CN109539571A - 一种利用环路热管收集太阳能用于溶液再生的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用环路热管收集太阳能用于溶液再生的装置及方法，包括有环路热管，环路热管由冷凝段、液体管路、蒸发段、蒸汽管路组成，溶液再生单元由环路热管的冷凝段和空气通道组成，环路热管的冷凝段为“凹”字型腔，“凹”字型腔内部为热管工质通道，“凹”字型腔上面的凹槽为充当再生溶液通道的再生槽，空气通道位于再生槽上方并与再生槽相通，蒸发段位于槽式太阳能集热器的焦线（焦带）上；溶液再生单元、储液桶、溶液泵由溶液管道依次连接起来形成溶液流动通道。本发明将环路热管技术、槽式太阳能集热技术与溶液再生结合为一体，利用环路热管以及槽式太阳能集热器收集太阳能的热量加热溶液，达到保持再生溶液温度，提高再生效率的目的。

Description

一种利用环路热管收集太阳能用于溶液再生的装置及方法

技术领域：

本发明涉及太阳能热利用、热管技术、空气与溶液传热传质，主要涉及一种利用环路热管收集太阳能用于溶液再生的装置及方法。

背景技术：

对于溶液再生而言，溶液中的水分在蒸发时需要从溶液中吸收热量，从而使溶液温度降低，弱化溶液的再生能力。持续为需要再生的溶液提供热量，可以保证溶液保持较高的再生能力。

现有技术中的再生装置，其蒸发所需要的热能大都是采用化石能源，其消耗量大，污染空气，采用简单的再生装置只对再生溶液进行预加热，其溶液再生效果差；太阳能是一种清洁能源，槽式集热器是一种利用太阳光的光热转化工具，属于中高温集热器的范畴，可以使被加热物质达到比较高的温度，可以作为加热溶液的热源。

将太阳能、槽式太阳能集热器以及回路热管结合，组成一种实现溶液再生的装置，可以利用太阳能作为再生热源，达到避免使用化石能源，节能以及环保的目的，同时可以提高溶液再生效率。

发明内容：

本发明目的是为了提供一种利用环路热管收集太阳能用于溶液再生的装置及方法，将环路热管技术、槽式太阳能集热技术与溶液再生结合为一体，利用环路热管以及槽式太阳能集热器收集太阳光的热量加热溶液，达到保持再生溶液温度，提高再生效率的目的。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种利用环路热管收集太阳能用于溶液再生的装置，其特征在于：包括有环路热管、槽式太阳能集热器、溶液再生单元、溶液泵、储液桶和溶液管道，所述环路热管由冷凝段、液体管路、蒸发段、蒸汽管路组成，所述溶液再生单元由环路热管的冷凝段和空气通道组成，所述环路热管的冷凝段为“凹”字型腔，“凹”字型腔内为热管工质通道，其一端设有工质进口，另一端设有工质出口，“凹”字型腔上面的凹槽为充当再生溶液通道的再生槽，所述再生槽的一端设有进液口，另一端设有出液口，所述空气通道位于再生槽上方并与再生槽相通，所述空气管道的一侧设有进风口，另一侧设有出风口，所述空气通道的进风口和出风口分别位于再生槽的两侧，所述蒸发段位于槽式太阳能集热器的焦线（焦带）上，所述溶液再生单元、储液桶、溶液泵由溶液管道依次连接起来形成溶液流动通道。

