本實(shí)用新型涉及太陽(yáng)能光熱發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于太陽(yáng)能集熱器的集熱裝置。

背景技術(shù)：

隨著文明的發(fā)展，化石燃料的使用急劇增加，這導(dǎo)致了嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題和全球變暖，該問(wèn)題已成為國(guó)際社會(huì)的熱門(mén)話題，但是由于發(fā)達(dá)國(guó)家、發(fā)展中國(guó)家和欠發(fā)達(dá)國(guó)家之間的與本國(guó)利益相關(guān)的不同意見(jiàn)而正走向一個(gè)不期望的方向。與其相應(yīng)地，做出了對(duì)開(kāi)發(fā)新的可再生能源的各種嘗試，以積極地應(yīng)對(duì)全球變暖和環(huán)境問(wèn)題。新的可再生能源是指通過(guò)轉(zhuǎn)換傳統(tǒng)的化石燃料進(jìn)行利用或?qū)Π?yáng)光、水、地?zé)帷⑸镉袡C(jī)體等可再生能源而進(jìn)行利用的能量。其特性是面向可持續(xù)能源供給系統(tǒng)的未來(lái)能源。由于油價(jià)不穩(wěn)定和氣候變化協(xié)議的限制等，新的可再生能源的重要性變大。可再生能源包括太陽(yáng)熱、太陽(yáng)光、生物質(zhì)能、風(fēng)力、小水電、地?zé)帷⒑Ｑ竽芎蛷U棄物能源等，而新能源包括燃料電池、液化煤炭、氣化煤炭和氫能。問(wèn)題是，從新的可再生能源、特別是太陽(yáng)光發(fā)電的成本未達(dá)到等于利用化石燃料的傳統(tǒng)火力發(fā)電的成本的電網(wǎng)平價(jià)。但是，隨著技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，從新的可再生能源中的太陽(yáng)熱發(fā)電的太陽(yáng)熱發(fā)電在發(fā)電成本上持續(xù)降低，而在發(fā)電效率正在逐漸提高。

現(xiàn)有技術(shù)下有采用通過(guò)追蹤太陽(yáng)的同時(shí)以高效率的聚光器在短焦距內(nèi)對(duì)太陽(yáng)能進(jìn)行聚集，進(jìn)而對(duì)太陽(yáng)能集熱器中的液體介質(zhì)進(jìn)行加熱，之后在與外部發(fā)電裝置進(jìn)行熱轉(zhuǎn)換，而采用此方式設(shè)計(jì)的太陽(yáng)能集熱器的集熱裝置在有限體積內(nèi)，受熱面積小且熱轉(zhuǎn)換效率低，因此有待于對(duì)其進(jìn)行改善。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種采光面積大，熱轉(zhuǎn)換效率高的集熱裝置。

為達(dá)此目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：

一種用于太陽(yáng)能集熱器的集熱裝置，包括平行架設(shè)的第一分流管和第二分流管、沿所述第一分流管和第二分流管長(zhǎng)度方向并排架設(shè)于所述第一分流管和第二分流管上方用于形成太陽(yáng)光照射面的若干組集熱管單元、以及分別與所述第一分流管和/或第二分流管相貫通用于液體工質(zhì)沿若干所述集熱管單元依次流進(jìn)流出的進(jìn)流管和出流管，所述進(jìn)流管和出流管分別與外部熱交換裝置相連接。

其中，所述集熱管單元包括用于依次并排設(shè)置后形成拱形吸熱面的第一集熱管單元，以及用于依次并排設(shè)置后與拱形吸熱面平滑過(guò)渡連接形成傾斜吸熱面的第二集熱管單元。

其中，所述第一集熱管單元和所述第二集熱管單元均設(shè)置有弧形頂部、與所述弧形頂部的兩端貫通連接的兩個(gè)支撐部、分別與兩個(gè)支撐部貫通連接的兩個(gè)承重部，兩個(gè)所述承重部分別與所述第一分流管和第二分流管貫通連接。

