三腔流體聚焦太陽(yáng)能光熱加熱傳熱蓄熱系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熱能利用，特別是利用聚焦太陽(yáng)能采集系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)熱能采集傳遞蓄熱交換利用系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]蓄熱器是對(duì)熱能進(jìn)行儲(chǔ)存的設(shè)備，現(xiàn)有的蓄熱器為蒸汽型和液體蓄熱器；
在工業(yè)節(jié)能領(lǐng)域，將余熱進(jìn)行回收并儲(chǔ)存，通常采用相變技術(shù)進(jìn)行蓄熱，在低溫領(lǐng)域采用蓄冰技術(shù)實(shí)現(xiàn)蓄熱；
在太陽(yáng)能領(lǐng)域，采用熔融鹽蓄熱，雖然熔融鹽可以實(shí)現(xiàn)高溫的儲(chǔ)存，但是由于其需要從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w，因而需要熱能將其加熱，同時(shí)熔融鹽的毒性、經(jīng)濟(jì)型、安全性也存在問題，因而熔融鹽蓄熱的使用受到限制。
[0003]在太陽(yáng)能領(lǐng)域，也采用空氣或其他氣體進(jìn)行蓄熱，但其熱熔小，無法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的熱能存儲(chǔ)。
[0004]蓄能電站采用電能進(jìn)行儲(chǔ)存，特別是風(fēng)電及光伏組成的電能，由于其無法實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)存，因而不得不大量的拋棄，造成大量的浪費(fèi)。如果采用熱能進(jìn)行儲(chǔ)存，需要具備大功率的存儲(chǔ)能力的儲(chǔ)存器。
[0005]熱管在蓄熱器內(nèi)已經(jīng)有使用，但是現(xiàn)有熱管技術(shù)壽命僅有3-7年，難以保證在太陽(yáng)能以及蓄熱供暖領(lǐng)域30年的壽命，因而無法將現(xiàn)有熱管技術(shù)應(yīng)用于蓄熱器。
[0006]但是，由于太陽(yáng)能電站以及大型供暖領(lǐng)域需要大型的蓄熱及熱交換器，僅利用金屬管之外，無法實(shí)現(xiàn)地溫差，大規(guī)模的蓄熱及熱交換，因而需要一種改進(jìn)的熱管技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種適合于聚焦太陽(yáng)能熱利用的三腔流體聚焦太陽(yáng)能光熱加熱傳熱蓄熱系統(tǒng)，本發(fā)明設(shè)置有三個(gè)腔室，蓄熱器為至少設(shè)置有三個(gè)腔室，充熱腔室、放熱腔室以及蓄熱腔室，充熱腔室直接與太陽(yáng)能采集系統(tǒng)進(jìn)行換熱，蓄熱腔室進(jìn)行熱能儲(chǔ)存，放熱腔室實(shí)現(xiàn)熱能的交換和利用。
[0008]本發(fā)明的三腔流體聚焦太陽(yáng)能光熱加熱傳熱蓄熱系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)高溫、大規(guī)模、低成本、高效率的蓄熱，并適合于10-1500度的溫度的蓄熱。
[0009]具體
【發(fā)明內(nèi)容】
如下:
