PL240831B1 - Receiver of the high temperature heat - Google Patents

Receiver of the high temperature heat Download PDF

Info

Publication number
PL240831B1
PL240831B1 PL420879A PL42087917A PL240831B1 PL 240831 B1 PL240831 B1 PL 240831B1 PL 420879 A PL420879 A PL 420879A PL 42087917 A PL42087917 A PL 42087917A PL 240831 B1 PL240831 B1 PL 240831B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
absorber
receiver
working medium
heat
walls
Prior art date
Application number
PL420879A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL420879A1 (en
Inventor
Mariusz Filipowicz
Estera Przenzak
Original Assignee
Akademia Gorniczo Hutnicza Im Stanislawa Staszica W Krakowie
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 Akademia Gorniczo Hutnicza Im Stanislawa Staszica W Krakowie filed Critical Akademia Gorniczo Hutnicza Im Stanislawa Staszica W Krakowie
Priority to PL420879A priority Critical patent/PL240831B1/en
Publication of PL420879A1 publication Critical patent/PL420879A1/en
Publication of PL240831B1 publication Critical patent/PL240831B1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/46Conversion of thermal power into mechanical power, e.g. Rankine, Stirling or solar thermal engines

Landscapes

  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Non-Reversible Transmitting Devices (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
  • Details Of Measuring And Other Instruments (AREA)

Description

PL 240 831 B1PL 240 831 B1

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest odbiornik ciepła wysokotemperaturowego do zastosowania w układzie koncentrującym promieniowanie słoneczne, stosowany m.in. do produkcji chłodu w chłodziarkach sorpcyjnych, ogrzewania wody użytkowej, pomieszczeń lub zasilenia różnych procesów technologicznych, m.in. przetwórstwo w gastronomii, suszenie paliw stałych.The subject of the invention is a high-temperature heat receiver for use in a system concentrating solar radiation, used e.g. for the production of cold in sorption coolers, heating utility water, rooms or supplying various technological processes, including processing in gastronomy, drying of solid fuels.

Znany jest z polskiego zgłoszenia P.359378 odbiornik energii promieniowania słonecznego, w postaci kolektora słonecznego służącego do ogrzewania pomieszczeń, zasilania wody użytkowej w ciepło czy innych zastosowań. Kolektor według wynalazku zbudowany jest z absorbera promieniowania słonecznego umieszczonego na warstwie izolacji w postaci wełny mineralnej i styropianu. Kolektor zabezpieczony jest od przodu szybą i zamknięty jest profilem z wewnętrznym uszczelnieniem. Absorber jest wykonany jako prostokątny element, przetłaczany z pasów blachy galwanicznie anodowanej z szeregiem przetłoczeń. Znany absorber posiada wzdłużny kanał, w którym umieszczona jest rura, przez którą przepływa medium grzewcze.There is a known from the Polish application P.359378 a receiver of solar radiation energy, in the form of a solar collector used for heating rooms, supplying domestic water with heat or other applications. The collector according to the invention is made of a solar radiation absorber placed on an insulation layer in the form of mineral wool and polystyrene. The collector is protected from the front by a glass and is closed with a profile with an internal seal. The absorber is made as a rectangular element, pressed out of galvanically anodized steel strips with a number of ribs. The known absorber has a longitudinal channel in which a pipe is placed, through which the heating medium flows.

