CN106849838A - 一种带回热器的热光伏发电装置 - Google Patents

一种带回热器的热光伏发电装置 Download PDF

Info

Publication number
CN106849838A
CN106849838A CN201710235810.9A CN201710235810A CN106849838A CN 106849838 A CN106849838 A CN 106849838A CN 201710235810 A CN201710235810 A CN 201710235810A CN 106849838 A CN106849838 A CN 106849838A
Authority
CN
China
Prior art keywords
regenerator
combustion chamber
heat
mouse cage
copper sheet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710235810.9A
Other languages
English (en)
Inventor
邱荣嵘
刘珠明
汤亮亮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zunyi Ao Spectrum Electronics Technology Co., Ltd.
Zunyi Huitong Academician Technology Co., Ltd.
Original Assignee
Nantong Hua Jian Energy Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nantong Hua Jian Energy Technology Co Ltd filed Critical Nantong Hua Jian Energy Technology Co Ltd
Priority to CN201710235810.9A priority Critical patent/CN106849838A/zh
Publication of CN106849838A publication Critical patent/CN106849838A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S10/00PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power
    • H02S10/30Thermophotovoltaic systems
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/40Thermal components
    • H02S40/42Cooling means
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种带回热器的热光伏发电装置,包括燃烧室、热光伏电池组件;燃烧室的下端设置有预混室、上端设置有鼠笼回热器;预混室的左端开设有燃气入口、右端通过预热空气管道与鼠笼回热器的右侧下端开设的预热空气出口相连通;燃烧室的左壁、右壁均由辐射器组成;辐射器的外侧依次设置有滤波片、热光伏电池组件;鼠笼回热器的上部、下部均水平设置有圆形铜片;两个圆形铜片之间水平设置有多个反向排列的弧形铜片;紫铜中空管为多根,多根中空管依次贯穿圆形铜片和弧形铜片并竖直排列。本发明通过鼠笼回热器明显提高了高温烟气的热量回收效率,显著增强了热光伏发电装置的整体转换效率,具有热电转换效率高、热损耗率较低的优点。

