的至少一个隔热屏，所述隔热屏围绕所述集热构件设置并在所述聚光反射组件的入光处形成缺口。
3.根据权利要求2所述的聚光集热单元，其特征在于，所述隔热屏为多个，且多个所述隔热屏在所述玻璃套管的内部由内至外依次套设。
4.根据权利要求3所述的聚光集热单元，其特征在于，相邻的两个所述隔热屏之间设置第一保温材料。
5.根据权利要求1至4任一项所述的聚光集热单元，其特征在于，所述玻璃套管外壁设置第二保温层，且所述第二保温层在所述聚光反射组件的入光处形成缺口。
6.根据权利要求1至4任一项所述的聚光集热单元，其特征在于，所述玻璃套管内壁设置反射层。
7.根据权利要求1至4任一项所述的聚光集热单元，其特征在于，所述玻璃套管与抽真空构件相连。
8.根据权利要求1至4任一项所述的聚光集热单元，其特征在于，所述聚光反射组件为复合抛物聚光器。
9.根据权利要求1至4任一项所述的聚光集热单元，其特征在于，所述聚光反射组件为至少两个平面反射面形成的多折反射面。
10.根据权利要求9任一项所述的聚光集热单元，其特征在于，所述多折反射面为至少两个平面玻璃镜拼接形成。
11.一种聚光集热装置，其特征在于，包括反射镜和所述反射镜的反射光路上设置的上述权利要求1至10任一项所述的聚光集热单元。
【文档编号】F24J2/46GK204128207SQ201420531843
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年9月16日 优先权日:2014年9月16日
【发明者】刘阳 申请人:北京兆阳光热技术有限公司