Znany jest z opisu patentowego PL 218417 B1 mikrostrumieniowy odbiornik ciepła dla słonecznych centrali energetycznych. Odbiornik według wynalazku umożliwia uzyskiwanie pary o optymalnych parametrach zasilania turbin. Górną warstwę znanego mikrostrumieniowego odbiornika stanowi płyta skupiająca promienie słoneczne. Zasadniczą, roboczą część odbiornika według wynalazku stanowi warstwa zawierająca moduł z dyszami typu mikro-jet. W dolnej części odbiornika znajduje się kolektor zasilający urządzenie. Kolektor odbierający podgrzaną do wysokiej temperatury parę i kierujący ją do turbin, jest usytuowany w warstwie odbiorczej znajdującej się pomiędzy skupiającą płytą a warstwą zawierającą moduł z dyszami typu mikro-jet.A microfluidic heat receiver for solar energy centers is known from the patent description PL 218417 B1. The receiver according to the invention makes it possible to obtain steam with optimal turbine power supply parameters. The top layer of the known microfluidic receiver is a plate that concentrates the sun's rays. The main working part of the receiver according to the invention is a layer containing a module with micro-jet nozzles. At the bottom of the receiver there is a collector that supplies power to the device. A collector for collecting the high-temperature steam and directing it to the turbines is positioned in the receiving layer between the focusing plate and the layer containing the micro-jet nozzle module.

Znany jest z europejskiego zgłoszenia patentowego EP2757331 A1 Układ oparty na parabolicznym lustrze, liniowo koncentrującym promieniowanie słoneczne i odbiorniku ciepła, w postaci rury umieszczonej w ognisku skupionego światła słonecznego. Odbiornik zbudowany jest z rury wypełnionej medium roboczym umieszczonej wewnątrz większej, przeźroczystej rury. Powietrze między rurami jest usuwane w celu zminimalizowania strat ciepła.It is known from the European patent application EP2757331 A1 A system based on a parabolic mirror, linearly concentrating solar radiation and a heat receiver, in the form of a tube placed in the focus of focused sunlight. The receiver is made of a pipe filled with a working medium placed inside a larger, transparent pipe. The air between the pipes is removed to minimize heat loss.

Znany jest z amerykańskiego zgłoszenia patentowego US 4499893 (A), odbiornik wysokotemperaturowego ciepła, powstałego wskutek skupienia promieniowania słonecznego za pomocą wielu luster w instalacjach dużej mocy. Znany odbiornik umieszczany jest na wieży słonecznej i służy do ogrzewania czynnika grzewczego w postaci gazu, w którym zawieszone są submikronowe cząsteczki pochłaniające ciepło.It is known from the US patent application US 4,499,893 (A), a receiver of high-temperature heat resulting from the concentration of solar radiation by means of many mirrors in high-power installations. A known receiver is placed on a solar tower and serves to heat a gas-form heating medium in which submicron heat-absorbing particles are suspended.

Znane jest z amerykańskiego opisu patentowego US9206997 (B2) rozwiązanie do absorpcji i konwersji promieniowania słonecznego na ciepło, w którym absorber o kształcie rynnowym odbiornika, kierowany jest bezpośrednio na tarczę słoneczną, konwertujący energię promieniowania słonecznego na ciepło niskotemperaturowe, w którym czynnikiem roboczym jest powietrze.A solution for the absorption and conversion of solar radiation into heat is known from the American patent US9206997 (B2), in which the receiver trough-shaped absorber is directed directly to the solar disk, converting solar radiation energy into low-temperature heat, in which the working medium is air.

Dotychczasowe urządzenia służą do odbioru ciepła niskotemperaturowego bądź wysokotemperaturowego w instalacjach dużej mocy. Celem rozwiązania według wynalazku jest umożliwienie absorpcji skoncentrowanego promieniowania słonecznego i odbiór wysokotemperaturowego ciepła w systemach małej mocy.The existing devices are used to receive low-temperature or high-temperature heat in high-power installations. The object of the solution according to the invention is to enable the concentrated solar radiation to be absorbed and to receive high-temperature heat in low-power systems.