Description

一种带回热器的热光伏发电装置
技术领域
本发明涉及一种发电装置,尤其涉及一种带回热器的热光伏发电装置,属于热光伏发电技术领域。
背景技术
热光伏技术可以将受热高温热辐射体的能量直接转换成电能,它是一种多学科融合的新型能量转换技术。虽然热光伏技术具有能量输出密度高、构建及维护简单的优点,但同时由于其还具有热电转换效率较低的特性,目前仍没有在商业或工业等领域中得到实际的应用。
美国JX Crystal公司曾设计过两种热交换器以提高辐射能的转换效率,其中一种为鱼鳍状回热器,即在圆筒形回热器的外壁上均匀布置多个厚金属片,燃烧烟气流经厚金属片,通过金属片将热导入圆筒内部并完成热交换;另一种为鱼鳍状回热器的换代产品,即将回热器外壁上的厚金属片改为Ω形,并降低金属片的厚度,使其具有更轻、效率更高的特点。
这两款热交换器均是基于金属片在外吸收热量后再将热量传递给内部的冷空气的,但是由于外侧的金属片不仅向内侧传导热量,而且会向外辐射大量的能量导致能量损耗严重。为了降低金属片因向外传导热量而造成的能量损耗,韩国成均馆大学曾将热交换器的金属片材质改进为不锈钢材料,但该设计反而使热交换器的热交换效果受到了限制。因此,为进一步提高热光伏系统的转换效率,急需开发一种新型的能够合理利用高温烟气废热的热光伏发电装置。
发明内容
为了解决上述技术所存在的不足之处,本发明提供了一种带回热器的热光伏发电装置。
为了解决以上技术问题,本发明采用的技术方案是:一种带回热器的热光伏发电装置,包括燃烧室、辐射器、热光伏电池组件;燃烧室的下端设置有预混室、上端设置有鼠笼回热器;预混室的左端开设有燃气入口、右端通过预热空气管道与鼠笼回热器的右侧下端开设的预热空气出口相连通;鼠笼回热器的左侧上端开设有冷空气入口;
燃气和空气分别从预混室的左侧和右侧进入,并在预混室中混合均匀;混合燃气上行至燃烧室后在燃烧室中充分燃烧释放热能;部分燃烧热上行进入鼠笼回热器中并对冷空气进行加热,生成的预热空气通过预热空气管道进入预混室中,达到对混合燃气升温以节约能源的目的;
燃烧室由氧化铝绝热材料制作而成;辐射器为两个,两个辐射器分别代替燃烧室左右两侧的氧化铝绝热材料,形成燃烧室的左壁、右壁;辐射器的外侧均设置有滤波片;滤波片的外侧均设置有热光伏电池组件;
混合燃气燃烧释放的热能首先对燃烧室两侧的辐射器进行加热,辐射器受热后生成红外光子,红外光子再经过滤波片的部分滤除作用之后照射到热光伏电池组件上产生电能;
鼠笼回热器为圆柱型腔体,腔体的上部、下部均水平设置有圆形铜片,冷空气入口、预热空气出口分别位于两端的圆形铜片内侧;两个圆形铜片之间水平设置有多个弧形铜片,相邻的弧形铜片反向排列;圆形铜片、弧形铜片上均对应开设有多个圆形孔,相应的圆形孔内均贯穿设置有紫铜中空管;
冷空气自冷空气入口进入鼠笼回热器之后,与紫铜中空管中的高温烟气进行热量交换,实现冷空气的预热;而燃烧室中产生的高温烟气将一部分热量传递给辐射器之后,再通过紫铜中空管继续上行,并在上行过程中实现与冷空气的热量交换,最终耗尽能量从回热器烟气出口处排出。
热光伏电池组件的外侧均固定设置有冷却片,冷却片用于将热光伏电池组件上未能转换的红外光子产生的热量带走,使热光伏电池组件维持在工作温度以下,从而保证热光伏电池组件的工作稳定性以及光电转换性能。
预混室与燃烧室之间、燃烧室与鼠笼回热器之间均通过两排通气孔相连通。鼠笼回热器上套置有高温绝热纤维棉,用于减少对外辐射和传导带来的热损失。燃烧室与鼠笼回热器之间设置有连接法兰。
本发明通过设置鼠笼回热器,明显提高了回热器对高温烟气的热量回收效率,从而显著增强了热光伏发电装置的整体转换效率,具有热电转换效率高、热损耗率较低的优点,可加强热光伏发电装置在工商业等技术领域中的广泛应用。
附图说明
图1为本发明的剖面结构示意图。
图2为鼠笼回热器的整体结构示意图。
图3为图2的剖面结构示意图。
图4为图2的仰视图。
图中:1、预混室;2、燃气入口;3、燃烧室;4、辐射器;5、滤波片;6、热光伏电池组件;7、冷却片;8、鼠笼回热器;9、储油箱;10、冷空气入口;11、回热器烟气出口;12、预热空气出口;13、预热空气管道;14、紫铜中空管;15、弧形铜片;16、回热器烟气入口;17、连接法兰。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1-4所示,本发明包括燃烧室3、辐射器4、热光伏电池组件6;燃烧室3的下端设置有预混室1、上端设置有鼠笼回热器8;预混室1的左端开设有燃气入口2、右端通过预热空气管道13与鼠笼回热器8的右侧下端开设的预热空气出口12相连通;鼠笼回热器8的左侧上端开设有冷空气入口10;预混室1与燃烧室3之间、燃烧室3与鼠笼回热器8之间均通过两排通气孔相连通。燃烧室3与鼠笼回热器8之间设置有连接法兰17。
燃气和空气分别从预混室1的左侧和右侧进入,并在预混室1中混合均匀,形成有利于燃烧的混合燃气;混合燃气上行至燃烧室3后在燃烧室3中充分燃烧释放热能;部分燃烧热上行进入鼠笼回热器8中并对回热器内部的冷空气进行加热,生成的预热空气通过预热空气管道13进入预混室1中,等下一轮燃烧时就可以源源不断的为装置提供预热燃气,达到节约能源的目的;更重要的是,鼠笼回热器8的使用显著提高了热源能量转换为辐射能的效率,从而进一步提高电池的光电转换效率。
燃烧室3由氧化铝绝热材料制作而成;辐射器4为两个,两个辐射器4分别代替燃烧室3左右两侧的氧化铝绝热材料,形成燃烧室3的左壁、右壁;辐射器4的外侧均设置有滤波片5;滤波片5的外侧均设置有热光伏电池组件6;
混合燃气燃烧释放的热能首先对燃烧室3两侧的辐射器4进行加热,辐射器4受热后生成红外光子,红外光子再经过滤波片5的部分滤除作用之后照射到热光伏电池组件6上产生电能;滤波片5用于将低于某个频率的红外光子反射回辐射器,该部分红外光子无法被热光伏电池组件6吸收产生电能,而可被吸收利用的红外光子则透过滤波片转换为电能储存起来,这样既提高了发电效率,也降低了热损耗。
