本专利公开了一种多维组合可调式CPC集热装置，包括带插孔的直通式全玻璃真空集热管、曲线型热管式真空集热管、初级半复合抛物面聚光板、次级曲线型双维度复合抛物面聚光板、双级可调角度式支撑架装置；曲线型热管式真空集热管的下端插入到带插孔的直通式全玻璃真空集热管中，曲线型热管式真空集热管的下方设有次级曲线型双维度复合抛物面聚光板，初级半复合抛物面聚光板和次级曲线型双维度复合抛物面聚光板固定在双级可调角度式支撑架装置上。该CPC集热器装置提高聚光比来实现较高的集热温度，减少光学损失及反光板角度调整次数，提高太阳能集热器的综合集热效率，同时可调性高，适用范围广，便于拼装和拆卸，成本低，具有较好的推广潜力。较好的推广潜力。较好的推广潜力。
【技术实现步骤摘要】
一种多维组合可调式CPC集热装置
[0001]本技术涉及一种太阳能集热装置，特别是一种多维度的、多级的、可调节的CPC集热器装置，属于太阳能利用
技术介绍
[0002]太阳能作为一种清洁、无污染的可再生能源，其开发和利用被认为是世界能源战略的重要组成部分。太阳能热水器已经成功的商业化，如何更有效的利用太阳能，成为了各国科学家致力研究的内容。
[0003]复合抛物面聚光器(Compound parabolic concentrator，简称为CPC)是根据边缘光学原理设计的非成像聚光器。在理论上，接收角范围内的入射光直接或经反射都最终到达接收器上，对于给定的接受角范围它可以实现最大的聚光比，因而被应用在太阳能光热、光伏系统中，非跟踪、跟踪(二级反射器)系统中。CPC集热器具有最小的散热面积，无需跟踪装置而降低了成本，可以实现中高温集热的需求。
[0004]目前CPC太阳能中低温集热器已经得到了一定的推广应用，相对于普通的太阳能低温集热器，可以在一定范围内提高集热温度和集热效率，但目前的CPC集热器由于光学特性限制，设计的聚光比较低，无法实现较高的集热温度或者在较高的集热温度下运行太阳能集热效率很低；若设计较高的聚光比，则集热器的太阳光接收角度会很小，需要跟踪或频繁调节才能保证太阳光的接收，失去了CPC集热器的价值和意义，同时需要较大的反光板。上述情况导致了CPC集热器相对于非聚光器在性能和成本上没有明显的优势，限制了CPC集热器的推广应用和普及。
技术实现思路
[0005]本技术的目的在于克服上述现有相关CPC集热装置的缺陷，提供了一种多维度的、两次聚光与一次聚光结合的、可调节反光板的CPC集热装置，在保证接收太阳光角度范围下，尽可能提高聚光比来实现较高的集热温度，减少光学损失及反光板角度调整次数，提高太阳能集热器的综合集热效率，同时可调性高，适用范围广，便于拼装和拆卸，成本低。
[0006]为解决上述技术问题，本专利提供的技术方案为：
[0007]采用多维组合可调式CPC集热装置，包括带插孔的直通式全玻璃真空集热管、曲线型热管式真空集热管、初级半复合抛物面聚光板、次级曲线型双维度复合抛物面聚光板、双级可调角度式支撑架装置；带插孔的直通式全玻璃真空集热管水平放置，多个曲线型热管式真空集热管并排放置，曲线型热管式真空集热管的下端插入到带插孔的直通式全玻璃真空集热管中，曲线型热管式真空集热管的轴线朝上弯曲；每根曲线型热管式真空集热管的下方设有一个次级曲线型双维度复合抛物面聚光板，在曲线型热管式真空集热管的径向剖面上，次级曲线型双维度复合抛物面聚光板是以曲线型热管式真空集热管为接收管的复合抛物面曲面，在曲线型热管式真空集热管的轴向垂直剖面上，次级曲线型双维度复合抛物面聚光板和曲线型热管式真空集热管的轴线曲线平行；初级半复合抛物面聚光板和次级曲
