CN115013988B - 一种吸热管及太阳能吸热器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种吸热管及太阳能吸热器,该吸热管包括外管以及双层板,外管透明并在内部形成一容纳腔,以供阳光穿透外管射入容纳腔内;双层板包括内置于容纳腔并与外管固定连接的上板和下板,上板和下板间隔布置并将容纳腔分隔成吸热腔以及气流腔,上板形成有连通吸热腔和气流腔的透气孔,外管形成有连通吸热腔的进料口、出料口、出气口以及连通气流腔的进气口。该太阳能吸热器包括吸热管。与现有技术相比,本发明提供的吸热管可以通过进气口向气流腔内通气,气流从透气孔进入到加热腔内,在吸热颗粒下落过程中形成气流阻碍,减缓吸热颗粒的下落速度,延长吸热颗粒在吸热管内停留的时间以被加热到更高的温度,从而提高整个太阳能吸热器的热效率。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能发电技术领域,尤其涉及一种吸热管及太阳能吸热器。
背景技术
由于石油、天然气等化石能源的日益枯竭、价格飞涨,传统热力发电逐步丧失其原有的地位,太阳能热发电技术作为一种安全、环保的发电方式,越来越受到重视。
吸热管是太阳能热发电中实现光热转化的管件部件,吸热管的热性能将直接影响到太阳能集热系统的热效率,从而影响到太阳能热发电站的发电量。
现有的吸热管如CN105135716A公开的一种带有内插件的管式固体颗粒太阳能吸热器,吸热颗粒在吸热管内受到重力下落,在此过程中被太阳光加热。显然减缓吸热颗粒的下落速度,延长吸热颗粒在吸热管内停留的时间,就能使吸热颗粒被加热至更高的温度,从而提高热效率。
发明内容
有鉴于此,有必要提供一种吸热管及太阳能吸热器,用以解决现有技术中吸热颗粒下落速度太快导致太阳能集热系统热效率不够高的技术问题。
本发明提供一种吸热管,该吸热管包括:外管以及双层板,外管透明并在内部形成一容纳腔,以供阳光穿透外管射入容纳腔内;双层板包括内置于容纳腔并与外管固定连接的上板和下板,上板和下板间隔布置并将容纳腔分隔成位于上板上表面和下板下表面之间的吸热腔以及位于上板下表面和下板上表面之间的气流腔,上板形成有连通吸热腔和气流腔的透气孔,外管形成有连通吸热腔的进料口、出料口、出气口以及连通气流腔的进气口。
进一步的,还包括与透气孔一一对应设置的导流体,导流体具有一气体流道,气体流道的进气端连通透气孔,其出气端向上指向上板上表面的切线方向。
进一步的,进料口和出气口连通吸热腔的上部,出料口连通吸热腔的下部,外管形成有多个进气口连通气流腔高度不同的多个区域。
进一步的,上板和下板为同轴布置的螺旋板。
本发明提供一种太阳能吸热器,该太阳能吸热器包括:吸热管。
进一步的,还包括循环气泵、进气管以及出气管,循环气泵的出气端通过进气管连通进气口,循环气泵的进气端通过出气管连通出气口。
进一步的,还包括设置于出气管上的空气过滤装置供以过滤空气。
进一步的,还包括套设于进气管和出气管外的保温层。
进一步的,进料储存罐、出料储存罐以及换热器,进料储存罐连通进料口供以向吸热腔输送吸热颗粒,出料储存罐通过换热器连通出料口,供以收集经过吸热腔吸热和换热器换热后的吸热颗粒。
进一步的,还包括连接出料储存罐和进料储存罐的转运装置,供以将出料储存罐内的吸热颗粒转运至进料储存罐内。
与现有技术相比,本发明提供的吸热管可以通过进气口向气流腔内通气,气流从透气孔进入到加热腔内,在吸热颗粒下落过程中形成气流阻碍,减缓吸热颗粒的下落速度,延长吸热颗粒在吸热管内停留的时间以被加热到更高的温度;
本发明提供的太阳能吸热器的吸热管能够将吸热颗粒加热至更高的温度,从而提高整个太阳能吸热器的热效率。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如下。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1为本发明提供的吸热管第一实施例的结构示意图;