热光伏电池组件6的外侧均固定设置有冷却片7,冷却片7用于将热光伏电池组件6上未能转换的红外光子产生的热量带走,使热光伏电池组件6维持在工作温度以下,从而保证热光伏电池组件6的工作稳定性以及光电转换性能。
鼠笼回热器8为圆柱型腔体,腔体的上部、下部均水平设置有圆形铜片,冷空气入口10、预热空气出口12分别位于两端的圆形铜片内侧;两个圆形铜片之间水平设置有多个弧形铜片15,相邻的弧形铜片反向排列;圆形铜片、弧形铜片上均对应开设有多个圆形孔,相应的圆形孔内均贯穿设置有紫铜中空管14;由于圆形铜片、弧形铜片均为封闭式结构,冷空气在从上而下运行时只能曲线盘旋前进,可以有效增大冷风气的前进路径,从而提高冷空气与紫铜中空管14中高温烟气的换热效率。鼠笼回热器8上套置有高温绝热纤维棉9,用于减少对外辐射和传导带来的热损失。
冷空气自冷空气入口10进入鼠笼回热器8之后,与紫铜中空管14中的高温烟气进行热量交换,实现冷空气的预热;而燃烧室3中产生的高温烟气将一部分热量传递给辐射器4之后,再通过紫铜中空管14继续上行,并在上行过程中实现与冷空气的热量交换,最终耗尽能量从回热器烟气出口11处排出。
本发明采用回热器对高温烟气进行热量回收,可实现燃气化学能到辐射能的高效转换,且产生的预热空气可进入燃烧室中对混合燃气进行预加热,可起到节省能源的目的;此外,本发明的鼠笼回热器可进行内部热传导,不仅回热器的外围设置有绝热层以减少热损失,而且回热器的内部设置有反向排列的弧形铜片,以增加冷空气与高温烟气的热交换路径,可以有效提高燃烧热与辐射能的转换效率,从而提高热光伏发电装置的整体转换效率,使其具备广泛的适用性。
上述实施方式并非是对本发明的限制,本发明也并不仅限于上述举例,本技术领域的技术人员在本发明的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换,也均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种带回热器的热光伏发电装置,其特征在于:它包括燃烧室(3)、辐射器(4)、热光伏电池组件(6);所述燃烧室(3)的下端设置有预混室(1)、上端设置有鼠笼回热器(8);所述预混室(1)的左端开设有燃气入口(2)、右端通过预热空气管道(13)与鼠笼回热器(8)的右侧下端开设的预热空气出口(12)相连通;所述鼠笼回热器(8)的左侧上端开设有冷空气入口(10);
燃气和空气分别从预混室(1)的左侧和右侧进入,并在预混室(1)中混合均匀;混合燃气上行至燃烧室(3)后在燃烧室(3)中充分燃烧释放热能;部分燃烧热上行进入鼠笼回热器(8)中并对冷空气进行加热,生成的预热空气通过预热空气管道(13)进入预混室(1)中,达到对混合燃气升温以节约能源的目的;
所述燃烧室(3)由氧化铝绝热材料制作而成;所述辐射器(4)为两个,两个辐射器(4)分别代替燃烧室(3)左右两侧的氧化铝绝热材料,形成燃烧室(3)的左壁、右壁;辐射器(4)的外侧均设置有滤波片(5);所述滤波片(5)的外侧均设置有热光伏电池组件(6);
混合燃气燃烧释放的热能首先对燃烧室(3)两侧的辐射器(4)进行加热,辐射器(4)受热后生成红外光子,红外光子再经过滤波片(5)的部分滤除作用之后照射到热光伏电池组件(6)上产生电能;
所述鼠笼回热器(8)为圆柱型腔体,腔体的上部、下部均水平设置有圆形铜片,冷空气入口(10)、预热空气出口(12)分别位于两端的圆形铜片内侧;两个圆形铜片之间水平设置有多个弧形铜片(15),相邻的弧形铜片反向排列;所述圆形铜片、弧形铜片上均对应开设有多个圆形孔,相应的圆形孔内均贯穿设置有紫铜中空管(14);
冷空气自冷空气入口(10)进入鼠笼回热器(8)之后,与紫铜中空管(14)中的高温烟气进行热量交换,实现冷空气的预热;而燃烧室(3)中产生的高温烟气将一部分热量传递给辐射器(4)之后,再通过紫铜中空管(14)继续上行,并在上行过程中实现与冷空气的热量交换,最终耗尽能量从回热器烟气出口(11)处排出。
2.根据权利要求1所述的带回热器的热光伏发电装置,其特征在于:所述热光伏电池组件(6)的外侧均固定设置有冷却片(7),冷却片(7)用于将热光伏电池组件(6)上未能转换的红外光子产生的热量带走,使热光伏电池组件(6)维持在工作温度以下,从而保证热光伏电池组件(6)的工作稳定性以及光电转换性能。
3.根据权利要求1所述的带回热器的热光伏发电装置,其特征在于:所述预混室(1)与燃烧室(3)之间、燃烧室(3)与鼠笼回热器(8)之间均通过两排通气孔相连通。
4.根据权利要求1或3所述的带回热器的热光伏发电装置,其特征在于:所述鼠笼回热器(8)上套置有高温绝热纤维棉(9),用于减少对外辐射和传导带来的热损失。
5.根据权利要求1或3所述的带回热器的热光伏发电装置,其特征在于:所述燃烧室(3)与鼠笼回热器(8)之间设置有连接法兰(17)。
CN201710235810.9A 2017-04-12 2017-04-12 一种带回热器的热光伏发电装置 Pending CN106849838A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710235810.9A CN106849838A (zh) 2017-04-12 2017-04-12 一种带回热器的热光伏发电装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710235810.9A CN106849838A (zh) 2017-04-12 2017-04-12 一种带回热器的热光伏发电装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106849838A true CN106849838A (zh) 2017-06-13