所述的溶液再生单元中空气可由外接风机送入空气通道，所述进风口、出风口功能可以互换，空气与溶液可以形成逆流或者顺流关系。

所述的溶液再生单元沿着溶液流动方向有微小的向下坡度，便于再生溶液及工质液体自流至各自出口。

所述的槽式太阳能集热器为跟踪型太阳能集热器，可根据太阳高度角调整集热器的角度；其集热面可以是抛物面型或复合抛物面型。

上述所述装置的再生方法, 其特征在于：包括太阳光、环路热管中的工质、空气、溶液共四者的工作流程，具体步骤如下：太阳光到达槽式太阳能集热器后，被反射至焦线（焦带）位置；同时环路热管的蒸发段内部的工质吸收太阳能的热量后气化，并沿蒸汽管道从工质进口流入溶液再生单元内的环路热管冷凝段，到达冷凝段的工质在释放出冷凝热并加热再生溶液后液化，然后从工质出口流出冷凝段后沿液体管路向蒸发段流动，返回蒸发段后再次吸收太阳能的热量，如此循环往复进行；空气从溶液再生单元的进风口进入空气通道，从出风口流出空气通道，在流经再生槽上方时带走溶液再生时产生的水蒸气；溶液由溶液泵从储液桶中抽取送至溶液再生单元的再生槽的进液口，从进液口流至出液口过程中被工质释放出的冷凝热加热并再生，溶液从出液口流出溶液再生单元并经溶液管道流入储液桶，形成一个循环过程。

本发明的优点是：

（1）热管导热能力强，且其工作时不需外加动力。环路热管的冷凝段和蒸发段分开，便于热量的收集和利用。

（2）太阳能是一种清洁能源，利用太阳能作为再生热源，可以达到避免使用化石能源，节能以及环保的目标。

（3）溶液再生过程中持续被加热，并且采取强制对流质交换方式，可以改善再生的效果。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的溶液再生单元的结构图。

图3为本发明的溶液再生单元的横截面图。

具体实施方式：

参见附图。

一种利用环路热管收集太阳能用于溶液再生的装置，包括有环路热管、槽式太阳能集热器1、溶液再生单元5、溶液泵6、储液桶7和溶液管道8，环路热管由冷凝段5c、液体管路4、蒸发段2、蒸汽管路3组成，所述溶液再生单元5由环路热管的冷凝段5c和空气通道5d组成，环路热管的冷凝段5c为“凹”字型腔，“凹”字型腔内部为热管工质通道，其一端设有工质进口5h，另一端设有工质出口5g，“凹”字型腔上面的凹槽为充当再生溶液通道的再生槽5i，所述再生槽5i的一端设有进液口5e，另一端设有出液口5f，空气通道5d位于再生槽5i上方并与再生槽5i相通，空气管道5d的一侧设有进风口5a，另一侧设有出风口5b，空气通道5d的进风口5a和出风口5b分别位于再生槽5i的两侧，所述蒸发段位于槽式太阳能集热器的焦线（焦带）上，所述溶液再生单元5、储液桶7、溶液泵6由溶液管道8依次连接起来形成溶液流动通道。

所述的溶液再生单元5中空气可由外接风机送入空气通道，所述进风口5a、出风口5b功能可以互换，空气与溶液可以形成逆流或者顺流关系。

所述的溶液再生单元5沿着溶液流动方向有微小的向下坡度，便于再生溶液及工质液体自流至各自出口。

所述的槽式太阳能集热器1为跟踪型太阳能集热器，可根据太阳高度角调整集热器的角度；其集热面可以是抛物面型或复合抛物面型。

上述所述装置的再生方法, 其特征在于：包括太阳光、环路热管中的工质、空气、溶液共四者的工作流程，具体步骤如下：太阳光到达槽式太阳能集热器1后，被反射至焦带（焦线）位置；环路热管的蒸发段2内部的工质吸收太阳能的热量后气化，并沿蒸汽管道3经工质进口5h流入溶液再生单元5内的环路热管冷凝段5c，到达冷凝段5c的工质在释放出冷凝热后液化，后从工质出口5g流出溶液再生单元5，并沿液体管路4向蒸发段2流动，返回蒸发段2后再次吸收太阳能的热量，如此循环往复进行；空气从溶液再生单元5的进风口5a进入空气通道5d，从出风口5b流出空气通道5d，在流经再生槽5i上方时带走溶液再生时产生的水蒸气；溶液由溶液泵6从储液桶中7抽取送至溶液再生单元5的再生槽的进液口5e，从进液口5e流至出液口5f过程中被工质释放出的冷凝热加热并再生，浓度升高后的溶液从出液口5f流出溶液再生单元5并经溶液管道8流入储液桶7，形成一个循环过程。