图2为图1中双层板的局部放大图;
图3为本发明提供的太阳能吸热器第二实施例的布置示意图。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例,其中,附图构成本申请一部分,并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理,并非用于限定本发明的范围。
请参见图1,本吸热管1包括外管11以及双层板12,外管11采用透明材质制作并且内部形成有一容纳腔,阳光可以穿透外管11摄入到容纳腔内加热容纳腔内的吸热颗粒。双层板12包括上板121和下板122,上板121和下板122均内置于容纳腔内并且与外管11固定连接,上板121位于下板122的上方并且与下板122之间形成间隔。上板121和下板122将容纳腔分隔成气流腔13和吸热腔14两部分,其中气流腔13位于下板122上表面和上板121下表面之间的区域,吸热腔14位于下板122下表面和上板上表面121之间的区域,即容纳腔除开气流腔13剩余部分均为吸热腔14。上板121形成有连通吸热腔14和气流腔13的透气孔。外管11形成有连通气流腔13的进气口15以及连通吸热腔14的出气口16、进料口17、出料口18。
吸热颗粒从进料口17进去到吸热腔14内,在重力的作用下沿上板121向出料口18运动。通过进气口15向气流腔13内通气,气流穿过透气孔进入到吸热腔14内,在吸热颗粒下落过程中形成气流阻碍,减缓吸热颗粒的下落速度,就能延长吸热颗粒在吸热管1内停留的时间,以使吸热颗粒被加热到更高的温度。
请参见图2,在本实施例中,上板121上还固定设置有导流体2,导流体2内部形成有一个气体流道。导流体2与透气孔一一对应,气体流道的进气端连通透气孔,出气端向上指向上板121上表面的切线方向。穿过透气孔的气流经过导流体2的导向作用,沿上板121上表面切线方向向上喷出,正好与吸热颗粒沿上板121向下滚动的方向相反,从而加强了对吸热颗粒的减速效果,进一步延长了吸热颗粒在吸热管1内停留时间。
在本实施例中,进料口17和出气口16连通吸热腔14的上部,出料口18和进气口15连通吸热腔14的下部。
容易理解的,气流流速越大,对吸热颗粒的减速效果越好,而气流流速的大小由气流腔13和吸热腔14之间的压强差决定。显然当上板121上形成多个透气孔时,越靠近进气口15的透气孔两侧的压强差越大,越靠近出气口16的透气孔两侧的压强差越小。因此在优选实施例中,外管11形成有多个进气口15连通气流腔13高度不同的多个区域,以维持气流腔13不同区域的压强,确保各个导流体2喷出的气流的流速不会过于衰减。
在优选实施例中,上板121和下板122为同轴布置的螺旋板,吸热颗粒可以沿着上板121螺旋向下滚动或滑动。
请参见图3,在第二实施例中本发明提供一种太阳能吸热器,该太阳能吸热器包括上述的吸热管1。吸热管1利用气流对吸热颗粒减速,延长吸热颗粒的加热时间,从而使吸热颗粒被加热到更高温度,从而提高太阳能吸热器的整体热效率。
在本实施例中,太阳能吸热器还包括循环气泵3、进气管4以及出气管5,循环气泵3的出气端通过进气管4连通进气口15,若有多个进气口15,进气管4就同时连通各个进气口15。循环气泵3的进气端通过出气管5连通出气口16。从而形成一个回路,循环气泵3驱动空气在该回路中不断流动。
在优选实施例中,出气管5上还设置有空气过滤装置来过滤空气,如可以设置金属过滤网61和空气过滤器62,拦阻粉尘避免粉尘损坏循环气泵3。
容易理解的,阳光在加热吸热颗粒时也会加热吸热管1内的空气。因此在优选实施例中,还可以在进气管4和出气管5上套设保温层,来减少回路中高温空气在通过进气管4和出气管5时的热量散失,以提高太阳能吸热器整体的热效率。同时在吸热管1内充斥高温空气,可以形成一种高温环境,加速低温的吸热颗粒的升温,减缓高温的吸热颗粒的降温。
