固體粒塊槽式太陽能脈動(dòng)驅(qū)動(dòng)換熱傳熱系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及太陽能熱能利用，特別是利用固體粒塊實(shí)現(xiàn)線聚焦太陽能加熱及傳熱和利用。
【背景技術(shù)】
[0002]在太陽能領(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]對(duì)于槽式太陽能聚焦系統(tǒng)，通常采用熔融鹽進(jìn)行傳熱，太陽能采集管通常采用不銹鋼的關(guān)鍵的光熱轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部流動(dòng)熔融鹽，但是這種結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是明顯的，耗能、有毒，安全與經(jīng)濟(jì)性存在明顯的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的是提供固體粒塊槽式太陽能脈動(dòng)驅(qū)動(dòng)換熱傳熱系統(tǒng)，采用固體粒塊取代熔融鹽，將固體粒塊設(shè)置在傳送器件上，傳送器件設(shè)置在玻璃管內(nèi)，實(shí)現(xiàn)熱能的采集加熱固體粒塊，并通過傳輸器件將固體粒塊傳輸?shù)叫顭崞鲀?nèi)，完成熱能的采集和傳熱。本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)高溫、大規(guī)模、低成本、高效率的采集及傳熱，并適合于10-1500度的溫度工作。
[0006]具體
【發(fā)明內(nèi)容】
如下:
[0007]固體粒塊槽式太陽能脈動(dòng)驅(qū)動(dòng)換熱傳熱系統(tǒng)，由槽式太陽能鏡、線聚焦太陽能光熱轉(zhuǎn)換器、透光管、保溫管、蓄熱換熱器組成一組太陽能槽式線聚焦采集系統(tǒng)，其特征是:包括固體粒塊脈動(dòng)驅(qū)動(dòng)栗；
[0008]所述線聚焦太陽能光熱轉(zhuǎn)換器包括至少有一個(gè)管道，在管道的一端設(shè)置有進(jìn)口，在另外一端設(shè)置有出口，固體粒塊可以從進(jìn)口進(jìn)入到管道內(nèi)部，在管道的腔體內(nèi)部設(shè)置有螺旋器件，螺旋器件由圓柱螺旋線或螺旋管組成，螺旋器件固定連接在轉(zhuǎn)桿上，轉(zhuǎn)桿設(shè)置在管道內(nèi)容，并與管道的軸線重合或平行，螺旋器件的進(jìn)口與管道的進(jìn)口相互聯(lián)通，螺旋器件的出口與管道的出口相互聯(lián)通，在管道內(nèi)部或者周圍設(shè)置有至少一個(gè)電機(jī)，電機(jī)與轉(zhuǎn)桿進(jìn)行連接，電機(jī)可以驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)桿轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)固定在其上的螺旋器件在管道內(nèi)部進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，固體粒塊可以經(jīng)由開口部位進(jìn)入到螺旋管道內(nèi)，在電機(jī)驅(qū)動(dòng)下螺旋管道轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)螺旋管道內(nèi)的固體粒塊從進(jìn)口流動(dòng)到出口 ；
[0009]所述固體粒塊脈動(dòng)驅(qū)動(dòng)栗，由動(dòng)力裝置、脈動(dòng)腔室、推板、固體粒塊進(jìn)口、固體粒塊出口、電子控制裝置、殼體組成，推板通過連桿與動(dòng)力裝置相連接，由動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)推板在脈動(dòng)腔室內(nèi)實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，固體粒塊從進(jìn)口進(jìn)入到脈動(dòng)腔室內(nèi)，動(dòng)力裝置提供動(dòng)力將推板驅(qū)動(dòng)，推板推動(dòng)固體粒塊，將脈動(dòng)腔室內(nèi)的固體粒塊驅(qū)動(dòng)，從出口流出到脈動(dòng)腔室外部，動(dòng)力裝置復(fù)位后，第二部分固體粒塊再從進(jìn)口進(jìn)入到脈動(dòng)腔室內(nèi)，再由動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)從出口流出，從而實(shí)現(xiàn)固體粒塊的脈動(dòng)流動(dòng)；