Istotą odbiornika ciepła wysokotemperaturowego złożonego z absorbera w kształcie misy, oraz wypełniającego go medium roboczego jest to, że absorber posiada kształt półkolistej misy zamkniętej od spodu przy pomocy pokrywy, przy czym absorber posiada ścianki przymocowane do wewnętrznej półkolistej powierzchni misy absorbera oraz posiada wypusty, przy czym posiada wypusty o kształcie kolistym oraz o kształcie elipsowatym, ułożone wewnątrz absorbera równolegle względem ścianek wewnętrznych przy czym wypusty koliste umiejscowione są w pobliżu krótszych krawędzi ścianek wewnętrznych, natomiast wypusty o elipsowatym kształcie są umiejscowione wzdłużnie względem ścianek wewnętrznych zgodnie z kierunkiem przepływu medium roboczego.The essence of the high-temperature heat receiver consisting of a bowl-shaped absorber and a working medium that fills it is that the absorber has the shape of a semicircular bowl closed at the bottom with a cover, the absorber has walls attached to the inner semicircular surface of the absorber bowl and has lugs, while it has circular and ellipse-shaped projections arranged inside the absorber parallel to the internal walls, while the circular projections are located near the shorter edges of the internal walls, while the elliptical-shaped projections are positioned longitudinally in relation to the internal walls in the direction of flow of the working medium.

Korzystnie, gdy absorber jest aluminiowy.Preferably, the absorber is aluminum.

Korzystnie gdy medium odporne na działanie wysokich temperatur, stanowi olej termiczny.Preferably, the heat-resistant medium is thermal oil.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój wzdłużny odbiornika ciepła, zaś fig. 2 przedstawia odbiornik w ułożeniu perspektywicznym.The subject of the invention is shown in the embodiment in the drawing, in which Fig. 1 shows a longitudinal section of the heat receiver, and Fig. 2 shows the heat receiver in a perspective configuration.

Odbiornik ciepła wysokotemperaturowego według wynalazku wykonany jest ze sferycznie wypukłego absorbera 1 w postaci misy, posiadającej wewnątrz co najmniej trzy ścianki 2, pomiędzy którymi znajduje się medium robocze 8 w postaci oleju termicznego. Pomiędzy ściankami 2,The high-temperature heat receiver according to the invention is made of a spherically convex absorber 1 in the form of a bowl, having inside at least three walls 2, between which there is a working medium 8 in the form of thermal oil. Between the sides 2,

Claims (3)

