CN105042886A - 一种线聚光型太阳能空气锅炉 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种线聚光型太阳能空气锅炉，包括多个集热单元组成的集热系统及空气流道，所述多个集热单元的热管吸热体冷凝段串联或并联至空气流道以符合用户需要的功率，所述空气流道设有空气压缩机，本发明的有益效果在于：集热单元和空气流道两个回路中的传热介质都不使用导热油，这种直接使用加热空气作为传热介质的方式效率更高，并且省却了导热油和空气换热器后，太阳能空气锅炉的成本也有很大降低，特别是在西部地区避免了回路中冬季导热油冻结的问题，使得系统可靠性高和运行成本大大降低。
Description
技术领域
本发明涉及可在150-300℃高效率低流体阻力工作的空气太阳能锅炉，其中使用了带有吸液芯的热管加上线聚光器，例如槽式和菲涅耳式聚光器。
背景技术
太阳能是取之不尽用之不竭的可再生能源，在化石燃料逐年减少、国际能源形势日趋严峻的今天，开发利用太阳能是实现能源供应多元化、保证能源安全的重要途径之一。
太阳能空气锅炉是使用太阳能加热高温空气的系统，目前太阳能空气锅炉中的空气集热器因管式吸热体中空气高温时流动阻力大，自耗能较多，热效率较低，并且回路中多使用导热油，特别是在中西部地区的冬季，这种导热油极易冻结，使得锅炉的可靠行较低，运行成本较高。
发明内容
本发明为了克服现有技术中之不足，提供了一种不使用导热油，防冻性能优异，吸热体流动阻力小，传热效率高，运行成本低和可靠性高的线聚光型太阳能空气锅炉。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
一种线聚光型太阳能空气锅炉的集热单元，包括太阳能聚光器和热管吸热体，所述热管吸热体设置太阳能聚光器的焦线位置。
更具体的，所述热管吸热体为非重力热管，所述非重力热管内设有吸液芯，所述非重力热管水平设置在太阳能聚光器的焦线位置。
更具体的，所述热管吸热体包括蒸发段和冷凝段，所述冷凝段外侧设有密集间隔平行分布的散热翅片。
更具体的，所述热管吸热体还外设有真空外套管，所述真空外套管与热管吸热体之间为环状真空夹层。
更具体的，所述热管吸热体不外设真空外套管。
更具体的，所述太阳能聚光器为槽式聚光器或者线性菲涅尔聚光器。
一种线聚光型太阳能空气锅炉，包括空气流道和集热系统，所述集热系统根据用户需求的功率由多个上述的集热单元串联或并联或者两者结合的连接方式组成，所述多个集热单元的热管吸热体的冷凝段均设置于所述空气流道内，所述空气流道设有输入端和输出端以及用于产生气流的空气压缩机，所述气流从输入端进入空气流道后，经过所述冷凝段时被加热成高温气流，最后高温气流从空气流道的输出端送出。
本发明的有益效果在于：集热单元和空气流道两个回路中的传热介质都不使用导热油，这种直接使用加热空气作为传热介质的方式传热效率更高，并且省却了导热油和一个空气换热器后，太阳能空气锅炉的成本也有很大降低，特别是在西部地区的冬季，避免了回路中导热油冻结的问题，使得系统可靠性较高和运行成本降低。
附图说明
图1为本发明的集热单元的结构示意图。
图2为本发明的太阳能空气锅炉的俯视图。
具体实施方式
下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。
如图1，实施例1为线聚光型太阳能空气锅炉的集热单元1，包括太阳能聚光器10和热管吸热体11，所述热管吸热体11为非重力热管，所述非重力热管内设有吸液芯13，所述非重力热管水平设置在太阳能聚光器10的焦线位置，所述热管吸热体11包括蒸发段110和冷凝段111，所述冷凝段111外侧设有密集间隔平行分布的散热翅片112，所述热管吸热体11还外设有真空外套管12，所述真空外套管12与热管吸热体11之间为环状真空夹层14，所述太阳能聚光器10为槽式聚光器。
如图2，实施例2为线聚光型太阳能空气锅炉，包括八个呈左右分布设置的集热单元组成的集热系统及空气流道，左侧四个集热单元的太阳能聚光器10和热管吸热体11互相平行设置，所述四个热管吸热体11的冷凝段111均串联设置于同一空气流道2内，同样，右侧四个集热单元的太阳能聚光器10’和热管吸热体11’互相平行设置，四个热管吸热体11’的冷凝段111’串联设置于另一空气流道2’，所述左侧热管11的冷凝段111与右侧热管11’的冷凝段111’间隔对接在一起，所述两个空气流道（2，2’）呈平行并联设置，所述空气流道（2，2’）的输入端设有空气压缩机3，该集热系统采用八个集热单元串联及并联组合的连接方式，可以符合用户需求的空气功率。
