CN112682967A - 柱面水透镜与空心集热管一体的集热装置及其集热方法 - Google Patents

柱面水透镜与空心集热管一体的集热装置及其集热方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112682967A
CN112682967A CN202011551098.1A CN202011551098A CN112682967A CN 112682967 A CN112682967 A CN 112682967A CN 202011551098 A CN202011551098 A CN 202011551098A CN 112682967 A CN112682967 A CN 112682967A
Authority
CN
China
Prior art keywords
heat collecting
cylindrical water
collecting tube
hollow heat
water lens
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
CN202011551098.1A
Other languages
English (en)
Inventor
朱建文
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.)
QINGDAO GAOYUAN THERMAL ENERGY POWER EQUIPMENT CO Ltd
Original Assignee
QINGDAO GAOYUAN THERMAL ENERGY POWER EQUIPMENT 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 QINGDAO GAOYUAN THERMAL ENERGY POWER EQUIPMENT CO Ltd filed Critical QINGDAO GAOYUAN THERMAL ENERGY POWER EQUIPMENT CO Ltd
Priority to CN202011551098.1A priority Critical patent/CN112682967A/zh
Publication of CN112682967A publication Critical patent/CN112682967A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/44—Heat exchange systems
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/47—Mountings or tracking

Abstract

本发明涉及一柱面水透镜与空心集热管一体的集热装置及其集热方法，包括柱面水透镜(1)，用于将太阳光聚焦集中照射于空心集热管(3)空心集热管，用于接收柱面水透镜聚焦传递的光能，加热介质；支架(2)，用于调整空心集热管(3)和柱面水透镜(1)的偏转角度，以使太阳始终处于柱面水透镜中分面(11)上，也可调整空心集热管的倾斜角。本发明的优点是：人类解决能源环境问题的出路在太阳能，本发明在充分利用了太阳能方面进行了结构改进和创新，将光能高效的转化成热能，可用于发电或其他应用，其与反射式集热相比较的优势在于生产成本低，集热效率高，适于大面积推广。