[0010]透光管設(shè)置在槽式太陽能鏡的太陽能照射部位，保溫管設(shè)置在槽式太陽能鏡非照射部位，透光管與保溫管進(jìn)行連接，傳送器件設(shè)置在透光管或保溫管內(nèi)，固體粒塊由固體粒塊脈動(dòng)驅(qū)動(dòng)栗驅(qū)動(dòng)可以在螺旋管道內(nèi)運(yùn)動(dòng)；
[0011]將固體粒塊脈動(dòng)驅(qū)動(dòng)栗設(shè)置在太陽能槽式線聚焦采集系統(tǒng)的支架上或地面上，固體粒塊設(shè)置在裝載箱內(nèi)，固體粒塊脈動(dòng)驅(qū)動(dòng)栗、線聚焦太陽能光熱轉(zhuǎn)換器與蓄熱換熱器分別通過上行管道和下行管道以及連接管道相互連接形成一個(gè)閉環(huán)的回路系統(tǒng)，固體粒塊經(jīng)由固體粒塊脈動(dòng)驅(qū)動(dòng)栗驅(qū)動(dòng)，沿固體粒塊上行管道進(jìn)入到設(shè)置在太陽能槽式線聚焦采集系統(tǒng)的焦點(diǎn)部位的線聚焦太陽能光熱轉(zhuǎn)換器中，經(jīng)光熱轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化的熱加固體粒塊，使得固體粒塊溫度達(dá)到300-1000度，然后，固體粒塊沿著下行管道進(jìn)入到蓄熱換熱器中，蓄熱換熱器與發(fā)電的工作介質(zhì)進(jìn)行熱交換，從而使固體粒塊的溫度降到10-200度，低溫的固體粒塊沿著連接管道進(jìn)入到裝載箱內(nèi)，再由脈動(dòng)驅(qū)動(dòng)栗驅(qū)動(dòng)進(jìn)入到線聚焦太陽能光熱轉(zhuǎn)換器中，從而實(shí)現(xiàn)利用脈動(dòng)驅(qū)動(dòng)栗驅(qū)動(dòng)，固體粒塊在封閉循環(huán)管道內(nèi)進(jìn)行循環(huán)，實(shí)現(xiàn)高溫的采集和傳熱、換熱、蓄熱。
[0012]透光管選擇下列一種:有真空層的玻璃管、玻璃管、石英管、微晶管。
[0013]所述的動(dòng)力裝置選擇下列的一種或多種:栗、電機(jī)、空壓機(jī)；所述的栗為液壓栗、液壓連桿、電磁栗。
[0014]管道與多個(gè)蓄熱換熱器進(jìn)行連接，可以將固體粒塊儲(chǔ)存在不同的蓄熱換熱器中實(shí)現(xiàn)蓄熱，但需要使用此熱能時(shí)，再通過流體與固體粒塊換熱，實(shí)現(xiàn)熱能的應(yīng)用。
[0015]為了適合于進(jìn)行高溫驅(qū)動(dòng)，在動(dòng)力裝置與脈動(dòng)腔室之間設(shè)置有溫控腔室，在溫控腔室內(nèi)設(shè)置有溫控材料，以降低高溫固體粒塊的溫度，使得動(dòng)力裝置不受高溫固體粒塊的影響，可以正常工作，連桿設(shè)置在溫控腔室內(nèi)，并可以在溫控腔室內(nèi)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。
[0016]溫控材料選擇些列一種:
[0017]A、真空氣體或惰性氣體，用于增加熱阻，實(shí)現(xiàn)隔熱；
[0018]B、液體；
[0019]C、相變材料；
[0020]D、固體隔熱材料；
[0021]在溫控腔室的殼體上，設(shè)置有進(jìn)口與出口，可以將溫控材料從進(jìn)口進(jìn)入，從出流出。
[0022]在脈動(dòng)腔室的進(jìn)口及出口設(shè)置有擋板或開關(guān)，所述的開關(guān)為電子控制的開關(guān)；在光熱轉(zhuǎn)換器上以及管道上，設(shè)置有溫度傳感器，在太陽能鏡上設(shè)置有太陽能光照強(qiáng)度及角度的傳根器；設(shè)置有智能控制系統(tǒng)，采用計(jì)算機(jī)芯片、軟件、執(zhí)行部件，利用溫度傳感器測(cè)試的數(shù)據(jù)，太陽能光照強(qiáng)度傳感器、來調(diào)整脈動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和頻率，實(shí)現(xiàn)對(duì)脈動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的速度、頻率的控制，對(duì)固體粒塊溫度、動(dòng)力裝置運(yùn)動(dòng)的控制，進(jìn)而可以根據(jù)太陽能光照強(qiáng)度、固體粒塊的溫度，實(shí)現(xiàn)對(duì)傳熱的智能控制。
