CN202993600U - 一种联合利用烟气余热与太阳能对流体进行加热的集热装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种联合利用烟气余热与太阳能对流体进行加热的集热装置，属于太阳能与热能利用技术领域。本实用新型包括真空玻璃管、金属内管、金属外管和可伐合金。金属内管置于金属外管内，金属内管与金属外管之间形成环形流道，金属外管装在真空玻璃管内，真空玻璃管顶端通过可伐合金对金属外管与真空玻璃管进行密封焊接。本实用新型将两者结合起来，使其能更迅速，更稳定地加热工质，既利用了清洁的太阳能，又有效利用了烟气余热，提高了能量的利用率。同时其结合了两者的有点，使其既具有常规太阳能集热器无法具有的稳定性，又具有真空管集热器的传热性能好、使用可靠和热损失小等特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种联合利用烟气余热与太阳能对流体进行加热的集热装置，属于太阳能与热能利用技术领域。
背景技术
太阳的辐射功率达3.8 x 1023 kW，其中，约1.08x 1014 kW辐射到地球表面。据估算，太阳在一月之内辐射到地球上的能量，可抵地球上包括石化燃料、原子能等在内的所有不可再生能源总储量的10倍之多，太阳能是真正取之不尽、用之不竭的能源。我国属太阳能资源相当丰富的国家，国土面积的2/3地区年日照时数大于2200h，单位面积太阳能辐射总量高于5016MJ/m2。开发和利用资源丰富、分布范围极广的太阳能，在给人类提供清洁能源的同时，还能达到零污染及零排放的要求，能极大地加速和促进我国节能减排目标的实现。同时在冶金行业中，各种丰富的余热资源往往得不到充分的利用，从各种冶金炉排出的高温烟气往往带走炉子供热量的20～50%，大量的带有余热的烟气被直接排放到环境中去，造成了能量的浪费。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种联合利用烟气余热与太阳能对流体进行加热的集热装置，以将太阳能与烟气余热的利用结合起来，同时解决了常规太阳能集热器启动慢，稳定性差、加热速度慢、传热性能差，寿命短等问题。
本实用新型的技术方案是：一种联合利用烟气余热与太阳能对流体进行加热的集热装置，包括真空玻璃管1、金属内管2、金属外管3和可伐合金5。金属内管2置于金属外管3内，金属内管2与金属外管3之间形成环形流道，金属外管3装在真空玻璃管1内，真空玻璃管顶端通过可伐合金5对金属外管3与真空玻璃管1进行密封焊接。
所述金属外管3外壁装有翅片4。
所述金属外管3外壁和翅片4上涂有选择性吸收涂层。
所述金属内管2的内壁和外壁可轧制出螺纹状等增大对流传热系数的形状，金属外管3内壁可轧制出螺纹状等增大对流传热系数的形状。
采用金属内管2与金属外管3搭配的结构，金属内管2走余热烟气，烟气量可以根据太阳辐射强度以及用户需要的工质被加热温度来进行调节。金属内管2与金属外管3之间形成环形流道走被加热工质，被加热工质受到余热烟气与外部太阳能双重加热。金属内管2的内壁和外壁可轧制出螺纹状等增大对流传热系数的形状，金属外管3内壁同样可轧制出螺纹状等增大对流传热系数的形状。在金属外管3外壁焊接金属翅片，同时在金属翅片及金属外管3外壁面向阳光侧涂上选择性吸收涂层。使用有着与硬玻璃相近的线膨胀系数的可伐合金5对金属外管3和真空玻璃管1进行密封焊接，并将真空玻璃管1与金属外管3之间的空间抽成真空。
本实用新型的工作原理是：太阳辐射透过真空玻璃管1，照射到金属内管2外壁和翅片4上，被选择性涂层吸收，温度上升，将热量传递给环形空间内的被加热工质。同时内管中通入带有一定温度的余热烟气，热量通过内管管壁传递给环形空间内的被加热工质，使被加热工质得到双重加热，能够更为迅速的增温。同时可以根据用户需要及太阳能辐照强度来调节余热烟气量，当正午太阳辐照强度很高时，可以减少烟气量，甚至完全使用太阳能来加热工质；而当夜晚没有太阳的时候则需要增大烟气量。