Family

ID=59147922

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710235810.9A Pending CN106849838A (zh) 2017-04-12 2017-04-12 一种带回热器的热光伏发电装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106849838A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108964578A (zh) * 2018-07-03 2018-12-07 中国科学院电工研究所 一种带有全反馈自动控制与分析装置的热光伏系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103104306A (zh) * 2012-12-12 2013-05-15 吕怀民 热风式重力热机装置
CN103426962A (zh) * 2013-07-16 2013-12-04 江苏大学 一种利用太阳能和燃料化学能的新型分布式热电联产系统
CN103997281A (zh) * 2014-05-05 2014-08-20 江苏大学 一种二次发电的热光伏热电联产装置
US20150114615A1 (en) * 2013-10-29 2015-04-30 Tai-Her Yang Temperature control system having adjacently-installed temperature equalizer and heat transfer fluid and application device thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103104306A (zh) * 2012-12-12 2013-05-15 吕怀民 热风式重力热机装置
CN103426962A (zh) * 2013-07-16 2013-12-04 江苏大学 一种利用太阳能和燃料化学能的新型分布式热电联产系统
US20150114615A1 (en) * 2013-10-29 2015-04-30 Tai-Her Yang Temperature control system having adjacently-installed temperature equalizer and heat transfer fluid and application device thereof
CN103997281A (zh) * 2014-05-05 2014-08-20 江苏大学 一种二次发电的热光伏热电联产装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108964578A (zh) * 2018-07-03 2018-12-07 中国科学院电工研究所 一种带有全反馈自动控制与分析装置的热光伏系统
CN108964578B (zh) * 2018-07-03 2019-09-13 中国科学院电工研究所 一种带有全反馈自动控制与分析装置的热光伏系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN202141195U (zh) 一种带余热利用装置真空热水锅炉
CN102506588B (zh) 水泥窑余热综合利用发电系统及发电方法
CN209522872U (zh) 轴承钢棒管材的双层等温球化退火热处理设备
CN109944652A (zh) 超临界二氧化碳循环烟气余热回收燃煤发电系统及运行方法
CN102620578A (zh) 一种新型烟气余热回收装置
CN106247306B (zh) 一种防止管壁超温的超临界二氧化碳锅炉受热面布置方式
CN214172990U (zh) 一种隧道窑的余热利用装置
CN106849838A (zh) 一种带回热器的热光伏发电装置
CN101699185A (zh) 一种密集型烤房烟气余热回收型水蓄热式高效热风炉
CN108613384A (zh) 一种串并联混合的立式底烧燃油燃气有机热载体锅炉
CN209271039U (zh) 一种烟气余热回收利用装置
CN202074557U (zh) 换热管进出口同温差喷流式空气预热器
CN218380391U (zh) 一种烘干设备用热量回收装置
CN215062181U (zh) 一种大型组装锅炉双层多炉膛受热装置及大型组装锅炉
CN116007362A (zh) 一种利用铸件余热预热废钢的系统和方法
CN201203140Y (zh) 板壳式空气预热器
CN202432887U (zh) 一种新型烟气余热回收装置
CN214009999U (zh) 一种时效炉余热回收装置
CN201779855U (zh) 主次换热一体化燃气冷凝热交换器
CN108267032A (zh) 一种带有蜂窝结构的换热装置及系统
CN209672903U (zh) 油田集输两用换热器
CN206345823U (zh) 干熄炉结构及红焦显热发电系统
CN208803880U (zh) 一种干熄焦余热斯特林发电系统
CN207648833U (zh) 一种烟气排放系统
CN201757600U (zh) 一种用于工业炉废气或煤气的余热回收装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20190517

Address after: 563000 Second Floor of D14-2 Building, Hi-tech Hatching Garden, Huichuan Avenue Extension Line, Huichuan District, Zunyi City, Guizhou Province

Applicant after: Zunyi Ao Spectrum Electronics Technology Co., Ltd.

Applicant after: Zunyi Huitong Academician Technology Co., Ltd.

Address before: Room 602, 371 Century Avenue, Nantong City, Jiangsu Province

Applicant before: Nantong Hua Jian Energy Technology Co Ltd

AD01 Patent right deemed abandoned
AD01 Patent right deemed abandoned

Effective date of abandoning: 20190716