[實用新型]折射聚光、高溫蓄熱式太陽能鍋爐

無效

• 申請號: 200820101958.X
• 申請日: 2008-04-17
• 公開（公告）號: CN201297786Y
• 公開（公告）日: 2009-08-26
• 發明（設計）人: 林祥參
• 申請（專利權）人: 林祥參
• 主分類號: F24J2/16
• 分類號: F24J2/16;F24J2/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域：

本專利涉及太陽能中高溫利用、環保及節能技術領域，尤其是能將太陽能轉化為高溫熱水和蒸氣、全天候供熱的太陽能鍋爐。

背景技術：

隨著工業的高速發展，人們生活不斷改善，生產、生活用能的需求日益增加，生產生活用的鍋爐總量在不斷增加，常規的燃煤、燃油鍋爐排放的有害氣體對大氣造成嚴重污染。為了節約能源、降低有害氣體排放量。各國都十分重視開發和利用太陽能產品。目前普遍使用的絕大部分都是只能在中低溫領域應用的太陽能熱水器，工作溫度較低，無法在工業生產(中高溫領域)中應用。塔式反射聚光和槽式反射聚光由于其占地面積大，抗風能力差，且價格昂貴，雖產生高溫蒸氣，但也難以推廣使用。

發明內容：

為降低生產成本，減小擺放太陽能集熱設備占耕地面積，提供一種以折射聚光集熱為主、管道燃氣或低谷電加熱為輔的可24小時不間斷提供中高溫熱水、蒸氣的太陽能鍋爐。這種太陽能鍋爐由線聚焦菲涅耳透鏡排列組成的大面積聚光板、高溫集熱管、蓄熱箱、輔助加熱器、以及各部件之間相連管道、水泵、閘閥等組成。聚光板由多個細小漸變棱鏡連成一片，采用菲涅耳透鏡折射聚光原理，達到高倍聚光。太陽光通過聚光板折射后在聚焦形成一條條明亮的條狀光帶，將安放在焦線處的集熱管中的水加熱成高溫熱水、蒸氣。將許多小塊聚光板組成一個約50平方米的平面單元，將該平面朝正南方向斜放，直接當做鍋爐房的屋面，高溫相變蓄熱箱和輔助加熱爐就置身其中；蓄熱箱用于儲存白天過剩的熱量，輔助加熱爐利用夜間低谷電進行加熱，可降低鍋爐運行費用，減少對常規能源的依賴。

解決其技術問題采用的方案是：

利用鋼構支架將聚光板拼成一個鍋爐的屋面，齒狀平行條紋沿東西方向，屋面朝正南方向傾斜。集熱管安置在聚光板的下方，集熱管的軸線與聚光板的焦線重合(集熱管之間互相平行且在同一焦平面上)，這種安裝方式，無需太陽跟蹤，只需階段性進行微調(集熱管在焦平面上平移)。集熱管采用先串聯后并聯的聯接方法，管內流動的水經過迂回的路徑吸熱后流到集熱器出口前已是高溫熱水或蒸氣(需要變頻器調節水的流量)。為滿足更大的熱量需求，可將數百平方米的平面聚光板拼成一個大平面，便可以提供更多的熱能。

為了節約常規能源和全天候供熱，增加了高溫相變儲熱箱，選用高溫相變物質，高溫相變物質在熔點(較高溫度)繼續吸收熱量才開始溶解，直至完全熔解后才繼續升溫；反之凝固時在同一溫度可釋放大量的熱量，直至完全凝固后才開始降溫；蓄熱箱可儲存大量的熱能和維持較高的溫度，供夜間或沒有陽光照射時使用。這樣可大大減少常規能源的使用，減少有害氣的排放量。

為滿足24小時不間隔供熱的需求，增設了輔助加熱裝置，適時啟動輔助加熱裝置，利用夜間低谷電或管道燃氣進行輔助加熱，并給儲熱箱補充一定的能量，供第二天日出前使用。

本專利有益的效果是：

這種折射聚光、高溫蓄熱式太陽能鍋爐可利用建筑物屋頂，充分采集太陽的能量，經過折射聚光集熱，從而獲得高溫熱水、蒸氣。通過高溫相變蓄熱，減少夜間、雨天氣對常規能源的依賴。利用電低谷時段的優惠電價可大大降低鍋爐運行的能耗費用。對保護環境、節能減排、電力的移峰填谷起重大作用。這項技術可直接產生高溫熱水、蒸氣、冬季用于取暖，夏季用于趨動制冷空調，一年四季產生中的高溫熱水均可作為企事業單位大型鍋爐給水預加熱，也可以為海水淡化和太陽能熱發電提供動力。

附圖說明：

以下結合附圖實施例對本專利作進一步說明。

圖1是折射聚光、高溫蓄熱式太陽能鍋爐的結構示意圖。

圖2是輔助加熱爐截面示意圖。

圖3是相變蓄熱箱的截面示意圖。

圖4是高溫集熱管組件截面示意圖。

圖5是高溫集熱管聯接方式示意圖

圖中：1.平面聚光板，2.高溫集熱管組件，3.集熱器框架，4.蓄熱箱，5.蓄熱介質，6.放熱盤管，7.吸熱盤管，8.蓄熱箱泄壓閥，9.輔助加熱爐，10.進水口，11.加熱器，12.加熱爐安全，13.金屬集熱管，14.雙通透明真空管，15.C型反射板，16.集熱管托架支座，17.微調拉桿，18.聯集管。

具體實施方式：

在實施例圖1中，平面聚光板(1)平面朝上，棱鏡細紋朝下，且棱鏡細紋沿東西方向排列，將近五十平方米的聚光板在框架(3)上聯成一個斜屋面，高溫集熱管組件(2)安裝在聚光板的焦線上，一年四季都能收集到經聚光板匯聚后的陽光，從而獲得較高的溫度和較多的熱量。