线型双维度复合抛物面聚光板固定在双级可调角度式支撑架装置上，初级半复合抛物面聚光板是以带插孔的直通式全玻璃真空集热管为接收管的半边复合抛物面曲面；带插孔的直通式全玻璃真空集热管和曲线型热管式真空集热管固定在双级可调角度式支撑架装置上。
[0008]作为本技术的一种改进，所述的曲线型热管式真空集热管包括外玻璃管、内玻璃管、全玻璃真空集热管真空层、玻璃插孔、橡胶圈；外玻璃管位于内玻璃管的外部，外玻璃管和内玻璃管之间为全玻璃真空集热管真空层；外玻璃管和内玻璃管的端部通过熔封密封连接，外玻璃管的外部通过玻璃插孔连通内玻璃管的内部，玻璃插孔上嵌有橡胶圈，内玻璃管的外表面覆有选择性吸收涂层。
[0009]作为本技术的一种改进，所述的曲线型热管式真空集热管包括曲线型玻璃管、热管蒸发段、热管式真空集热管真空层、集热管端盖、热管冷凝段；所述曲线型玻璃管的轴线和热管蒸发段的轴线平行且为复合抛物面曲线的一段，曲线型玻璃管为单层玻璃套管，曲线型玻璃管的一端封闭，另一端与集热管端盖连接形成密封空间，热管蒸发段和热管冷凝段分别位于所述密封空间的内部和外部，热管蒸发段和热管冷凝段为相互连接的管状结构，曲线型玻璃管和热管蒸发段之间为热管式真空集热管真空层，热管蒸发段的外表面覆有选择性吸收涂层。
[0010]作为本技术的一种改进，所述的双级可调角度式支撑架装置包括初级聚光板曲线支杆、次级聚光板曲线支杆、初级聚光板支撑横架、次级聚光板支撑横架、全玻璃真空集热管端头固定支架、热管式真空集热管固定支架、次级曲线型双维度复合抛物面聚光板支架、可调式支架、主支撑转轴、转轴连杆、次支撑转轴、主转轴端部装置、次转轴端部装置、斜支撑架；主支撑转轴和次支撑转轴为可转动杆状结构，主支撑转轴的端部连接有主转轴端部装置，次支撑转轴的端部联接有次转轴端部装置；主转轴端部装置固定在斜支撑架上，斜支撑架放置在地面上，主支撑转轴上固定连接有次级聚光板曲线支杆、转轴连杆、全玻璃真空集热管端头固定支架，转轴连杆的另一端固定连接次转轴端部装置，次支撑转轴固定连接初级聚光板曲线支杆；次级聚光板曲线支杆上设有多个次级聚光板支撑横架，最上部和最下部的次级聚光板支撑横架上固定连接多个热管式真空集热管固定支架，其余的次级聚光板支撑横架上固定连接多个次级曲线型双维度复合抛物面聚光板支架；初级聚光板曲线支杆上设有多个初级聚光板支撑横架，可调式支架包括上内螺纹管、正反丝螺纹杆、下内螺纹杆，正反丝螺纹杆通过螺纹连接上内螺纹管和下内螺纹杆，下内螺纹管的下部固定在初级聚光板支撑横架上，可调式支架的上内螺纹管上部连接和固定初级半复合抛物面聚光板。
[0011]作为本技术的一种改进，所述的曲线型热管式真空集热管的轴线为复合抛物面曲线的一段。
[0012]作为本技术的一种改进，所述的次级曲线型双维度复合抛物面聚光板支架和可调式支架上设有磁块，初级半复合抛物面聚光板和次级曲线型双维度复合抛物面聚光板上设有铁条。
[0013]作为本技术的一种改进，所述的次级聚光板支撑横架和初级聚光板支撑横架的数量为4~8个，每个次级聚光板支撑横架上的热管式真空集热管固定支架和次级曲线型双维度复合抛物面聚光板支架均为2~10个，每个初级聚光板支撑横架上的可调式支架为2~10个。