其中，所述第一集熱管單元和所述第二集熱管單元均有若干根集熱管并排組合而成，組合后的所述第一集熱管單元和所述第二集熱管單元的承重部的集熱管分散設(shè)置。

其中，所述第一分流管和第二分流管沿管長(zhǎng)方向均間隔設(shè)置有若干個(gè)分流單元，所述分流單元分別與所述承重部的管口相連通，且所述分流單元通過(guò)并排設(shè)置的第一集熱管單元和第二集熱管單元依次貫通設(shè)置。

其中，所述第一集熱管單元的管長(zhǎng)及弧長(zhǎng)均設(shè)置為相等，所述第二集熱管單元的管長(zhǎng)呈依次遞減設(shè)置且弧長(zhǎng)相等；

其中，所述第一分流管或第二分流管的分流單元上分別對(duì)應(yīng)設(shè)置有排污管。

其中，該集熱裝置還包括用于架設(shè)所述第一分流管和第二分流管的隔熱支架，以及用于架設(shè)所述隔熱支架的工形槽鋼，所述隔熱支架沿所述工形槽鋼長(zhǎng)度方向均勻設(shè)置，所述工形槽鋼的支撐壁沿長(zhǎng)度方向均勻開(kāi)設(shè)有隔熱孔。

其中，所述隔熱支架包括緊固于所述工形槽鋼頂部的支撐座，設(shè)置于所述支撐座頂部的U形卡槽、以及設(shè)置在所述U形卡槽內(nèi)用于分別和所述第一分流管和第二分流管相配合的隔熱棉。

其中，所述外部熱交換裝置包括低溫液體工質(zhì)罐、用于將低溫液體工質(zhì)罐中的低溫液體工質(zhì)導(dǎo)入進(jìn)流管的液體泵、與所述出流管相連接用于儲(chǔ)存高溫液體工質(zhì)的高溫液體工質(zhì)罐、以及設(shè)置在所述低溫液體工質(zhì)罐和高溫液體工質(zhì)罐之間的汽輪發(fā)電設(shè)備。

本實(shí)用新型的有益效果：本實(shí)用新型包括平行架設(shè)的第一分流管和第二分流管、沿所述第一分流管和第二分流管長(zhǎng)度方向并排架設(shè)于所述第一分流管和第二分流管上方用于形成太陽(yáng)光照射面的若干組集熱管單元、以及分別與所述第一分流管和/或第二分流管相貫通用于液體工質(zhì)沿若干所述集熱管單元依次流進(jìn)流出的進(jìn)流管和出流管，所述進(jìn)流管和出流管分別與外部熱交換裝置相連接。采用此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的集熱裝置，能夠通過(guò)平行架設(shè)的第一分流管和第二分流管的分流作用，使得通過(guò)進(jìn)流管導(dǎo)入的液體介質(zhì)沿并排設(shè)置的若干集熱管單元依次流動(dòng)，最終將有若干集熱管單元并排形成的太陽(yáng)光照射面上的熱量通過(guò)集熱管內(nèi)的液體介質(zhì)導(dǎo)出，進(jìn)而與外部熱交換裝置進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換。本實(shí)用新型采光面積大，熱轉(zhuǎn)換效率高。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型一種用于太陽(yáng)能集熱器的集熱裝置的軸測(cè)圖。

圖2是圖1中第一集熱管單元的軸測(cè)圖。

圖3是圖1中第二集熱管單元的軸測(cè)圖。

圖4是圖2中的第一集熱管單元的小集熱單元的軸測(cè)圖。

圖5是圖4中A處的局部放大圖。

圖6是圖3中的第二集熱管單元的小集熱單元的軸測(cè)圖。

圖7是圖6中B處的局部放大圖。

圖8是圖1中第一分流管和第二分流管安裝后的軸測(cè)圖。

圖9是圖8中E處的局部放大圖。

圖10是圖8中C處的局部放大圖。

圖11是圖8中D處的局部放大圖。

圖12是圖1中爐膛體的軸測(cè)圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖并通過(guò)具體實(shí)施方式來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。