Description

柱面水透镜与空心集热管一体的集热装置及其集热方法
技术领域
本发明涉及一种柱面水透镜与空心集热管一体的集热装置及其集热方法，涉及太阳能利用领域。
背景技术
发展清洁能源是人类面临的紧迫任务，目前太阳能利用的主要利用途径是光伏电池，其制造成本高，制造过程中消耗大量产能，造成严重环境污染，因其使用寿命短，故经济效益差；其次是蒸汽发电，目前采用的槽式反射聚光加热技术(如图1所示)，其主要缺点是造价高，效率低，无法大面积推广。
发明内容
为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种柱面水透镜与空心集热管一体的集热装置及其集热方法，本发明的技术方案是：
集柱面水透镜与空心集热管一体的集热装置，包括柱面水透镜(1)，将太阳光聚焦集中照射于集热管的凹槽口处；
空心集热管(3)，依据黑体高吸收率的原理接收柱面水透镜传递的光能，同时转化成热能，并将冷介质加热后形成热介质；
支架(2)，用于调整空心集热管(3)和柱面水透镜(1)的偏转角度，以使太阳始终处于柱面水透镜中分面(11)上，也可调整空心集热管的倾斜角。
所述的柱面水透镜(1)为一拱形壳体，该拱形壳体的内部形成腔体，所述拱形壳体的外部设置有与腔体连通的注水口(4)。
所述的拱形壳体采用透明的塑料等材质制作而成。
所述的空心集热管(3)安装在支架(2)中部，该空心集热管(3)的凹槽口与柱面水透镜的聚光焦线重合。该空心集热管(3)的一端位于支架一侧的外部形成冷介质入口，另一端位于支架另一侧的外部形成热介质出口。
所述的空心集热管(3)为双层套管，该双层套管包括外套管以及与外套管焊接在一起的内套管，该内套管位于外套管的内部，与所述的外套管偏心设置，该外套管和内套管的上部设置有与外界连通的凹槽口，该外套管和外套管之前形成可流动介质的空间。
所述的柱面水透镜(1)安装在所述支架(2)的上部。
所述支架(2)的下部安装有升降机构，该升降机构使得支架进行偏转。
所述的升降机构包括均衡的安装支架(2)底部的至少四个升降支腿，其中，前部的两个升降支腿进行同步升降或后部的两个升降支腿进行同步升降，可调节迎光角，左侧两个支腿同步升降或右侧两个支腿同步升降调整柱面水透镜和空心集热管的倾角。
一种集柱面水透镜与空心集热管一体的集热装置的集热方法，包括以下步骤：
(1)太阳光经过柱面水透镜，光线经水的折射作用聚焦成一线后进入空心集热管凹槽口，进入的柱面水透镜聚焦的光在空心集热管内经多次反射吸收，从而实现光的高效吸收(此为黑体高吸收率原理)；
(2)冷介质经过空心集热管后吸收热量，形成热介质流出空心集热管；
(3)支架用于调整空心集热管和柱面水透镜的偏转角度，以使太阳始终处于柱面水透镜中分面(11)上，同时调整空心集热管的倾斜角度。
本发明的优点是：人类解决能源环境问题的出路在太阳能，本发明充分利用了太阳能进行了结构改进和创新，受热的介质可用于发电或其他应用，与反射式集热相比较的优点在于生产成本低，集热效率高，适于大面积推广。
附图说明
图1是现有技术的主体结构示意图。
图2是本发明的主体结构示意图。
图3是本发明柱面水透镜中分面与太阳位置关系示意图。
图4是本发明空心集热管的结构示意图。
图5本发明的集热原理示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
参见图2至图5，本发明涉及一种集柱面水透镜与空心集热管一体的集热装置，包括柱面水透镜1，将太阳光聚焦集中照射于集热管；空心集热管3，用于接收柱面水透镜传递的光能，并转化成热能，并将冷介质加热后形成热介质；支架2，用于调整空心集热管3和柱面水透镜1的偏转角度，以使太阳始终处于柱面水透镜中分面11上，也可调整空心集热管的倾斜角。
所述的柱面水透镜1为一拱形壳体，该拱形壳体的内部形成腔体，所述拱形壳体的外部设置有与腔体连通的注水口4，该腔体用于盛放水。
所述的拱形壳体采用透明的塑料材质制作而成，用于吸收热量。
所述的空心集热管3安装在支架2中部，该空心集热管3的中心线与柱面水透镜的聚光焦线重合，该空心集热管3的一端位于支架一侧的外部形成冷介质入口，另一端位于支架另一侧的外部形成热介质出口。
所述的空心集热管3为双层套管，该双层套管包括外套管以及与外套管焊接在一起的内套管，该内套管位于外套管的内部，与所述的外套管偏心设置，该外套管和内套管的上部设置有与外界连通的凹槽口，该外套管和外套管之前形成可流动介质的空间。
所述的柱面水透镜1安装在所述支架2的上部。
所述支架2的下部安装有升降机构，该升降机构可使得支架进行偏转。
所述的升降机构包括均衡的安装支架2底部的至少四个升降支腿，其中，前部的两个升降支腿进行同步升降或后部的两个升降支腿进行同步升降，可调节迎光角；左侧两个支腿同步升降或右侧两个支腿同步升降调整柱面水透镜和空心集热管的倾角。
一种集柱面水透镜与空心集热管一体的集热装置的集热方法，包括以下步骤：
(1)太阳光经过柱面水透镜，光线经水的折射作用聚焦成一线后进入空心集热管凹槽口，进入的柱面水透镜的光在空心集热管内经多次反射吸收，从而实现光的高效吸收(此为黑体高吸收率原理)；
(2)冷介质经过空心集热管后吸收热量，形成热介质流出空心集热管；
(3)支架用于调整空心集热管和柱面水透镜的偏转角度，以使太阳始终处于柱面水透镜中分面(11)上，同时调整空心集热管的倾斜角度。
太阳光透过柱面水透镜发生折射，并聚焦于空心集热管凹槽口上，空心集热管吸取光能，光进入空心集热管后能够加热空心集热管内流动的介质，使介质温度升高，甚至使其汽化。受热的介质可用于发电或其他应用。
支架不仅可以用来支撑柱面水透镜体和空心集热管，还可以用来调整柱面水透镜的受光角度，调整的原则是保证从早晨到傍晚，太阳总处于柱面水透镜的中分面上(如图3)。这样就用不着连续不断的进行跟踪调整，而是根据季节变化定期调整即可。