[0014]相对于现有技术，本技术的优点如下： 1）照射到初级半复合抛物面聚光板上的太阳光，一部分反射到带插孔的直通式全玻璃真空集热管上，一部分反射到次级曲线型双维度复合抛物面聚光板和曲线型热管式真空集热管上；照射到次级曲线型双维度复合抛物面聚光板上的太阳光一部分反射到曲线型热管式真空集热管上，一部分反射到带插孔的直通式全玻璃真空集热管上；还有一部分太阳光直接照射到带插孔的直通式全玻璃真空集热管和曲线型热管式真空集热管上；曲线型热管式真空集热管上接收的太阳能通过热管传输到带插孔的直通式全玻璃真空集热管中，实现了照射到该装置中的太阳能最终都汇入到直通式全玻璃真空集热管内。
[0015]2）采用两维二次复合抛物面聚光的设计，可以提高聚光比，提高集热介质温度和集热系统的效率，相对于跟踪式聚光装置，可以不需本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多维组合可调式CPC集热装置，其特征在于所述的多维组合可调式CPC集热装置包括带插孔的直通式全玻璃真空集热管、曲线型热管式真空集热管、初级半复合抛物面聚光板、次级曲线型双维度复合抛物面聚光板、双级可调角度式支撑架装置；带插孔的直通式全玻璃真空集热管水平放置，多个曲线型热管式真空集热管并排放置，曲线型热管式真空集热管的下端插入到带插孔的直通式全玻璃真空集热管中，曲线型热管式真空集热管的轴线朝上弯曲；每根曲线型热管式真空集热管的下方设有一个次级曲线型双维度复合抛物面聚光板，在曲线型热管式真空集热管的径向剖面上，次级曲线型双维度复合抛物面聚光板是以曲线型热管式真空集热管为接收管的复合抛物面曲面，在曲线型热管式真空集热管的轴向垂直剖面上，次级曲线型双维度复合抛物面聚光板和曲线型热管式真空集热管的轴线曲线平行；初级半复合抛物面聚光板和次级曲线型双维度复合抛物面聚光板固定在双级可调角度式支撑架装置上，初级半复合抛物面聚光板是以带插孔的直通式全玻璃真空集热管为接收管的半边复合抛物面曲面；带插孔的直通式全玻璃真空集热管和曲线型热管式真空集热管固定在双级可调角度式支撑架装置上。2.根据权利要求1所述的一种多维组合可调式CPC集热装置，其特征在于所述的曲线型热管式真空集热管包括外玻璃管、内玻璃管、全玻璃真空集热管真空层、玻璃插孔、橡胶圈；外玻璃管位于内玻璃管的外部，外玻璃管和内玻璃管之间为全玻璃真空集热管真空层；外玻璃管和内玻璃管的端部通过熔封密封连接，外玻璃管的外部通过玻璃插孔连通内玻璃管的内部，玻璃插孔上嵌有橡胶圈，内玻璃管的外表面覆有选择性吸收涂层。3.根据权利要求1所述的一种多维组合可调式CPC集热装置，其特征在于所述的曲线型热管式真空集热管包括曲线型玻璃管、热管蒸发段、热管式真空集热管真空层、集热管端盖、热管冷凝段；所述曲线型玻璃管的轴线和热管蒸发段的轴线平行且为复合抛物面曲线的一段，曲线型玻璃管为单层玻璃套管，曲线型玻璃管的一端封闭，另一端与集热管端盖连接形成密封空间，热管蒸发段和热管冷凝段分别位于所述密封空间的内部和外部，热管蒸发段和热管冷凝段为相互连接的管状结构，曲线型玻璃管和热管蒸发段之间为热管式真...
【专利技术属性】
技术研发人员：余雷，陆玉正，
申请(专利权)人：南京索乐优节能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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