PL 240 831 B1 czone są wypusty 3 zwiększające powierzchnię wymiany ciepła. Ścianki 2 i wypusty 3 odbiornika, kierują przepływem medium roboczego 8 oraz wymianą ciepła pomiędzy absorberem 1 a czynnikiem. Poprzez rozbudowany system ścianek 2 i wypustów 3, droga przepływu czynnika wewnątrz odbiornika ciepła wydłuża się oraz zwiększa się powierzchnia wymiany ciepła. Do absorbera 1 przytwierdzone są króćce 4 dopływu i odpływu medium roboczego 8. Absorber 1 wraz ze ściankami 2 i wypustami 3 zamknięty jest pokrywą 5, przymocowaną za pomocą śrub 6, a połączenie zabezpieczone uszczelką 7. Absorber 1 jest pokryty od strony zewnętrznej, czarną warstwą absorbującą promieniowanie słoneczne 1a. Powierzchnia absorpcyjna może zostać zaciemniona poprzez m.in. naniesienie warstwy czarnej farby odpornej na wysokie temperatury, warstwy mieszanki czarnej farby i sadzy, anodowanie w roztworze kwasu siarkowego, zastosowanie czarnego chromu. Absorber 1 wyizolowuje się wełną mineralną umieszczaną na całej powierzchni pokrywy 5 oraz na zewnętrznym, niepokrytym warstwą farby fragmencie absorbera 1.The projections 3 are connected to increase the heat transfer surface. The walls 2 and the projections 3 of the receiver direct the flow of the working medium 8 and the heat exchange between the absorber 1 and the medium. Due to the extensive system of walls 2 and projections 3, the flow path of the medium inside the heat receiver is extended and the heat exchange surface is increased. Attached to the absorber 1 are stubs 4 for the inlet and outlet of the working medium 8. The absorber 1 with walls 2 and splines 3 is closed with a cover 5, fixed with screws 6, and the connection is secured with a gasket 7. The absorber 1 is covered from the outside with a black layer absorbing solar radiation 1a. The absorbent surface can be darkened by e.g. applying a layer of black paint resistant to high temperatures, a layer of a mixture of black paint and soot, anodizing in a sulfuric acid solution, use of black chrome. The absorber 1 is isolated with mineral wool placed on the entire surface of the cover 5 and on the outer, not covered with a paint layer, part of the absorber 1. Wypukła powierzchnia odbiornika stanowi warstwę absorpcyjną skupionego promieniowania słonecznego. Absorber 1 umieszcza się przed ogniskiem skupienia promieni, pod kątem prostym, tak że promieniowanie pada na całą jego powierzchnię absorpcyjną. Wypukłość absorbera 1 pozwala skorygować niedokładności usytuowania odbiornika w ognisku układu skupiającego promieniowanie słoneczne i niedokładności w sterowaniu pracą pompy nieuwidocznionej na rysunku. Odbiornik konwertuje energię promieniowania słonecznego na wysokotemperaturowe ciepło, które z kolei jest odbierane za pomocą przepływającego wewnątrz niego medium roboczego 8. Straty ciepła ogranicza za pomocą wełny mineralnej. Wypukłość absorbera 1 powoduje zwiększenie powierzchni odbioru ciepła i objętości medium roboczego 8 przepływającego wewnątrz odbiornika.The convex surface of the receiver is an absorbing layer of focused solar radiation. The absorber 1 is positioned at right angles in front of the focus of the rays so that the radiation strikes its entire absorbing surface. The convexity of the absorber 1 allows to correct the inaccuracies in the location of the receiver in the focal point of the system concentrating the solar radiation and inaccuracies in the control of the pump operation, not shown in the drawing. The receiver converts the energy of solar radiation into high-temperature heat, which in turn is received by the working medium flowing inside it 8. Heat losses are reduced by means of mineral wool. The convexity of the absorber 1 increases the heat receiving surface and the volume of the working medium 8 flowing inside the receiver. Dodatkowo, przekrój poprzeczny wypustu 3 może przyjmować kształt koła lub elipsy. Wypusty 3 o przekroju koła umiejscowione są na obszarze zmiany kierunku przepływu medium roboczego 8, natomiast wypusty 3 o przekroju elipsy rozmieszczone są wzdłuż ścianek wewnętrznych 2 zgodnie z kierunkiem przepływu medium roboczego 8. Takie rozmieszczenie wypustów 3 ogranicza opory przepływu medium roboczego 8 i jednocześnie pozwala na obmywanie ich powierzchni przez medium robocze 8 w jak największym stopniu, zwiększając efektywność odbiornika.Additionally, the cross-section of the protrusion 3 may take the shape of a circle or an ellipse. The splines 3 with a circular cross-section are located in the area of changing the flow direction of the working medium 8, while the splines 3 with an ellipse cross-section are arranged along the inner walls 2 in the direction of flow of the working medium 8. Such arrangement of the splines 3 limits the flow resistance of the working medium 8 and at the same time allows for washing their surface by the working medium 8 as much as possible, increasing the efficiency of the receiver. Oznaczenia figur rysunku:Drawing symbols: 1 - absorber1 - absorber 1 a - zaciemniona powierzchnia absorpcyjna1 a - darkened absorbent surface 2 - ścianki2 - walls 3 - wypusty3 - protrusions 4 - króćce4 - nozzles 5 - pokrywa5 - cover 6 - śruby6 - bolts 7 - uszczelka7 - gasket 8 - medium robocze8 - working medium Zastrzeżenia patentowePatent claims 1. Odbiornik ciepła wysokotemperaturowego złożony z absorbera w kształcie misy, oraz wypełniającego go medium roboczego, znamienny tym, że absorber (1) posiada kształt półkolistej misy zamkniętej od spodu przy pomocy pokrywy (5), przy czym absorber (1) posiada ścianki (2) przymocowane do wewnętrznej półkolistej powierzchni misy absorbera (1) (5) oraz posiada wypusty, przy czym posiada wypusty (3) o kształcie kolistym oraz o kształcie elipsowatym, ułożone wewnątrz absorbera (1) równolegle względem ścianek wewnętrznych (2) przy czym wypusty koliste (3) umiejscowione są w pobliżu krótszych krawędzi ścianek wewnętrznych (2), natomiast wypusty (3) o elipsowatym kształcie są umiejscowione wzdłużnie względem ścianek wewnętrznych (2).1.High-temperature heat receiver composed of a bowl-shaped absorber and a working medium filling it, characterized in that the absorber (1) has the shape of a semicircular bowl closed at the bottom by a cover (5), the absorber (1) has walls (2) ) attached to the inner semicircular surface of the absorber bowl (1) (5) and has lugs, and it has circular and elliptical lugs (3) arranged inside the absorber (1) parallel to the inner walls (2) with circular lugs (3) are located near the shorter edges of the inner walls (2), while the ellipse-shaped protrusions (3) are positioned longitudinally in relation to the inner walls (2). 2. Odbiornik według zastrz. 1, znamienny tym, że absorber (1) jest aluminiowy.2. The receiver according to claim 3. The absorber as claimed in claim 1, characterized in that the absorber (1) is aluminum. 3. Odbiornik według zastrz. 1, znamienny tym, że medium robocze (8) odporne na działanie wysokich temperatur stanowi olej termiczny.3. The receiver according to claim The method of claim 1, characterized in that the heat-resistant operating medium (8) is a thermal oil.
PL420879A 2017-03-16 2017-03-16 Receiver of the high temperature heat PL240831B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL420879A PL240831B1 (en) 2017-03-16 2017-03-16 Receiver of the high temperature heat

