本發(fā)明涉及太陽能光熱吸收設備,具體是指帶半橢圓玻璃蓋的直通式單管太陽能吸收器。
背景技術:隨著能源消耗,人口增加,環(huán)境破壞等問題日益嚴重,太陽能作為取之不盡用之不竭的清潔能源,太陽能熱利用逐漸成為熱門的研究課題。聚光型集熱器具有較高的運行溫度,較高的轉化效率,隨著技術的進步,有待于進一步降低成本,具有極大的潛力。吸收器是聚光集熱器中非常重要的一個部分,現有腔體式吸收器的玻璃蓋大多為平板型,光線在經過平板玻璃蓋之后才能投射到所設計的吸收面上,光線在經過玻璃時經過兩次折射使光線向外平移一段距離,使吸收面上的接受的光線減少,此外,還有一大部分光線因投射到了保溫棉上而造成損失,降低了光學效率。
技術實現要素:本發(fā)明的目的是提供一種帶半橢圓玻璃蓋的直通式單管太陽能吸收器,該吸收器利用半橢圓玻璃蓋的折射,增加反射光線的聚集程度,同時能夠減少投射到保溫層上的光線數量,大大提高太陽能的光熱利用效率。本發(fā)明的上述目的通過如下的技術方案來實現的:帶半橢圓玻璃蓋的直通式單管太陽能吸收器,包括吸收管以及位于吸收管下方的玻璃蓋,其特征在于:所述的吸收管為一根直通式的金屬圓管,所述吸收管的上半圓周包覆有一層下部具有斷開缺口的圓環(huán)形保溫層,保溫層與吸收管的圓心相重合,吸收管的下半圓周外露于保溫層,所述的玻璃蓋為中空的半橢圓蓋,所述玻璃蓋從吸收管外露于保溫層的一側套扣保溫層。本發(fā)明中,所述吸收管的材質為鋼或不銹鋼。本發(fā)明中,所述的保溫層的材質為礦渣棉或玻璃棉或微孔硅酸鈣。本發(fā)明中,所述吸收管在外露的下半圓周涂覆有吸收涂層,能夠吸收盡量多的太陽輻射短波段熱流,而抑制自身向環(huán)境發(fā)射的長波段熱輻射,繼而減小熱損失。本發(fā)明中,所述玻璃蓋的長軸與短軸之比為6:5,玻璃蓋的長軸與吸收管的管內徑之比為3:1,玻璃蓋的長軸與保溫層的外徑之比為1.1:1。本發(fā)明中,所述保溫層的缺口為扇形缺口,保溫層具有內圓弧面和外圓弧面,外圓弧面所對應的圓心角為227.4°。本發(fā)明中,所述玻璃蓋采用透光率在91.5%以上的超白玻璃。本發(fā)明中,所述吸收管的管外徑為204mm,管內徑為200mm。與現有技術相比,本發(fā)明的吸收器采用半橢圓形玻璃蓋,一方面可以減少腔體內外空氣的流動,抑制吸收器與外部空氣的對流換熱,使熱流分布均勻,另一方面,采用的半橢圓形截面,能夠起到聚集反射光線的作用,使大部分光線聚集在吸收管的下半圓周上,有效地減少了光線落在保溫層上而造成的太陽能光熱損失。附圖說明下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明做進一步詳細說明。圖1是本發(fā)明吸收器的工作狀態(tài)示意圖;圖2是本發(fā)明吸收器的整體結構示意圖。附圖標記說明1、吸收管;2、吸收涂層;3、玻璃蓋;4、折射光線;5、反射鏡;6、入射光線;7、反射光線;8、保溫層;具體實施方式如圖1、圖2所示的帶半橢圓玻璃蓋的直通式單管太陽能吸收器,包括吸收管1以及位于吸收管1下方的玻璃蓋3,吸收管1為一根直通式的金屬圓管,具體材質為鋼,也可以采用不銹鋼,吸收管1的管外徑為204mm,管內徑為200mm,吸收管1的上半圓周包覆有一層下部具有斷開缺口的圓環(huán)形保溫層8,即吸收管1的上半圓周有保溫層包裹,吸收管1的下半圓周無保溫層包裹,保溫層8與吸收管1的圓心相重合,保溫層8的缺口為扇環(huán)形缺口,保溫層8的厚度為163mm,保溫層8具有內圓弧面和外圓弧面,內圓弧面與吸收管1的上半圓周貼緊,內圓弧面所對應的圓心角為180°,外圓弧面所對應的圓心角為227.4°。保溫層8的材質為礦渣棉,也可以采用玻璃棉或微孔硅酸鈣,保溫層8下部開設的斷開的扇環(huán)形缺口,使得吸收管1的下半圓周外露于保溫層8,減少投射到保溫層8上的光線數量,同時也是的使得吸收管1的下半圓周直接對著太陽光暴露,吸收管1在外露的下半圓周涂覆有選擇性的吸收涂層2,增強對太陽光的吸收效率。玻璃蓋3為中空的半橢圓蓋,玻璃蓋3采用透光率在91.5%以上,折射率為1.544的超白玻璃,玻璃蓋3的長軸為600mm,短軸為500mm,長軸與短軸之比為6:5,玻璃蓋3的長軸與吸收管1的管內徑之比為3:1,保溫層8的外徑為273mm,玻璃蓋3的長軸與保溫層8的外徑之比為2.2:1,玻璃蓋3從吸收管1外露于保溫層8的一側套扣保溫層8,玻璃蓋3套扣保溫層8后,玻璃蓋3與吸收管1的下半圓周以及保溫層8所圍的空間構成該吸收器的吸收腔,太陽光線經半橢圓玻璃蓋的折射后進入吸收腔,然后射入吸收管1的下半圓周。玻璃蓋3能夠減少腔體內外空氣的流動,抑制吸收器與外部空氣的對流換熱,使熱流分布均勻,同時玻璃蓋3采用半橢圓狀,能夠通過折射提高反射光線的聚集程度,繼而減少投射到保溫棉上的光線,起到提高光學效率的作用。本實施例的吸收器在線性菲涅爾反射鏡聚光器中使用時,吸收管1為縱向延伸的管道,傳熱介質從吸收管1的一端流入,從另一端流出,縱向延伸的線性菲涅爾反射鏡聚光器將太陽輻射熱流聚集到吸收管1外露的下半圓周上,工質在吸收管1內流動,入射光線6由反射鏡5反射到玻璃蓋3表面,進入玻璃蓋3形成折射光線4,折射光線4從玻璃蓋3的另一側射出再次折射,聚集在吸收管1的下半圓周上,工質吸熱后作為載熱體,把熱量帶至換熱裝置。入射光線6經過反射鏡5的反射以及橢圓形玻璃蓋的折射和吸收,絕大部分的光線可以到達涂有選擇性吸收涂層2的吸收管1的下半圓周的管面從而被吸收。本發(fā)明的上述實施例并不是對本發(fā)明保護范圍的限定,本發(fā)明的實施方式不限于此,凡此種種根據本發(fā)明的上述內容,按照本領域的普通技術知識和慣用手段,在不脫離本發(fā)明上述基本技術思想前提下,對本發(fā)明上述結構做出的其它多種形式的修改、替換或變更,均應落在本發(fā)明的保護范圍之內。