一种太阳能集热装置及系统制造方法及图纸

技术编号:15124583 阅读:227 留言:0更新日期:2017-04-10 02:49
本实用新型专利技术涉及太阳能热利用技术领域,具体涉及了一种太阳能集热装置及系统。一种太阳能集热装置,包括外框、以及固定于外框上的菲涅尔透镜和集热管,集热管设置于菲涅尔透镜的出光侧,并且集热管与菲涅尔透镜的焦点同轴设置,太阳光线通过菲涅尔透镜折射后汇聚于焦点处,集热管收集汇聚后的太阳光线的热量。一种太阳能集热系统,包括多个平行设置的太阳能集热装置,各个太阳能集热装置的旋转轴分别通过传动装置连接,各个太阳能集热装置的集热管的一端分别连通管道进口,另一端分布连通管道出口。本实用新型专利技术提供的一种太阳能集热装置及系统,利用菲涅尔透镜将光线折射后聚焦至集热管进行集热,具有聚光比高、重量轻等优点。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及太阳能热利用
,尤其涉及一种太阳能集热装置及系统,更具体地涉及一种基于菲涅尔透镜式的太阳能集热装置及系统。
技术介绍
近年来,太阳能作为一种清洁无污染的新能源,受到人们越来越多的关注和使用,就目前来看,太阳能分别应用于常温领域、高温领域和中温领域中。针对上述三种领域,目前太阳能在常温领域市场的应用较为成熟;在高温领域市场的应用中,由于本身施工的技术难度和工程造价较高,目前还未有较大规模市场应用;在中温领域市场的应用中,由于其本身施工难度相对较低,且能提供的100℃-200℃的高温热能,正好满足城市集中供暖和部门工业中热蒸汽的需求,因此,其市场极具发展潜力。现有技术中,中温领域的太阳能集热形式目前主要包括小型槽式和线性菲涅尔式,主要均以反射镜方式进行集热,但是应用反射镜产生反射光线的结构具有占地较大、易产生遮挡等特点,热效率相对不高。另外,由于工程占地面积较大,且重量较重,无法上房顶,在城市中大规模应用有一定的困难。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本技术要解决的技术问题是提供了一种太阳能集热装置及系统,利用菲涅尔透镜将光线折射后聚焦至集热管进行集热,具有聚光比高、重量轻等优点。(二)技术方案为了解决上述技术问题,本技术提供了一种太阳能集热装置及系统。一种太阳能集热装置,包括外框、以及固定于所述外框上的菲涅尔透镜和集热管,所述集热管设置于所述菲涅尔透镜的出光侧,并且所述集热管与所述菲涅尔透镜的焦点同轴设置,太阳光线通过所述菲涅尔透镜折射后汇聚于所述焦点处,所述集热管收集汇聚后的太阳光线的热量。进一步的,前述外框为V型槽,所述菲涅尔透镜固定于所述V型槽的开口处,且使所述锯齿面垂直于所述V型槽的方向设置;所述集热管固定于所述V型槽内,且所述集热管沿所述V型槽设置。进一步的,前述菲涅尔透镜的数量为一个或多个,且所述菲涅尔透镜为长条状,所述菲涅尔透镜依次沿所述V型槽的方向紧密并列设置。进一步的,前述菲涅尔透镜的宽度为50-200cm。进一步的,前述集热管的直径为8-10mm,所述集热管为不锈钢金属管,且所述集热管的外表面镀制有太阳能选择性吸收涂层。进一步的,前述V型槽为金属槽,所述V型槽的内壁设有黑色涂层。进一步的,前述V型槽与所述菲涅尔透镜形成的空间为真空状态。进一步的,还包括底座和支腿,所述V型槽通过旋转轴与所述支腿转动连接,所述支腿固定于所述底座上。一种太阳能集热系统,包括多个平行设置的前述的太阳能集热装置,所述太阳能集热装置相互连接构成一组或者多组进行热量收集。进一步的,各组内的所述太阳能集热装置的旋转轴分别通过传动装置连接,各组内的所述太阳能集热装置的集热管的一端分别连通管道进口,另一端分布连通管道出口。(三)有益效果本技术的上述技术方案具有以下有益效果:本技术提供了一种太阳能集热装置,包括菲涅尔透镜和集热管,其中菲涅尔透镜的一侧为平面,另一侧为锯齿面,太阳光线通过菲涅尔透镜折射后汇聚形成焦点,集热管与焦点同轴设置,即利用菲涅尔透镜将光线折射后聚焦至集热管进行集热,由于菲涅尔透镜具有聚光比高,热损低,重量轻,易于大规模普及的特点,同时,由于菲涅透镜的材料和组织工艺的选择,可以在保证了集热效果的同时,降低整体结构的重量,可以作为远期太阳能光热在地外空间进行应用的主要备选结构。