[發明專利]傳熱改善性蓄熱式太陽能集熱裝置

有效

• 申請號: 201510022540.4
• 申請日: 2015-01-17
• 公開（公告）號: CN104567028A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: 王濤;張良;王宇飛;俞自濤;范利武;華蒙;胡亞才;洪榮華
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: F24J2/34
• 分類號: F24J2/34;F24J2/30;F24J2/46
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 張法高

技術領域

本發明涉及一種傳熱改善型蓄熱式太陽能集熱裝置，屬于太陽能熱利用技術領域。

背景技術

目前，傳統能源儲量日益減少，環境污染問題日益加重，開發和利用太陽能等可再生能源不僅可以為人類社會提供巨大的能源，還可以節約常規化石燃料、保護生態環境。因此，太陽能資源的開發和利用長期以來受到了世界各國的重視，并成為我國當前能源發展的重要方向，但是由于太陽能的輻照的間斷性、不穩定性以及能量密度低等一系列問題，對太陽能光熱利用系統穩定運作帶來了很大的挑戰。通過太陽能蓄熱系統可以將多余的太陽能熱量暫時儲存起來，等到沒有日照或日照不足時再將這部分熱量釋放出來，從而保證了整個太陽能光熱利用系統的安全性與穩定性。

目前常見的太陽能蓄熱系統包括相變潛熱蓄熱和顯熱蓄熱兩種，其中對于先熱換熱器而言，為了減小蓄熱體本省的溫差應力以及提高換熱效率，單純在蓄熱體外表面布置換熱管道在很多情況下已不滿足設計雪球，往往會要求在蓄熱體內部安裝換熱管道，這就大大增加了蓄熱體的加工程序和難度，而且管路過長，換熱器本身的換熱溫差也增加，對于管道的維護也存在諸多的問題。

因此，太陽能光熱利用系統在優化管路結構，實現太陽能集熱裝置長期穩定、安全運行，提高太陽能源利用率等方面有進一步改善、提升的空間。

發明內容

本發明的目的在于克服上述不足，提出一種傳熱改善型蓄熱式太陽能集熱裝置。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

傳熱改善型蓄熱式太陽能集熱裝置包括冷流體進口管、環形分流腔、強化換熱管、集熱腔、蓄熱體、熱流體出口管、匯流腔、保溫層、透鏡；

集熱裝置本體從內到外順次設有集熱腔、蓄熱體、強化換熱管，強化換熱管下端與環形分流腔相連，環形分流腔與冷流體進口管相連，強化換熱管上端與匯流腔相連，匯流腔與熱流體出口管相連，集熱腔腔口處安裝有透鏡，冷流體進口管、環形分流腔、強化換熱管、蓄熱體、匯流腔外均敷設有保溫層；

蓄熱體包括蓄熱本體、半圓管道裝槽、第一內插肋片槽、第二內肋槽道；

蓄熱本體的外壁面均勻開設半圓管道裝槽，半圓管道裝槽的中心以及兩個半圓管道裝槽之間分別設有第一內插肋片槽和第二內插肋片槽；

強化換熱管包括光管、連接肋片板、第一內插肋片板、第二內插肋片板；

光管與內插肋片板焊接連接，第一內插肋片板與第一內插肋片槽配合安裝，并與半圓管道裝槽緊密貼合，連接肋片板與第二內插肋片板焊接連接，第二內插肋片板與第二內插肋片槽配合安裝，光管之間分別與連接肋片板兩端焊接連接。

所述的蓄熱體采用石墨或高溫混凝土顯熱蓄熱材料。

所述的連接肋片板、第一內插肋片板、第二內插肋片板材料的導熱系數高于蓄熱體材料的導熱系數。

所述的蓄熱體頂部的坡度角為30°-60°角。

本發明與現有技術相比，具有如下有益效果：

（1）????本發明實現了太陽能集熱系統與蓄熱系統的一體化集成，簡化了管道的布置方式以及蓄熱體的加工結構，降低了系統的制造成本。

（2）????本發明通過采用內插肋片和在蓄熱體表面開槽的方式，再增加換熱面的同時有效地改善了蓄熱體的溫差分布。

附圖說明

圖?1是傳熱改善型蓄熱式太陽能集熱裝置結構示意圖；

圖?2是傳熱改善型蓄熱式太陽能集熱裝置的A-A截面圖；

圖?3是傳熱改善型蓄熱式太陽能集熱裝置的強化換熱管結構簡圖；

圖?4是傳熱改善型蓄熱式太陽能集熱裝置的蓄熱體結構簡圖；

圖中：冷流體進口管1、環形分流腔2、強化換熱管3、集熱腔4、蓄熱體5、熱流體出口管6、匯流腔7、保溫層8、透鏡9、集熱管10、連接肋片板11、第一內插肋片板12、第二內插肋片板13、蓄熱本體14、半圓管道裝槽15、第一內插肋片槽16、第二內肋槽道17。

具體實施方式

如圖1、2所示，傳熱改善型蓄熱式太陽能集熱裝置包括冷流體進口管1、環形分流腔2、強化換熱管3、集熱腔4、蓄熱體5、熱流體出口管6、匯流腔7、保溫層8、透鏡9；

集熱裝置本體從內到外順次設有集熱腔4、蓄熱體5、強化換熱管3，強化換熱管下端與環形分流腔2相連，環形分流腔與冷流體進口管1相連，強化換熱管上端與匯流腔7相連，匯流腔與熱流體出口管6相連，集熱腔4腔口處安裝有透鏡9，冷流體進口管1、環形分流腔2、強化換熱管3、蓄熱體5、匯流腔7外均敷設有保溫層8；