[0023]所述的固體粒塊為由金屬或非金屬或其混合物組成的顆?；蛘?和磚塊，或者自然界存在的沙粒、鵝卵石、小石塊，固體粒塊的形狀為圓形、多邊形、菱形、扇形、不規(guī)則現(xiàn)狀；在固體粒塊上加工有凹或/和凸部位，或者在固體粒塊上設(shè)置有用于相互連接或者與其他器件連接的連接裝置；兩個(gè)固體粒塊之間的凹或/和凸部位可以構(gòu)成一個(gè)通道；用于流體進(jìn)行流通；所構(gòu)成的通道為柱體、多面體、菱形、拋物線體、旋轉(zhuǎn)拋物線體的一種或其組合，流體可以在流道內(nèi)流動(dòng)并被壓縮或膨脹；在固體粒塊內(nèi)設(shè)置有空腔，在空腔內(nèi)設(shè)置有蓄熱材料。
[0024]固體粒塊有下列至少一種材料組成:
[0025]A、窯爐的排出物，包括冶金、化工、電力、煤炭行業(yè)窯爐排出的鋼渣、鐵渣、煤灰；
[0026]B、尾款粉，包括各種礦選礦后形成的尾款物；
[0027]C、垃圾的固體物質(zhì)，包括垃圾處理后的固體處理物；
[0028]D、建筑廢棄物，包括建筑完成后的廢棄物形成的粒塊；
[0029]E、金屬或非金屬粉，包括石墨粉；
[0030]F、導(dǎo)熱水泥。
[0031]所述的固體粒塊為直徑為1-300麗球體，材料為鋼、鐵、陶瓷、氧化鋁、玻璃、石墨的一種或多種。
[0032]線聚焦太陽能光熱轉(zhuǎn)換器用溫控裝置，在線聚焦太陽能光熱轉(zhuǎn)換器的進(jìn)口以及出口設(shè)置有開關(guān)，在光熱轉(zhuǎn)換器內(nèi)部腔體上設(shè)置有溫度傳感器，在殼體上設(shè)置有太陽能光照強(qiáng)度及角度的傳感器；電子控制器件設(shè)置在光熱轉(zhuǎn)換器的保溫層外部，電子控制器件采集溫度傳感器、太陽能光照強(qiáng)度及角度的傳感器的數(shù)據(jù)，來控制固體粒塊脈動(dòng)驅(qū)動(dòng)栗的電機(jī)，由電機(jī)控制進(jìn)入到脈動(dòng)栗腔體的固體顆粒的數(shù)量和速度，進(jìn)而可以根據(jù)太陽能光照強(qiáng)度、固體粒塊的溫度，實(shí)現(xiàn)對(duì)光熱轉(zhuǎn)換器內(nèi)部固體粒塊溫度的控制，當(dāng)溫度低于設(shè)定值時(shí)，保持固體粒塊在光熱轉(zhuǎn)換器內(nèi)被加熱，當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，打開下光熱轉(zhuǎn)換器出口的電控開關(guān)，將固體粒塊排出到光熱轉(zhuǎn)換器外。
[0033]電子控制器件由線路板、電子器件、軟件、控制面板、殼體組成，電子器件設(shè)置在線路板上，電子器件與傳感器以及電控開關(guān)連接，軟件存儲(chǔ)在電子器件中，控制面板設(shè)置在殼體上；電子控制器件上設(shè)置有無線或有限的裝置，可以將電子控制器件與地面設(shè)備將通訊或直接連接互聯(lián)網(wǎng)。
[0034]電子控制器件上設(shè)置有無線或有線的裝置，可以將電子控制器件與地面設(shè)備將通訊或直接連接互聯(lián)網(wǎng)。
[0035]采用本實(shí)用新型的技術(shù)方案可產(chǎn)生如下的有益效果:
[0036]1、由于現(xiàn)有的槽式采集由熔融鹽傳熱，其溫度為400-600度，無法實(shí)現(xiàn)高溫傳熱，本實(shí)用新型可以到到1500度的高溫采集；突破了現(xiàn)有槽式系統(tǒng)溫度的限制；
[0037]2、本實(shí)用新型安全可靠，經(jīng)濟(jì)使用；
[0038]3、本實(shí)用新型可以應(yīng)用于工業(yè)余熱、太陽能、地?zé)?、生物質(zhì)等多種應(yīng)用。
【附圖說明】
[0039]圖1是脈動(dòng)線聚焦加熱傳熱系統(tǒng)示意圖；
[0040]圖2是具有溫控的脈動(dòng)線聚焦加熱傳熱系統(tǒng)示意圖。
[0041]圖中標(biāo)號(hào)含義:
[0042]1:線聚焦太陽能鏡，2:光熱轉(zhuǎn)換器，3:驅(qū)動(dòng)栗，4:固體粒塊，5:蓄熱器，6:電機(jī)，7:太陽能轉(zhuǎn)換涂層，8:保溫管，9:透光管，10:上行管道，11:下行管道，12:轉(zhuǎn)桿，13:螺旋器件，14:螺旋通道，15:裝載箱，16:開關(guān)或閥門，17:傳感器件，18:溫控器件。
【具體實(shí)施方式】
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