Claims (9)

1.柱面水透镜与空心集热管一体的集热装置，其特征在于，包括柱面水透镜(1)，将太阳光聚焦集中照射于集热管凹槽口；
空心集热管(3)，用于接收柱面水透镜传递的光能，转化成热能，并将冷介质加热后形成热介质；
支架(2)，用于调整空心集热管(3)和柱面水透镜(1)的偏转角度，以使太阳始终处于柱面水透镜中分面(11)上，也可调整空心集热管的倾斜角。
2.根据权利要求1所述的集柱面水透镜与空心集热管一体的集热装置，其特征在于，
所述的柱面水透镜(1)为一拱形壳体，该拱形壳体的内部形成腔体，所述拱形壳体的外部设置有与腔体连通的注水口(4)。
3.根据权利要求2所述的集柱面水透镜与空心集热管一体的集热装置，其特征在于，所述的拱形壳体采用透明的塑料等材质制作而成。
4.根据权利要求2或3所述的集柱面水透镜与空心集热管一体的集热装置，其特征在于，所述的空心集热管(3)安装在支架(2)中部，该空心集热管(3)的凹槽口与柱面水透镜的聚光焦线重合，该空心集热管(3)的一端位于支架一侧的外部形成冷介质入口，另一端位于支架另一侧的外部形成热介质出口。
5.根据权利要求4所述的集柱面水透镜与空心集热管一体的集热装置，其特征在于，所述的空心集热管(3)为双层套管，该双层套管包括外套管以及与外套管焊接在一起的内套管，该内套管位于外套管的内部，与所述的外套管偏心设置，该外套管和内套管的上部设置有与外界连通的凹槽口，该外套管和外套管之前形成可流动介质的空间。
6.根据权利要求1所述的集柱面水透镜与空心集热管一体的集热装置，其特征在于，所述的柱面水透镜(1)安装在所述支架(2)的上部。
7.根据权利要求1所述的集柱面水透镜与空心集热管一体的集热装置，其特征在于，所述支架(2)的下部安装有升降机构，该升降机构使得支架进行偏转。
8.根据权利要求7所述的集柱面水透镜与空心集热管一体的集热装置，其特征在于，所述的升降机构包括均衡的安装支架(2)底部的至少四个升降支腿，其中，前部的两个升降支腿进行同步升降或后部的两个升降支腿进行同步升降，可调节迎光角，左侧两个支腿同步升降或右侧两个支腿同步升降调整柱面水透镜和空心集热管的倾角。
9.一种基于权利要求1至8任意一项所述集柱面水透镜与空心集热管一体的集热装置的集热方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)太阳光经过柱面水透镜，光线经水的折射作用聚焦成一线后进入空心集热管凹槽口，进入的柱面水透镜的光在空心集热管内经多次反射吸收，从而实现光的高效吸收；
(2)冷介质经过空心集热管后吸收热量，形成热介质流出空心集热管；
(3)支架用于调整空心集热管和柱面水透镜的偏转角度，以使太阳始终处于柱面水透镜中分面(11)上，同时调整空心集热管的倾斜角度。
CN202011551098.1A 2020-12-24 2020-12-24 柱面水透镜与空心集热管一体的集热装置及其集热方法 Pending CN112682967A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011551098.1A CN112682967A (zh) 2020-12-24 2020-12-24 柱面水透镜与空心集热管一体的集热装置及其集热方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011551098.1A CN112682967A (zh) 2020-12-24 2020-12-24 柱面水透镜与空心集热管一体的集热装置及其集热方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112682967A true CN112682967A (zh) 2021-04-20