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL420879A PL240831B1 (en) 2017-03-16 2017-03-16 Receiver of the high temperature heat

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL420879A1 PL420879A1 (en) 2018-09-24
PL240831B1 true PL240831B1 (en) 2022-06-13

Family

ID=63578748

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL420879A PL240831B1 (en) 2017-03-16 2017-03-16 Receiver of the high temperature heat

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL240831B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
PL420879A1 (en) 2018-09-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4079724A (en) Radiant energy collector panel and system
US11336224B2 (en) Solar receivers and methods for capturing solar energy
CN201401973Y (en) Concentration system for disc solar rotary parabolic reflector
CN107084102A (en) It is a kind of using carbon dioxide as heat accumulation and do work working medium groove type solar solar-thermal generating system
CN102635462A (en) Heat storage temperature control device of solar disc-type Sterling engine
CN102207344A (en) Bimirror focusing solar refrigeration device
CN2601378Y (en) Focusing plate type solar collector
KR20110003259U (en) The Vacuum Receiver of solar concentrator
CN101900438A (en) Black body solar photothermal/voltaic converter
US20160319804A1 (en) Microchannel solar absorber
PL240831B1 (en) Receiver of the high temperature heat
CN108375212B (en) Heat collecting tube for heat collection of disc type solar reflector
CN114440475A (en) Solar photo-thermal utilization energy-gathering module with convex lens array
CN101781915A (en) Solar energy wall body heat utilization system
CN204100616U (en) Heat accumulation type flat-panel solar thermal collector
Rinco´ n et al. New Solar Air Heater Based on Non-Imaging Optics for High-Temperature Applications
CN103940101A (en) Intermediate-temperature solar air collector based on combination of CPC with full-glass vacuum tubes and V-shaped grooves
CN217816998U (en) Solar heating system utilizing convex lens array
CN219640464U (en) Energy gathering device of Fresnel columnar lens array
CN203824112U (en) Micropore black hole type solar heat collecting device
Lingaiah et al. Experimental Investigation on Novel Parabolic Troughcollector
CN214223431U (en) Heat exchange system of tower type photo-thermal power station
CN107152793A (en) A kind of solar energy collector in high efficiency
CN108253636B (en) High-temperature heat absorber based on compound parabolic condenser
CN201575611U (en) External quartz solar energy photo-thermal converter