CN204787327U - 一种集流通换热管道一体化的三角形太阳能腔体吸收器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集流通换热管道一体化的三角形太阳能腔体吸收器，包括外壳体、内壳体以及填充在外壳体与内壳体之间的保温层，所述内壳体为倒置的V形板框，V形板框与外壳体相焊接，V形板框所围的空间构成腔体吸收器的吸收腔，所述吸收腔的截面为正立的等腰三角形，所述V形板框中贯通设有多个圆形的流通换热管道，所述的流通换热管道与V形板框为铝型材一体拉制成型的整体结构，流通换热管道的两端中任意一端供工质流入，另一端供工质流出。该吸收器中的集流通换热管道与内壳体通过铝型材料拉制而成，使得集流通换热管道吸热器一体化，形成高效传热的几何结构，并且质量轻、承压能力强、传热性能好且运行成本较低。

Description

一种集流通换热管道一体化的三角形太阳能腔体吸收器

技术领域

本实用新型涉及太阳能光热吸收设备，具体是指一种集流通换热管道一体化的三角形太阳能腔体吸收器。

背景技术

太阳能在地球上分布广泛，取之不尽，用之不竭，是重要的清洁能源，利用价值与潜力非常大，经过近些年来太阳能利用的快速发展，目前对太阳能的热利用已经进入了中高温领域。而吸收器作为将太阳辐射转换为热的关键部件，对整个太阳能热利用系统的效率和稳定运行，特别是对于中高温领域，起着至关重要的作用。

现有的顶角为60℃的三角形方管型和管束型腔体吸收器，虽然优化了其吸收太阳能辐射的几何光学效率，但是还是有不足：由于方管的管壁很薄，当系统运行压力较大时，方管很容易损坏导致集热器的热效率降低；采用管束架构虽然提高了其的承压能力，但是也使得吸收器的重量增加，不利于安装和稳定运行，而且系统的运行成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种集流通换热管道一体化的三角形太阳能腔体吸收器，该吸收器中的集流通换热管道与内壳体通过铝型材料拉制而成，使得集流通换热管道吸热器一体化，形成高效传热的几何结构，并且质量轻、承压能力强、传热性能好且运行成本较低。

本实用新型的上述目的通过如下的技术方案来实现的：一种集流通换热管道一体化的三角形太阳能腔体吸收器，包括外壳体、内壳体以及填充在外壳体与内壳体之间的保温层，其特征在于：所述内壳体为倒置的V形板框，V形板框与外壳体相焊接，V形板框所围的空间构成腔体吸收器的吸收腔，所述吸收腔的截面为正立的等腰三角形，所述V形板框中贯通设有多个圆形的流通换热管道，所述的流通换热管道与V形板框为铝型材一体拉制成型的整体结构，流通换热管道的两端中任意一端供工质流入，另一端供工质流出。

本实用新型吸收器在工作过程中，集热工质从腔体的任一侧流入，工作流体可以从任一端流进，与吸收器吸收表面收集的由菲涅尔反射镜反射的太阳辐射热量进行对流换热之后，再从另一端流出，由此完成对太阳能光热的吸收。

本实用新型吸收器用来吸收经过线性菲涅尔反射镜反射所聚集的太阳能，与其他类型的吸收其相比，具有更高的光学效率；与方管的三角形腔体吸收器相比，此改进的与流通换热管道一体化的三角形太阳能腔体吸收器承压能力强、传热性能好，系统运行稳定；与管束结构的三角形腔体吸收器相比，此改进的与流通换热管道一体化的三角形太阳能腔体吸收器由铝型材拉制而成，故其质量轻,便于安装而且运行成本相对较低。

本实用新型中，所述腔体吸收器在位于吸收腔下部开口的光线射入处还安装有玻璃面盖。

本实用新型中，所述外壳体的材质为镀锌铁皮。

本实用新型中，所述保温层的材质为岩棉或矿渣棉或玻璃棉。

本实用新型中，所述等腰三角形的顶角为60°。

本实用新型中，所述的V形板框由两片板框组成，两片板框对称设置，每片板框上均等间距设有五个流通换热管道。

与现有技术相比，本实用新型具有如下显著效果：

1.本实用新型采用菲涅尔线性聚焦的形式作为太阳能聚光的与流通换热管道一体化的三角形腔体吸收器，其顶角为60℃，经过模拟计算和实验验证，具有更优的几何结构参数和更高的光学效率。

2.本实用新型采用菲涅尔线性聚焦的形式作为太阳能聚光的与流通换热管道一体化的三角形腔体吸收器，聚光比高，集热温度高，成本较低，有利于太阳能在中高温领域广泛高效的利用。

3.本实用新型在原有的方管型和管束型的三角形腔体吸收器的基础之上，经过改进，此类流通换热管道和吸热器一体化的三角形太阳能腔体吸收器由铝型材拉制而成，使其承压能力强、传热性能好、质量轻而且运行稳定。