本技术提供了一种太阳能集热系统,采用了上述的太阳能集热装置,具有聚光比高,热损低,重量轻的优点,且相对于现有槽式和菲涅尔式集热系统而言,避免了光线的遮挡,可以密集设置,提高了光线的利用率。附图说明图1为本技术太阳能集热装置的结构示意图;图2为本技术中菲涅尔透镜的截面示意图;图3为本技术集热管的安装示意图;图4为本技术太阳能集热装置的集热原理图;图5为本技术太阳能集热系统的结构示意图。其中,1:菲涅尔透镜;2:集热管;3:V型槽;4:支腿;5:底座;6:平面;7:锯齿面;8:太阳光线;9:转轴安装孔;10:旋转轴;11:传动装置;12:管道进口;13:管道出口。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本技术,但不能用来限制本技术的范围。在本技术的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上;术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本技术和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本技术的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本技术的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。实施例一如图1所示,本实施例所述的一种太阳能集热装置,包括外框、以及固定于外框上的菲涅尔透镜1和集热管2。菲涅尔透镜1的各个焦点连线后形成轴线,集热管2设置于菲涅尔透镜1的出光侧,并且集热管2与菲涅尔透镜1的焦点同轴设置。如图2所示,菲涅尔透镜1的一侧为平面6,另一侧为锯齿面7,以保证直射光可以汇聚到一个焦点上,该透镜目前焦点可以做到1mm左右,即聚光比可以达到1000。锯齿面7两端的锯齿倾角相互对称设置,具体地说,锯齿面7上的锯齿由锯齿面7的中间向两端倾斜,即每个锯齿靠近中间的一侧低于靠近端部的一侧,锯齿面7的两端为如图2中的左右两端。其中,菲涅尔透镜1的平面6一侧或者锯齿面7一侧均可以设置为入光侧,本实施例中选择的是锯齿面7一侧为入光侧,但是当需要避免顶面进灰时,则需要选择平面6一侧为入光侧。太阳光线8通过菲涅尔透镜1折射后汇聚于焦点处,集热管2收集汇聚后的太阳光线8的热量。进一步的,如图3所示,外框为V型槽3,菲涅尔透镜1固定于V型槽3的开口处,且使锯齿面垂直于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能集热装置,其特征在于,包括外框、以及固定于所述外框上的菲涅尔透镜和集热管,所述集热管设置于所述菲涅尔透镜的出光侧,并且所述集热管与所述菲涅尔透镜的焦点同轴设置,太阳光线通过所述菲涅尔透镜折射后汇聚于所述焦点处,所述集热管收集汇聚后的太阳光线的热量。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能集热装置,其特征在于,包括外框、以及固定于所述外框上的菲涅尔透镜和集热管,所述集热管设置于所述菲涅尔透镜的出光侧,并且所述集热管与所述菲涅尔透镜的焦点同轴设置,太阳光线通过所述菲涅尔透镜折射后汇聚于所述焦点处,所述集热管收集汇聚后的太阳光线的热量。
2.根据权利要求1所述的太阳能集热装置,其特征在于,所述菲涅尔透镜的一侧为平面,另一侧为锯齿面,所述外框为V型槽,所述菲涅尔透镜固定于所述V型槽的开口处,且使所述锯齿面垂直于所述V型槽的方向设置;所述集热管固定于所述V型槽内,且所述集热管沿所述V型槽设置。
3.根据权利要求2所述的太阳能集热装置,其特征在于,所述菲涅尔透镜的数量为一个或多个,所述菲涅尔透镜依次沿所述V型槽的方向紧密并列设置。
4.根据权利要求3所述的太阳能集热装置,其特征在于,所述菲涅尔透镜的宽度为50-200cm。
5.根据权利要求2所述的太阳能集热装置,其特征在于,所述集热...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈步亮张秀廷邓宁刘雪莲
申请(专利权)人:北京天瑞星光热技术有限公司
类型:新型
国别省市:北京;11

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