带半椭圆玻璃盖的直通式单管太阳能吸收器的制作方法与工艺

本发明涉及太阳能光热吸收设备，具体是指带半椭圆玻璃盖的直通式单管太阳能吸收器。

背景技术：
随着能源消耗，人口增加，环境破坏等问题日益严重，太阳能作为取之不尽用之不竭的清洁能源，太阳能热利用逐渐成为热门的研究课题。聚光型集热器具有较高的运行温度，较高的转化效率，随着技术的进步，有待于进一步降低成本，具有极大的潜力。吸收器是聚光集热器中非常重要的一个部分，现有腔体式吸收器的玻璃盖大多为平板型，光线在经过平板玻璃盖之后才能投射到所设计的吸收面上，光线在经过玻璃时经过两次折射使光线向外平移一段距离，使吸收面上的接受的光线减少，此外，还有一大部分光线因投射到了保温棉上而造成损失，降低了光学效率。

技术实现要素：
本发明的目的是提供一种带半椭圆玻璃盖的直通式单管太阳能吸收器，该吸收器利用半椭圆玻璃盖的折射，增加反射光线的聚集程度，同时能够减少投射到保温层上的光线数量，大大提高太阳能的光热利用效率。本发明的上述目的通过如下的技术方案来实现的：带半椭圆玻璃盖的直通式单管太阳能吸收器，包括吸收管以及位于吸收管下方的玻璃盖，其特征在于：所述的吸收管为一根直通式的金属圆管，所述吸收管的上半圆周包覆有一层下部具有断开缺口的圆环形保温层，保温层与吸收管的圆心相重合，吸收管的下半圆周外露于保温层，所述的玻璃盖为中空的半椭圆盖，所述玻璃盖从吸收管外露于保温层的一侧套扣保温层。本发明中，所述吸收管的材质为钢或不锈钢。本发明中，所述的保温层的材质为矿渣棉或玻璃棉或微孔硅酸钙。本发明中，所述吸收管在外露的下半圆周涂覆有吸收涂层，能够吸收尽量多的太阳辐射短波段热流，而抑制自身向环境发射的长波段热辐射，继而减小热损失。本发明中，所述玻璃盖的长轴与短轴之比为6：5，玻璃盖的长轴与吸收管的管内径之比为3：1，玻璃盖的长轴与保温层的外径之比为1.1：1。本发明中，所述保温层的缺口为扇形缺口，保温层具有内圆弧面和外圆弧面，外圆弧面所对应的圆心角为227.4°。本发明中，所述玻璃盖采用透光率在91.5％以上的超白玻璃。本发明中，所述吸收管的管外径为204mm，管内径为200mm。与现有技术相比，本发明的吸收器采用半椭圆形玻璃盖，一方面可以减少腔体内外空气的流动，抑制吸收器与外部空气的对流换热，使热流分布均匀，另一方面，采用的半椭圆形截面，能够起到聚集反射光线的作用，使大部分光线聚集在吸收管的下半圆周上，有效地减少了光线落在保温层上而造成的太阳能光热损失。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。图1是本发明吸收器的工作状态示意图；图2是本发明吸收器的整体结构示意图。附图标记说明1、吸收管；2、吸收涂层；3、玻璃盖；4、折射光线；5、反射镜；6、入射光线；7、反射光线；8、保温层；具体实施方式如图1、图2所示的带半椭圆玻璃盖的直通式单管太阳能吸收器，包括吸收管1以及位于吸收管1下方的玻璃盖3，吸收管1为一根直通式的金属圆管，具体材质为钢，也可以采用不锈钢，吸收管1的管外径为204mm，管内径为200mm，吸收管1的上半圆周包覆有一层下部具有断开缺口的圆环形保温层8，即吸收管1的上半圆周有保温层包裹，吸收管1的下半圆周无保温层包裹，保温层8与吸收管1的圆心相重合，保温层8的缺口为扇环形缺口，保温层8的厚度为163mm，保温层8具有内圆弧面和外圆弧面，内圆弧面与吸收管1的上半圆周贴紧，内圆弧面所对应的圆心角为180°，外圆弧面所对应的圆心角为227.4°。保温层8的材质为矿渣棉，也可以采用玻璃棉或微孔硅酸钙，保温层8下部开设的断开的扇环形缺口，使得吸收管1的下半圆周外露于保温层8，减少投射到保温层8上的光线数量，同时也是的使得吸收管1的下半圆周直接对着太阳光暴露，吸收管1在外露的下半圆周涂覆有选择性的吸收涂层2，增强对太阳光的吸收效率。玻璃盖3为中空的半椭圆盖，玻璃盖3采用透光率在91.5％以上，折射率为1.544的超白玻璃，玻璃盖3的长轴为600mm，短轴为500mm，长轴与短轴之比为6：5，玻璃盖3的长轴与吸收管1的管内径之比为3：1，保温层8的外径为273mm，玻璃盖3的长轴与保温层8的外径之比为2.2：1，玻璃盖3从吸收管1外露于保温层8的一侧套扣保温层8，玻璃盖3套扣保温层8后，玻璃盖3与吸收管1的下半圆周以及保温层8所围的空间构成该吸收器的吸收腔，太阳光线经半椭圆玻璃盖的折射后进入吸收腔，然后射入吸收管1的下半圆周。玻璃盖3能够减少腔体内外空气的流动，抑制吸收器与外部空气的对流换热，使热流分布均匀，同时玻璃盖3采用半椭圆状，能够通过折射提高反射光线的聚集程度，继而减少投射到保温棉上的光线，起到提高光学效率的作用。本实施例的吸收器在线性菲涅尔反射镜聚光器中使用时，吸收管1为纵向延伸的管道，传热介质从吸收管1的一端流入，从另一端流出，纵向延伸的线性菲涅尔反射镜聚光器将太阳辐射热流聚集到吸收管1外露的下半圆周上，工质在吸收管1内流动，入射光线6由反射镜5反射到玻璃盖3表面，进入玻璃盖3形成折射光线4，折射光线4从玻璃盖3的另一侧射出再次折射，聚集在吸收管1的下半圆周上，工质吸热后作为载热体，把热量带至换热装置。入射光线6经过反射镜5的反射以及椭圆形玻璃盖的折射和吸收，绝大部分的光线可以到达涂有选择性吸收涂层2的吸收管1的下半圆周的管面从而被吸收。本发明的上述实施例并不是对本发明保护范围的限定，本发明的实施方式不限于此，凡此种种根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，对本发明上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本发明的保护范围之内。