4.本实用新型吸收器下部的开口处装有高透过率的玻璃面盖，在不影响太阳光线透过的前提下，有效的降低了吸收器工作过程中的对流换热损失和热辐射长波损失，提高吸收器的集热效率。

5.本实用新型吸收器的内部表面涂覆有选择性吸收涂层，增加了吸热器对于表面投射太阳能辐射的吸收。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细说明。

图1是本实用新型吸收器的使用状态示意图；

图2是本实用新型吸收器的整体结构示意图。

附图标记说明：

1、外壳体；2、内壳体；3、保温层；4、玻璃面盖；5、吸收腔；

6、流通换热管道；7、反射镜

具体实施方式

如图1、图2所示的一种集流通换热管道一体化的三角形太阳能腔体吸收器，包括外壳体1、内壳体2以及填充在外壳体1与内壳体2之间的保温层3，外壳体1的材质为镀锌铁皮，保温层3的材质为岩棉，也可以采用矿渣棉或玻璃棉，内壳体2为倒置的V形板框，V形板框与外壳体1相焊接，外壳体1与内壳体2构成整个吸收器的骨架，V形板框所围的空间构成腔体吸收器的吸收腔5，吸收腔5的截面为正立的等边三角形，吸收器在位于吸收腔5下部开口的光线射入处还安装有玻璃面盖4。

V形板框中贯通设有十个圆形的流通换热管道6，流通换热管道6与V形板框为铝型材一体拉制成型的整体结构，流通换热管道6的两端中任意一端供工质流入，另一端供工质流出。该V形板框由两片板框组成，两片板框对称设置，每片板框上均等间距设有五个流通换热管道6。

作为本实施例的变换，V形板框中贯通设置的流通换热管道6为多个圆管，多个圆管呈等间距状分布。

作为本实施例的变换，吸收腔5的截面也可以选用正立的等腰三角形，等腰三角形的顶角可以在60°至120°范围内取值。

该吸收器中的流通换热管道6与内壳体2通过铝型材料一体拉制而成，即内壳体2与流通换热管道6是一体化的整体结构，形成高效传热的几何结构，相对于现有的方管型和管束型腔体吸收器，该吸收器质量轻、承压能力强、传热性能好且运行成本较低。

本实施例的吸收器在工作过程中，集热工质从腔体的任一侧流入，与吸收器吸收表面收集的由线性菲涅尔反射镜5反射的太阳辐射热量进行对流换热之后，再从另一侧流出，完成太阳能光热的吸收。此外，在吸收器下部光线进入的开口处装有高透过率的玻璃面盖4，降低吸收器与外界环境的对流换热损失。

在实际的工作过程中，太阳光线经过菲涅尔镜场反射后，通过玻璃面盖4进入吸收器，照射在流通换热管道和吸热器一体化的三角形吸收腔5的两个内表面上，用以加热其中流动的工质；与此同时，集热工质可以从流通换热管道和吸热器一体化的三角形吸收腔5中的管道两侧流入流出，完成太阳能光热的吸收。

本实施例充分考虑了吸收器在吸热过程中的性能，通过在顶角为60℃的流通换热管道和吸热器一体化的三角形吸收腔5内表面涂覆选择性吸收涂层，以增加其内表面对太阳能辐射的吸收；在其下部光线进口处装有玻璃面盖4隔断了吸收器内与外面的空气流动，减少了吸收器的对流换热损失，同时还可以反射温度较高的三角形腔体所发出的长波辐射，减少辐射热损失。

本实用新型的上述实施例并不是对本实用新型保护范围的限定，本实用新型的实施方式不限于此，凡此种种根据本实用新型的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，对本实用新型上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种集流通换热管道一体化的三角形太阳能腔体吸收器，包括外壳体、内壳体以及填充在外壳体与内壳体之间的保温层，其特征在于：所述内壳体为倒置的V形板框，V形板框与外壳体相焊接，V形板框所围的空间构成腔体吸收器的吸收腔，所述吸收腔的截面为正立的等腰三角形，所述V形板框中贯通设有多个圆形的流通换热管道，所述的流通换热管道与V形板框为铝型材一体拉制成型的整体结构，流通换热管道的两端中任意一端供工质流入，另一端供工质流出。

2.根据权利要求1所述的集流通换热管道一体化的三角形太阳能腔体吸收器，其特征在于：所述腔体吸收器在位于吸收腔下部开口的光线射入处还安装有玻璃面盖。

3.根据权利要求2所述的集流通换热管道一体化的三角形太阳能腔体吸收器，其特征在于：所述外壳体的材质为镀锌铁皮。

4.根据权利要求2所述的集流通换热管道一体化的三角形太阳能腔体吸收器，其特征在于：所述保温层的材质为岩棉或矿渣棉或玻璃棉。

5.根据权利要求2所述的集流通换热管道一体化的三角形太阳能腔体吸收器，其特征在于：所述等腰三角形的顶角为60°。

6.根据权利要求2所述的集流通换热管道一体化的三角形太阳能腔体吸收器，其特征在于：所述的V形板框由两片板框组成，两片板框对称设置，每片板框上均等间距设有五个流通换热管道。