本发明的工作原理如下：

（1）槽式太阳能集热器为跟踪型，可以根据太阳高度角调整集热面的倾角，以便于最大限度的集热。（2）环路热管的蒸发段位于槽式太阳能集热器的焦带（焦线）位置，内部的工质吸收太阳光的热量后气化，并沿蒸汽管道流入溶液再生单元内的环路热管冷凝段，工质在冷凝段释放出冷凝热后液化，并流出冷凝段，沿液体管路向蒸发段流动，返回蒸发段后再次吸收太阳能的热量；（3）溶液由溶液泵从储液桶中抽送至溶液再生单元，从进液口流至出液口的过程中被工质加热，水分蒸发出溶液，实现再生过程；（4）再生所需空气由外加风机从进风口送入，空气从出风口流出，与溶液形成顺流或逆流关系，并带走从溶液中蒸发出来的水分。

Claims (5)

1.一种利用环路热管收集太阳能用于溶液再生的装置，其特征在于：包括有环路热管、槽式太阳能集热器、溶液再生单元、溶液泵、储液桶和溶液管道，所述环路热管由冷凝段、液体管路、蒸发段、蒸汽管路组成，所述溶液再生单元由环路热管的冷凝段和空气通道组成，所述环路热管的冷凝段为“凹”字型腔，“凹”字型腔内部为热管工质通道，其一端设有工质进口，另一端设有工质出口，“凹”字型腔上面的凹槽为充当再生溶液通道的再生槽，所述再生槽的一端设有进液口，另一端设有出液口，所述空气通道位于再生槽上方并与再生槽相通，所述空气管道的一侧设有进风口，另一侧设有出风口，所述空气通道的进风口和出风口分别位于再生槽的两侧，所述蒸发段位于槽式太阳能集热器的焦线上，所述溶液再生单元、储液桶、溶液泵由溶液管道依次连接起来形成溶液流动通道。

2.根据权利要求1所述的利用环路热管收集太阳能用于溶液再生的装置，其特征在于：所述的溶液再生单元中空气可由外接风机送入空气通道，所述进风口、出风口功能可以互换，空气与溶液可以形成逆流或者顺流关系。

3.根据权利要求1所述的利用环路热管收集太阳能用于溶液再生的装置，其特征在于：所述的溶液再生单元沿着溶液流动方向有微小的向下坡度，便于再生溶液及工质液体自流至各自出口。

4.根据权利要求1所述的利用环路热管收集太阳能用于溶液再生的装置，其特征在于：所述的槽式太阳能集热器为跟踪型太阳能集热器，可根据太阳高度角调整集热器的角度；其集热面可以是抛物面型或复合抛物面型。

5.基于权利要求1所述装置的再生方法, 其特征在于：包括太阳光、环路热管中的工质、空气、溶液共四者的工作流程，具体步骤如下：太阳光到达槽式太阳能集热器后，被反射至焦线（焦带）位置；同时环路热管的蒸发段内部的工质吸收太阳光的热量后气化，并沿蒸汽管道从工质进口流入溶液再生单元内的环路热管冷凝段，到达冷凝段的工质在释放出冷凝热并加热再生溶液后液化，然后从工质出口流出冷凝段后沿液体管路向蒸发段流动，返回蒸发段后再次吸收太阳光的热量，如此循环往复进行；空气从溶液再生单元的进风口进入空气通道，从出风口流出空气通道，在流经再生槽上方时带走溶液再生时产生的水蒸气；溶液由溶液泵从储液桶中抽取送至溶液再生单元的再生槽的进液口，从进液口流至出液口过程中被工质释放出的冷凝热加热并再生，溶液从出液口流出溶液再生单元并经溶液管道流入储液桶，形成一个循环过程。