三腔流體聚焦太陽(yáng)能光熱加熱傳熱蓄熱系統(tǒng)，包括蓄熱材料，殼體，太陽(yáng)能聚焦采集系統(tǒng)，保溫材料，流體等，其特征是:由太陽(yáng)能聚焦采集器件、光熱轉(zhuǎn)換器、傳熱管、流體、循環(huán)動(dòng)力裝置、蓄熱器、跟蹤控制器件組成一組太陽(yáng)能聚焦采集系統(tǒng)；光熱轉(zhuǎn)換器與采集器件進(jìn)行連接，并被固定采集器件上，采集器件的太陽(yáng)能聚焦在光熱轉(zhuǎn)換器上，傳熱管與光熱轉(zhuǎn)換器進(jìn)行連接，流體由傳熱管傳送到光熱轉(zhuǎn)換器的焦點(diǎn)部位后流體被加熱，加熱后的流體沿傳熱管進(jìn)入到設(shè)置在地面的蓄熱器的吸熱部位，經(jīng)與蓄熱器進(jìn)行換熱將熱能傳遞給蓄熱器，流體在循環(huán)動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)下沿傳熱管進(jìn)行循環(huán)，將熱能由光熱轉(zhuǎn)換器傳遞給蓄熱器。
[0010]蓄熱器為至少設(shè)置有三個(gè)腔室，充熱腔室、放熱腔室以及蓄熱腔室，充熱腔室設(shè)置有至少一組進(jìn)口與出口，與太陽(yáng)能采集系統(tǒng)進(jìn)行換熱的流體為第一流體，第一流體從充熱腔室進(jìn)口進(jìn)入與蓄熱器完成換熱后從出口流出，在沿傳熱管進(jìn)入到光熱轉(zhuǎn)換器中被加熱，從而將太陽(yáng)能聚焦采集系統(tǒng)采集的熱能輸送到蓄熱器內(nèi)。
[0011 ] 在蓄熱腔室內(nèi)設(shè)置有蓄熱材料，將熱能進(jìn)行儲(chǔ)存。
[0012]蓄熱器可以在當(dāng)?shù)匦顭峄虮灰苿?dòng)到需要利用熱能的地區(qū)。
[0013]當(dāng)需要利用蓄熱器中的熱能時(shí)，將溫度低于蓄熱材料的溫度的第二流體從放熱腔室的進(jìn)口流入蓄熱器，第二流體與蓄熱材料進(jìn)行換熱后再經(jīng)放熱腔室出口流出，實(shí)現(xiàn)熱能的利用。
[0014]當(dāng)蓄熱器的熱能被利用后，將移動(dòng)到其他區(qū)域的蓄熱器移動(dòng)到太陽(yáng)能采集系統(tǒng)中進(jìn)行采集區(qū)，或?qū)⒃诓杉瘏^(qū)域內(nèi)的蓄熱器的第一流體再次利用太陽(yáng)能器件式采集系統(tǒng)加熱第一流體，為蓄熱器內(nèi)的蓄熱材料進(jìn)行加熱，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能采集加熱傳熱蓄熱。
[0015]多組太陽(yáng)能采集系統(tǒng)共同與一個(gè)中央蓄熱器進(jìn)行連接，將多個(gè)采集系統(tǒng)采集的熱能進(jìn)行集成應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模大功率的應(yīng)用。
[0016]所述的中央蓄熱器由一個(gè)設(shè)置有多個(gè)充熱腔室、多個(gè)放熱腔室，一個(gè)或多個(gè)蓄熱腔室的容器組成；每個(gè)充熱腔室設(shè)置有至少一組進(jìn)口與出口，多組太陽(yáng)能采集系統(tǒng)的第一流體從多個(gè)充熱腔室進(jìn)口進(jìn)入與蓄熱器完成換熱后從出口流出，再沿傳熱管進(jìn)入到每組太陽(yáng)能采集系統(tǒng)的光熱轉(zhuǎn)換器中被加熱，從而將多組太陽(yáng)能采集系統(tǒng)的熱能輸送到蓄熱器內(nèi)。
[0017]中央蓄熱器在本地或者被移動(dòng)到設(shè)定的區(qū)域后進(jìn)行放熱，第二流體分別或者同時(shí)進(jìn)入到中央蓄熱器的放熱腔室，與蓄熱腔室內(nèi)的蓄熱材料完成換熱后第二流體進(jìn)入到太陽(yáng)能應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)熱能的應(yīng)用。