如圖1所示，該集熱裝置包括平行架設(shè)的第一分流管11和第二分流管12、沿第一分流管11和第二分流管12長(zhǎng)度方向并排架設(shè)于第一分流管11和第二分流管12上方用于形成太陽(yáng)光照射面的若干組集熱管單元13、以及分別與第二分流管12相貫通用于液體工質(zhì)沿若干集熱管單元依次流進(jìn)流出的進(jìn)流管14和出流管15，進(jìn)流管14和出流管15分別與外部熱交換裝置相連接。當(dāng)太陽(yáng)光照射到由若干組集熱管單元并排組合而成的太陽(yáng)光照射面時(shí)，通過(guò)進(jìn)流管導(dǎo)入若干組集熱管單元內(nèi)的液體工質(zhì)，在第一分流管和第二分流管的作用下沿若干組集熱管單元依次流動(dòng)時(shí)被加熱為高溫液體，加熱后的高溫液體最終通過(guò)出流管流入外部熱交換裝置。外部熱交換裝置包括低溫液體工質(zhì)罐、用于將低溫液體工質(zhì)罐中的低溫液體工質(zhì)導(dǎo)入進(jìn)流管14的液體泵、與出流管相連接用于儲(chǔ)存高溫液體工質(zhì)的高溫液體工質(zhì)罐、以及設(shè)置在低溫液體工質(zhì)罐和高溫液體工質(zhì)罐之間的汽輪發(fā)電設(shè)備。

優(yōu)選的，本實(shí)施例中的液體工質(zhì)設(shè)置為加熱熔鹽，外部熱交換裝置包括低溫液體工質(zhì)罐、用于將低溫液體工質(zhì)罐中的低溫液體工質(zhì)導(dǎo)入進(jìn)流管14的液體泵、與出流管相連接用于儲(chǔ)存高溫液體工質(zhì)的高溫液體工質(zhì)罐、以及設(shè)置在低溫液體工質(zhì)罐和高溫液體工質(zhì)罐之間的汽輪發(fā)電設(shè)備。

優(yōu)選的本實(shí)施例中的集熱裝置適用于塔式太陽(yáng)能集熱器，可以通過(guò)塔底布置的反射鏡鏡群反射的太陽(yáng)光對(duì)該集熱裝置進(jìn)行照射，以此進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換。

本實(shí)施例中如圖1、圖2和圖3所示，集熱管單元13包括用于依次并排設(shè)置后形成拱形吸熱面的第一集熱管單元131，以及用于依次并排設(shè)置后與拱形吸熱面平滑過(guò)渡連接形成傾斜吸熱面的第二集熱管單元132。優(yōu)選的，如圖4及圖5所示，第一集熱管單元131的管長(zhǎng)及弧長(zhǎng)均設(shè)置為相等，如圖6及圖7所示，第二集熱管單元132的集熱管1314的管長(zhǎng)呈依次遞減設(shè)置且弧長(zhǎng)相等；依此方式進(jìn)行設(shè)置，便于將第一集熱管單元與第二集熱管單元組合后形成如圖1所示形狀的集熱腔體，進(jìn)而便于從底部照射來(lái)的太陽(yáng)光不宜從相鄰熱管之間射出，且能夠有效的增大受光面積，提高集熱管單元的熱轉(zhuǎn)換效率。

本實(shí)施例中，如圖1、圖4及圖5所示，第一集熱管單元131和第二集熱管單元132均設(shè)置有弧形頂部1311、與弧形頂部1311的兩端貫通連接的支撐部1312、與支撐部1312貫通的承重部1313，承重部1313分別與第一分流管11和第二分流管12貫通連接，第一集熱管單元131和第二集熱管單元132均有若干根集熱管1314并排組合而成，組合后的第一集熱管單元131和第二集熱管單元132的承重部1313的集熱管分散設(shè)置。采用上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的集熱管單元，以第一集熱管單元為例，首先將結(jié)構(gòu)相同的8根集熱管折彎后并排組合成如圖4所示的第一集熱管單元的小集熱單元，該小集熱單元的支撐部1312與弧形頂部采用緊密并排對(duì)齊的結(jié)構(gòu)焊接為一體，然后再將承重部的集熱管采用如圖4所示的結(jié)構(gòu)分散對(duì)稱(chēng)設(shè)置，依此分散整個(gè)小集熱單元的重量，為了進(jìn)一步的使得承重部具有較好的承重效果，防止空心的集熱管變形，在承重部的末端套設(shè)有套管，以此使得承重更加穩(wěn)定可靠。

