[發明專利]風驅轉動式波形集熱管槽式太陽能集熱器

在審

• 申請號: 201710020495.8
• 申請日: 2017-01-12
• 公開（公告）號: CN107062645A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 高龍;羅永偉;李少華;車德勇;孫佰仲;林建清;王敏
• 申請（專利權）人: 東北電力大學
• 主分類號: F24J2/26
• 分類號: F24J2/26;F24J2/46;F03D9/25;F03D9/34
• 代理公司: 吉林市達利專利事務所22102
• 代理人: 陳傳林,臧廣維

技術領域

本發明涉及太陽能集熱器，具體說槽式太陽能集熱器，是一種風驅轉動式波形集熱管槽式太陽能集熱器。

背景技術

槽式太陽能集熱器是一種將太陽的輻射能轉換為熱能的設備，其作為中高溫集熱器的一種,能夠獲得較高的集熱溫度,可用于發電、制冷空調、采暖、海水淡化等生產和生活領域。傳統槽式太陽能集熱器的結構是：它包括支撐框架、槽式鏡片、管支撐架和集熱裝置，所述支撐框架的上面固連槽式鏡片，管支撐架置于支撐框架的上面、槽式鏡片的兩端，管支撐架的下端與支撐框架固連、上端位于槽式鏡片上方，集熱裝置置于槽式鏡片上方，集熱裝置的真空玻璃管兩端分別與管支撐架固連；集熱裝置包括真空玻璃管和集熱管，集熱管穿裝在真空玻璃管內并固連，集熱管內走加熱介質、外壁涂覆選擇性吸收涂層,真空玻璃管與集熱管之間抽真空以抑制對流和傳導熱損失，存在的問題是：現有技術的集熱管通常為直壁金屬管，因而具有穩定的液體邊界層使換熱效果下降，集熱效率低；集熱管穿裝在真空玻璃管內，真空玻璃管與管支撐架固連的連接方式使得集熱管固定不動，集熱管受熱不均，集熱管內的導熱工質受熱亦不勻均，導致管底部溫度極高，增大了導熱過程中的熱阻，使其傳熱效果降低；而當地的風速環境對槽式太陽能集熱器的集熱效率也產生一定的影響，上述原因，使槽式太陽能集熱器整體的效率明顯降低。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：克服現有技術的缺點，提供一種風驅轉動式波形集熱管槽式太陽能集熱器，能夠強化槽式太陽能集熱器的換熱效果，有效提高槽式太陽能集熱器的換熱效率。

本發明解決技術問題的方案是：一種風驅轉動式波形集熱管槽式太陽能集熱器，它包括支撐框架、槽式鏡片和管支撐架，所述支撐框架的上面固連槽式鏡片，管支撐架置于支撐框架的上面、槽式鏡片的兩端，管支撐架的下端與支撐框架固連、上端位于槽式鏡片上方，其特征是：還包括集熱管部件和轉動部件，所述集熱管部件置于槽式鏡片上方、穿裝在管支撐架上并鉸接，集熱管部件的兩端分別伸出管支撐架外，所述轉動部件置于管支撐架的外側、套接在集熱管部件的端頭并固連。

所述集熱管部件包括波形集熱管、真空玻璃管、金屬接口和集熱管接口，所述波形集熱管置于真空玻璃管內，金屬接口置于波形集熱管和真空玻璃管之間、套接在波形集熱管上，金屬接口的內端與波形集熱管固連、外端與真空玻璃管固連，內置有波形集熱管的真空玻璃管穿裝在管支撐架上并鉸接，波形集熱管的兩端分別伸出管支撐架外，集熱管接口套接在波形集熱管的端頭上并固連。

所述波形集熱管為沿軸線設有蛇形彎曲的曲線管。

所述波形集熱管的外壁涂覆選擇性吸收涂層。

所述金屬接口為帶有凸緣的管狀體，在凸緣的外側沿周設置若干個連接凸耳，連接凸耳與凸緣垂直，金屬接口的管狀體與波形集熱管固連、連接凸耳與真空玻璃管固連。

所述轉動部件為風輪組件，它包括風輪座、葉片和扭簧，所述風輪座沿周均布若干葉片，葉片與風輪座鉸接，扭簧置于風輪座內，扭簧的一端與風輪座固連、另一端與葉片固連，設置有葉片和扭簧的風輪座套接在集熱管部件的集熱管接口上并固連。

本發明的有益效果是：其集熱管部件的波形集熱管，管壁的凸起對換熱工質產生擾流作用,減薄和破壞了液體邊界層，增加了換熱表面積和換熱工質的流動長度，延長了換熱工質在波形集熱管內的滯留時間，從而強化了換熱效果；作為轉動部件的風輪組既克服了當地的風速環境對槽式太陽能集熱器的集熱效率產生的影響，又能夠利用環境風力帶動集熱管部件轉動，解決了集熱管受熱不均，集熱管內的導熱工質受熱亦不勻均，導致管底部溫度極高，增大了導熱過程中的熱阻，使其傳熱效果降低的問題，而風輪組設置扭簧、葉片與風輪座鉸接的結構能夠在風力作用下，調節葉片的迎風面，穩定波形集熱管的轉動速度；因此，使本發明的槽式太陽能集熱器整體的效率具有顯著的提高。使用時，集熱管部件的波形集熱管內的換熱工質沿波形集熱管流動，在環境風力的作用下，作為轉動部件的風輪組轉動帶動集熱管部件轉動，并實時調節葉片的迎風面，穩定波形集熱管的轉動速度，具有結構簡單、成本低廉、換熱效果好、太陽輻射的熱量利用率高的優點。

附圖說明

圖1 為本發明的風驅轉動式波形集熱管槽式太陽能集熱器的主視示意圖；

圖2 為圖1的俯視示意圖；

圖3為圖1的左視示意圖；

圖4為本發明的集熱管部件和轉動部件的連接結構示意圖；

圖5為本發明的波形集熱管的主視示意圖；

圖6為圖5的俯視示意圖；

圖7為本發明的轉動部件的主視示意圖；