本实用新型结合了太阳能集热器与烟气余热利用装置的优点，使本集热器同时利用太阳能以及烟气余热，使其既具有常规太阳能集热器无法具有的稳定性，又具有真空管集热器的传热性能好、使用可靠和热损失小等特点。真空管减少了集热装置的热损失。选择性涂层涂在金属外管外壁及翅片上，可充分吸收太阳能，同时降低真空管玻璃的运行温度。金属内管的内壁和外壁轧制出螺纹状等形状，金属外管内壁同样可轧制出螺纹状增大了对流传热系数。使用有着与硬玻璃相近的线膨胀系数的可伐合金对金属内管和真空玻璃管进行密封焊接，并将金属外管与真空玻璃管之间的空间抽成真空，避免玻璃管与金属外管间的热膨胀差导致的应力，有效的减小了集热器的热损系数，减少了热量的对外散失。而环形空间的设置使得被加热工质能更为迅速的被加热。本实用新型由于采用上述结构设计，使其既具有常规太阳能集热器无法具有的稳定性，又具有真空管集热器的传热性能好、使用可靠和热损失小等特点。
本实用新型的有益效果是：
（1）采用金属内管与金属外管搭配的环形空间设置，使得在环形空间中流动的被加热工质能更有效的被加热，提高了升温速率；
（2）金属内管内壁及外壁，金属外管的内壁轧制出螺纹状等形状，有效增大了对流传热系数，进而增加了传热效率；
（3）真空玻璃管和金属外管之间抽成真空有效减小了热损系数，减少了热量的散失；
（4）避免了真空玻璃管与金属外管间的热膨胀差导致的应力；
（5）选择性吸收涂层涂在套管和翅片上，使得装置对太阳能辐射热量的吸收效果更好，同时可以使真空管玻璃的运行温度下降，在减少热损的同时，也延长了真空管的使用寿命；
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的剖视示意图；
图中各标号为：1：真空玻璃管，2：金属内管，3：金属外管，4：翅片，5：可伐合金。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型作进一步说明，但本实用新型的内容并不限于所述范围。
实施例1：如图1-2所示，一种联合利用烟气余热与太阳能对流体进行加热的集热装置，其特征在于：包括真空玻璃管1、金属内管2、金属外管3和可伐合金5；金属内管2置于金属外管3内，金属内管2与金属外管3之间形成环形流道，金属外管3装在真空玻璃管1内，真空玻璃管顶端通过可伐合金5对金属外管3与真空玻璃管1进行密封焊接。金属外管3外壁装有翅片4。金属外管3外壁和翅片4上涂有选择性吸收涂层。金属内管2的内壁和外壁可轧制出螺纹状，金属外管3内壁可轧制出螺纹状。
实施例2：如图1-2所示，一种联合利用烟气余热与太阳能对流体进行加热的集热装置，其特征在于：包括真空玻璃管1、金属内管2、金属外管3和可伐合金5；金属内管2置于金属外管3内，金属内管2与金属外管3之间形成环形流道，金属外管3装在真空玻璃管1内，真空玻璃管顶端通过可伐合金5对金属外管3与真空玻璃管1进行密封焊接。金属外管3外壁装有翅片4。金属外管3外壁和翅片4上涂有选择性吸收涂层。
实施例3：如图1-2所示，一种联合利用烟气余热与太阳能对流体进行加热的集热装置，其特征在于：包括真空玻璃管1、金属内管2、金属外管3和可伐合金5；金属内管2置于金属外管3内，金属内管2与金属外管3之间形成环形流道，金属外管3装在真空玻璃管1内，真空玻璃管顶端通过可伐合金5对金属外管3与真空玻璃管1进行密封焊接。金属外管3外壁装有翅片4。
实施例4：如图1-2所示，一种联合利用烟气余热与太阳能对流体进行加热的集热装置，其特征在于：包括真空玻璃管1、金属内管2、金属外管3和可伐合金5；金属内管2置于金属外管3内，金属内管2与金属外管3之间形成环形流道，金属外管3装在真空玻璃管1内，真空玻璃管顶端通过可伐合金5对金属外管3与真空玻璃管1进行密封焊接。
Claims (4)
1.一种联合利用烟气余热与太阳能对流体进行加热的集热装置，其特征在于：包括真空玻璃管（1）、金属内管（2）、金属外管（3）和可伐合金（5）；金属内管（2）置于金属外管（3）内，金属内管（2）与金属外管（3）之间形成环形流道，金属外管（3）装在真空玻璃管（1）内，真空玻璃管顶端通过可伐合金（5）对金属外管（3）与真空玻璃管（1）进行密封焊接。
2.根据权利要求1所述的联合利用烟气余热与太阳能对流体进行加热的集热装置，其特征在于：所述金属外管（3）外壁装有翅片（4）。
3.根据权利要求2所述的联合利用烟气余热与太阳能对流体进行加热的集热装置，其特征在于：所述金属外管（3）外壁和翅片（4）上涂有选择性吸收涂层。
4.根据权利要求1所述的联合利用烟气余热与太阳能对流体进行加热的集热装置，其特征在于：所述金属内管（2）的内壁和外壁可轧制出螺纹状等增大对流传热系数的形状，金属外管（3）内壁可轧制出螺纹状等增大对流传热系数的形状。
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