與上述原理相同，第二集熱管單元在并排設(shè)置時(shí)，為了使得在頂部形成一個(gè)傾斜面，有效防止太陽(yáng)光流失，用于組成第二集熱管單元的集熱管的長(zhǎng)度弧長(zhǎng)固定且管長(zhǎng)依次遞減，支撐部和承重部均與第一集熱管單元的支撐部和承重部設(shè)置為相同結(jié)構(gòu)，并依次對(duì)齊后使得承重部的管口分別與如圖8至圖11所示的第一分流管和第二分流管上的圓孔相配合，最終組合成如圖1所示的集熱裝置。

如圖4、圖8及圖9所示，本實(shí)施例中的第一分流管11和第二分流管12沿管長(zhǎng)方向均間隔設(shè)置有若干個(gè)分流單元111，分流單元111分別與承重部1313的管口相連通，且分流單元111通過(guò)并排設(shè)置的第一集熱管單元131和第二集熱管單元132依次貫通設(shè)置。分流單元的設(shè)置是采用在分流管上均布防止液體介質(zhì)沿分流管長(zhǎng)度方向直接流到的阻擋片112的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)的，即將阻擋片徑向插入開(kāi)設(shè)于分流管上的開(kāi)槽內(nèi)，使得阻斷液體介質(zhì)的軸向流動(dòng)，依此使得第一分流管的分流單元內(nèi)的液體介質(zhì)沿集熱管的一端流向另一端并流向第二分流管的分流單元內(nèi)，為了使得相鄰的分流單元能夠依次貫通連接，如圖10所示，設(shè)置于第一分流管兩端的分流單元上僅設(shè)置有8個(gè)分流口122，剩余的分流單元及第二分流管上的分流單元上均設(shè)置于16個(gè)分流口122，以此方式使得第一分流管上的分流單元與第二分流管上的分流單元依次貫通。

為了防止加熱熔鹽在集熱管中流動(dòng)時(shí)阻塞或長(zhǎng)期使用過(guò)程中需要集熱管進(jìn)行清洗排污，如圖11所示，第一分流管11的分流單元111上分別對(duì)應(yīng)設(shè)置有排污管112。

本實(shí)施例中，如圖8及圖9所示，該集熱裝置還包括用于架設(shè)第一分流管11和第二分流管12的隔熱支架17，以及用于架設(shè)隔熱支架17的工形槽鋼16，隔熱支架17沿工形槽鋼16長(zhǎng)度方向均勻設(shè)置，工形槽鋼16的支撐壁沿長(zhǎng)度方向均勻開(kāi)設(shè)有隔熱孔161，隔熱支架17包括緊固于工形槽鋼16頂部的支撐座，設(shè)置于支撐座頂部的U形卡槽171、以及設(shè)置在U形卡槽151內(nèi)用于分別和第一分流管11和第二分流管12相配合的隔熱棉172。以此方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，能夠有效阻斷來(lái)自第一分流管11和第二分流管12及集熱管單元13的熱量，防止熱量流失。

上述結(jié)構(gòu)可以安裝到如圖12所示的爐膛體2內(nèi)，并通過(guò)爐膛體2一側(cè)壁上的開(kāi)口24接受太陽(yáng)光的照射，以此在晚上沒(méi)有太陽(yáng)光照射的情況下，起到很好的保溫效果。

以上結(jié)合具體實(shí)施例描述了本實(shí)用新型的技術(shù)原理。這些描述只是為了解釋本實(shí)用新型的原理，而不能以任何方式解釋為對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制。基于此處的解釋?zhuān)绢I(lǐng)域的技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動(dòng)即可聯(lián)想到本實(shí)用新型的其它具體實(shí)施方式，這些方式都將落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。