这种热管吸热体11与地面平行放置在太阳能聚光器10的焦点位置，所述太阳能聚光器10安装在可跟踪太阳并自动旋转的旋转架上，控制太阳能聚光器10跟踪太阳光线，使太阳能辐射5始终法向直射太阳能聚光器10，并被聚集至热管吸热体11，热管吸热体11达到设定温度后可以开启空气压缩机3，太阳能空气锅炉开始工作。
所述太阳能空气锅炉的集热系统采用模块化设计方法，可使得太阳能空气锅炉布置更加灵活，在功率等级和热量等级上可以满足用户需求。
工作原理：
太阳能辐射5经过太阳能聚光器10的反射后被聚集到热管吸热体11的蒸发段110，所述热管吸热体11的冷凝段111设有散热翅片10，空气压缩机3压缩空气并产生气流吹过散热翅片10后被加热成高温气流，最终高温气流从空气流道的输出端送出至任何需要加热的地点，所述空气流道2可以承受压力。
热管吸热体11的长度可以在100米或更长，这种太阳能空气锅炉的集热单元1可以直接产生热空气，比现有的一回路用导热油，二回路用油/空气换热器的集热系统有更高的效率和更低的成本，并且制作工艺简单，由于没有导热油，因此安全性大大增加。
该发明的热管吸热体11可以现场抽气制作，容易做成功率较大的集热系统。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种线聚光型太阳能空气锅炉的集热单元，其特征在于，包括太阳能聚光器和热管吸热体，所述热管吸热体设置太阳能聚光器的焦线位置。
2.根据权利要求1所述的线聚光型太阳能空气锅炉的集热单元，其特征在于，所述热管吸热体为非重力热管,所述非重力热管内设有吸液芯，所述非重力热管水平设置在太阳能聚光器的焦线位置。
3.根据权利要求2所述的线聚光型太阳能空气锅炉的集热单元，其特征在于，所述热管吸热体包括蒸发段和冷凝段，所述冷凝段外侧设有密集间隔平行分布的散热翅片。
4.根据权利要求3所述的线聚光型太阳能空气锅炉的集热单元，其特征在于，所述热管吸热体还外设有真空外套管，所述真空外套管与热管吸热体之间为环状真空夹层。
5.根据权利要求3所述的线聚光型太阳能空气锅炉的集热单元，其特征在于，所述热管吸热体不外设真空外套管。
6.根据权利要求1所述的线聚光型太阳能空气锅炉的集热单元，其特征在于，所述太阳能聚光器为槽式聚光器或者线性菲涅尔聚光器。
7.一种线聚光型太阳能空气锅炉，其特征在于，包括空气流道和集热系统，所述集热系统根据用户需求的功率由多个权利要求3所述的集热单元串联或并联或者两者结合的连接方式组成，所述多个集热单元的热管吸热体的冷凝段均设置于所述空气流道内，所述空气流道设有输入端和输出端以及用于产生气流的空气压缩机，所述气流从输入端进入空气流道后，经过所述冷凝段时被加热成高温气流，最后高温气流从空气流道的输出端送出。
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| CN201510533776.4A CN105042886A (zh) | 2015-08-27 | 2015-08-27 | 一种线聚光型太阳能空气锅炉 |
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Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN105042886A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111817659A (zh) * | 2020-06-29 | 2020-10-23 | 田凯 | 一种太阳能空气压缩机 |
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2015
- 2015-08-27 CN CN201510533776.4A patent/CN105042886A/zh active Pending
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