[0018]應(yīng)用系統(tǒng)包括發(fā)電機(jī)組、電動(dòng)機(jī)組、供暖或制冷機(jī)組、化學(xué)電池的一種或多種。
[0019]蓄熱材料選擇自下列至少一種或多種:熔融鹽、液態(tài)金屬、固體粒塊、混凝土、沙石或鵝卵石、鋼渣或鐵渣、導(dǎo)熱水泥、相變材料。
[0020]充熱腔室內(nèi)的第一流體以及放熱腔室的第二流體與蓄熱腔室內(nèi)的蓄熱材料，通過下列方式之一進(jìn)行換熱:
A、流體管道換熱:在每一個(gè)放熱或充熱腔室內(nèi)部的進(jìn)口與的出口之間還設(shè)置有多個(gè)管道，為流體換熱管道，管道由金屬或者非金屬或者復(fù)合管道組成，管道的進(jìn)口與出口與充熱腔室內(nèi)部的進(jìn)口與的出口相互連通，使得流體可以在管道內(nèi)流動(dòng)；
B、熱管換熱:采用重力熱管或循環(huán)熱管，在充熱腔室重力熱管的蒸發(fā)段設(shè)置在充熱腔室，冷凝段設(shè)置在蓄熱腔室；在放熱腔室重力熱管的蒸發(fā)段設(shè)置在蓄熱腔室，冷凝段設(shè)置在放熱腔室；對(duì)于循環(huán)熱管熱管的部分殼體設(shè)置在充熱腔室或放熱腔室，其余部分設(shè)置在蓄熱腔室。
[0021]所述的流體管道選自下列一種或組合:
A、螺旋管；
B、管道的內(nèi)部或者和外壁設(shè)置有換熱翅片；
C、彎曲的管道；
D、其直徑可以變化的管道； E、管道的外壁上設(shè)置有可以與固體粒塊相互連接的凹凸結(jié)構(gòu)；
F、由不同的金屬?gòu)?fù)合而成的管道；
G、管道的內(nèi)或者外壁上設(shè)置有防腐涂層。
[0022]太陽(yáng)能采集器件采用碟式、槽式、塔式中的一種或多種。
[0023]流體為下列一種或多種:熔融鹽、液體(含水或?qū)嵊?、氣體(含空氣)、液態(tài)金屬、等離子態(tài)、超臨界體。
[0024]所述的液態(tài)金屬為下列一種或者多種或其化合物:汞，銫，鎵，銣，鉀，鈉，銦，鋰，錫，鉍，鉈，鎘，鉛，鋅，銻，鎂，鋁。
[0025]
采用本發(fā)明的技術(shù)方案可產(chǎn)生如下的有益效果:
1、本發(fā)明實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能聚焦熱利用的大規(guī)模、高效率的蓄熱換熱，實(shí)現(xiàn)10-1500度的熱能儲(chǔ)存，安全可靠；
2、本發(fā)明采用可再生熱管技術(shù)，使得熱管的壽命可以延長(zhǎng)到30年甚至更高，僅需要更換熱管的工作介質(zhì)即可。
[0026]3、本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)蓄熱，將蓄熱器移動(dòng)到需要的地方實(shí)現(xiàn)熱能的采集及利用。
[0027]4、本發(fā)明可以應(yīng)用于太陽(yáng)能以及與其互補(bǔ)的地?zé)帷⒐夥?、風(fēng)電、生物質(zhì)等多種應(yīng)用。
【附圖說明】
[0028]圖1是熱管三腔流體聚焦太陽(yáng)能光熱加熱傳熱蓄熱系統(tǒng)示意圖。
[0029]圖2是三腔流體聚焦太陽(yáng)能光熱加熱傳熱蓄熱系統(tǒng)示意圖。
[0030]圖3是移動(dòng)二腔流體聚焦太陽(yáng)能光熱加熱傳熱畜熱系統(tǒng)不意圖。
[0031]
圖中標(biāo)號(hào)含義:
1:蓄熱材料進(jìn)口，2:蓄熱材料出口，3:放熱腔室進(jìn)口，4:放熱腔室出口，5:熱管再生管6:蓄熱材料腔體，7:放熱腔室，8:腔室隔板，9:太陽(yáng)能聚焦采集系統(tǒng)，10:蓄熱材料，11:充熱腔室，12:充熱腔室進(jìn)口，13熱源，14 ;運(yùn)輸車輛，15:加熱熱管，16:充