Family

ID=75452597

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011551098.1A Pending CN112682967A (zh) 2020-12-24 2020-12-24 柱面水透镜与空心集热管一体的集热装置及其集热方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112682967A (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080041441A1 (en) * 2006-06-29 2008-02-21 Zalman Schwartzman solar concentrator device for photovoltaic energy generation
CN204165245U (zh) * 2014-08-28 2015-02-18 北京金阳科创太阳能技术有限公司 一种真空管式太阳灶
CN105600856A (zh) * 2016-03-16 2016-05-25 绍兴文理学院 一种透镜水槽式太阳能海水淡化装置
CN107576079A (zh) * 2016-06-30 2018-01-12 北京旭日晶旸太阳能科技有限公司 一种聚光太阳能集热管
CN207350889U (zh) * 2017-07-03 2018-05-11 苏跃进 透镜式太阳能发电集热装置及太阳能发电集热系统
CN210569292U (zh) * 2019-10-15 2020-05-19 广东圣普诺新能源科技有限公司 一种超导换热装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080041441A1 (en) * 2006-06-29 2008-02-21 Zalman Schwartzman solar concentrator device for photovoltaic energy generation
CN204165245U (zh) * 2014-08-28 2015-02-18 北京金阳科创太阳能技术有限公司 一种真空管式太阳灶
CN105600856A (zh) * 2016-03-16 2016-05-25 绍兴文理学院 一种透镜水槽式太阳能海水淡化装置
CN107576079A (zh) * 2016-06-30 2018-01-12 北京旭日晶旸太阳能科技有限公司 一种聚光太阳能集热管
CN207350889U (zh) * 2017-07-03 2018-05-11 苏跃进 透镜式太阳能发电集热装置及太阳能发电集热系统
CN210569292U (zh) * 2019-10-15 2020-05-19 广东圣普诺新能源科技有限公司 一种超导换热装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1908549B (zh) 热管式球面碟式太阳能聚光集热系统
CN102620442B (zh) 基于槽式抛物面反射镜和人工黑体的太阳能集热器
CN201059795Y (zh) 中高温聚光型太阳能集热系统
CN201259343Y (zh) 多曲面复合线聚焦槽式太阳能中高温集热储热系统
CN201983476U (zh) 一种线聚焦菲涅尔透镜的太阳能集热器
CN104456980B (zh) 一种二次聚光反射‑透射型抛物槽式太阳能集热器
CN101655287A (zh) 多段圆弧聚光器
CN104849844A (zh) 碟式菲涅尔反射聚光方法及其装置
CN104406312A (zh) 一种透射-反射线性聚光集热器
CN2469380Y (zh) 聚光式太阳能集热器
CN204610160U (zh) 一种聚光透镜发电系统
CN101280967A (zh) 免跟踪球透镜阵列集热系统
CN115468320A (zh) 一种新型点聚焦光热系统
CN114094915B (zh) 一种储能型高温光伏光热一体化发电系统及方法
CN202928124U (zh) 一种吸收器固定式菲涅耳透镜太阳能线聚光装置
CN111271882A (zh) 高寿命光谱分光、聚光一体式光伏热模块、系统、方法
CN201479052U (zh) 跟踪聚光太阳能的光电光热联合产生装置
CN110375441A (zh) 太阳能聚光集热系统
CN1996738A (zh) 一种高性能太阳能装置
CN112682967A (zh) 柱面水透镜与空心集热管一体的集热装置及其集热方法
KR101091249B1 (ko) 태양광 집광장치
CN107328114A (zh) 一种利用可调式曲面反光板的太阳能集热装置
CN208720532U (zh) 太阳能聚光集热系统
KR102358978B1 (ko) 집광형 태양전지가 결합된 ptc형 태양열 시스템
CN102842631A (zh) 太阳能聚光电热联供模组

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
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210420

RJ01 Rejection of invention patent application after publication