在本实施例中,太阳能吸热器还包括进料储存罐7、换热器8以及出料储存罐9。进料储存罐7连通进料口17用于向吸热腔14输送吸热颗粒,优选地,可以将进料储存罐7布置于吸热管1的上方,并通过管道连通进料口17,管道上设置阀门以控制管道的开闭。当需要向吸热管1内添加吸热颗粒时,就开启阀门,进料储存罐7内的吸热颗粒就在重力的作用下通过管道落入到吸热管1内。
出料储存罐9通过换热器8连通出料口18,类似的,可以将出料储存罐9和换热器8布置于吸热管的下方,并通过管道连通出料口18,管道上同样设置阀门以控制管道的开闭。吸热颗粒在吸热管1内被加热到高温后掉落到换热器8内进行热交换,释放热能用以发电或取暖。热交换完成后开启阀门使吸热颗粒掉落到出料储存罐9内储存起来。
为了连续生产,需要将出料储存罐9内的吸热颗粒转移到进料储存罐7内,这一过程可以用人工完成,也可以采用机械完成。在优选实施例中,还设置有连接出料储存罐9和进料储存罐7的转运装置10,用于将出料储存罐9内的吸热颗粒转运至进料储存罐7内。转运装置10为提升装置,如倾斜布置的传送带、提升机等。
进料储存罐7的吸热颗粒进入到吸热管1内被阳光加热至高温状态,然后进入到换热器8内换热用于发电或取暖,降温成低温状态,进入到出料储存罐9内,经过转运装置10转移至进料储存罐7内用于再次使用。
本发明提供的吸热管可以通过进气口向气流腔内通气,气流从透气孔进入到加热腔内,在吸热颗粒下落过程中形成气流阻碍,减缓吸热颗粒的下落速度,延长吸热颗粒在吸热管内停留的时间以被加热到更高的温度;本发明提供的太阳能吸热器的吸热管能够将吸热颗粒加热至更高的温度,从而提高整个太阳能吸热器的热效率。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种吸热管,其特征在于,其包括:外管以及双层板,所述外管透明并在内部形成一容纳腔,以供阳光穿透所述外管射入所述容纳腔内;所述双层板包括内置于所述容纳腔并与所述外管固定连接的上板和下板,所述上板和所述下板为同轴布置的螺旋板,所述上板和所述下板间隔布置并将所述容纳腔分隔成位于所述上板上表面和所述下板下表面之间的吸热腔以及位于所述上板下表面和所述下板上表面之间的气流腔,所述上板形成有连通所述吸热腔和所述气流腔的透气孔,所述外管形成有连通所述吸热腔的进料口、出料口、出气口以及连通所述气流腔的进气口,所述进料口和所述出气口连通所述吸热腔的上部,所述出料口连通所述吸热腔的下部,所述外管形成有多个进气口连通所述气流腔高度不同的多个区域;还包括与所述透气孔一一对应设置的导流体,所述导流体具有一气体流道,所述气体流道的进气端连通所述透气孔,其出气端向上指向所述上板上表面的切线方向。
2.一种太阳能吸热器,其特征在于,其包括权利要求1所述的吸热管。
3.根据权利要求2所述的太阳能吸热器,其特征在于,还包括循环气泵、进气管以及出气管,所述循环气泵的出气端通过所述进气管连通所述进气口,所述循环气泵的进气端通过所述出气管连通所述出气口。
4.根据权利要求3所述的太阳能吸热器,其特征在于,还包括设置于所述出气管上的空气过滤装置供以过滤空气。
5.根据权利要求3所述的太阳能吸热器,其特征在于,还包括套设于所述进气管和所述出气管外的保温层。
6.根据权利要求2所述的太阳能吸热器,其特征在于,还包括进料储存罐、出料储存罐以及换热器,所述进料储存罐连通所述进料口供以向所述吸热腔输送吸热颗粒,所述出料储存罐通过所述换热器连通所述出料口,供以收集经过所述吸热腔吸热和所述换热器换热后的所述吸热颗粒。
7.根据权利要求6所述的太阳能吸热器,其特征在于,还包括连接所述出料储存罐和所述进料储存罐的转运装置,供以将所述出料储存罐内的吸热颗粒转运至所述进料储存罐内。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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