本發(fā)明涉及太陽能光熱發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種太陽能集熱器。

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)境污染問題和全球變暖，該問題已成為國際社會的熱門話題，但是由于發(fā)達(dá)國家、發(fā)展中國家和欠發(fā)達(dá)國家之間的與本國利益相關(guān)的不同意見而正走向一個(gè)不期望的方向。與其相應(yīng)地，做出了對開發(fā)新的可再生能源的各種嘗試，以積極地應(yīng)對全球變暖和環(huán)境問題。新的可再生能源是指通過轉(zhuǎn)換傳統(tǒng)的化石燃料進(jìn)行利用或?qū)Π柟狻⑺?、地?zé)?、生物有機(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?？稍偕茉窗ㄌ枱?、太陽光、生物質(zhì)能、風(fēng)力、小水電、地?zé)?、海洋能和廢棄物能源等，而新能源包括燃料電池、液化煤炭、氣化煤炭和氫能。問題是，從新的可再生能源、特別是太陽光發(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熱發(fā)電的太陽熱發(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)下有采用通過追蹤太陽的同時(shí)以高效率的聚光器在短焦距內(nèi)對太陽能進(jìn)行聚集，進(jìn)而對太陽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)的太陽能集熱器存在發(fā)熱效率低、保溫效果差、液體介質(zhì)受白天和黑夜溫差影響容易固結(jié)，且集熱器中的集熱管受熱不均，受熱面積小等諸多問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種保溫效果好、熱轉(zhuǎn)換效率高的定弧長拱腔式液體工質(zhì)太陽能集熱器。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種太陽能集熱器，包括用于太陽光照射的吸熱裝置，以及設(shè)置于所述吸熱裝置外圍防止熱量流失的爐膛體，所述吸熱裝置包括平行架設(shè)于所述爐膛體內(nèi)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度方向并排設(shè)置用于形成太陽光照射面的若干組集熱管單元，以及用于將沿若干組所述集熱管單元依次流動的液體工質(zhì)導(dǎo)入導(dǎo)出的進(jìn)流管和出流管，所述進(jìn)流管和出流管分別貫穿所述爐膛體且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的管長及弧長均設(shè)置為相等，所述第二集熱管單元的管長呈依次遞減設(shè)置且弧長相等；

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由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，所述第一分流管或第二分流管的分流單元分別對應(yīng)設(shè)置有排污管。

其中，所述進(jìn)流管和出流管分別設(shè)置于所述第一分流管或第二分流管的兩端。

其中，所述爐膛體由內(nèi)到外依次設(shè)置有真空隔熱層、復(fù)合保溫層及保溫殼體，且所述爐膛體的一端設(shè)置有便于太陽光光線射入的開口。

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。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明包括用于太陽光照射的吸熱裝置，以及設(shè)置于所述吸熱裝置外圍防止熱量流失的爐膛體，所述吸熱裝置包括平行架設(shè)于所述爐膛體內(nèi)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度方向并排設(shè)置用于形成太陽光照射面的若干組集熱管單元，以及用于將沿若干組所述集熱管單元依次流動的液體工質(zhì)導(dǎo)入導(dǎo)出的進(jìn)流管和出流管，所述進(jìn)流管和出流管分別貫穿所述爐膛體且與外部熱交換裝置相連接。此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將若干組集熱管單元通過第一分流管和第二分流管進(jìn)行依次貫通連接，有效的增加了太陽光的照射面積，提高了集熱管中的液體介質(zhì)的熱轉(zhuǎn)換效率，且通過外圍爐膛體的設(shè)置，有效防止熱量流失，防止液體介質(zhì)受溫差波動而堵塞集熱管。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種太陽能集熱器吸熱裝置的軸測圖。

圖2是圖1中第一集熱管單元的軸測圖。

圖3是圖1中第二集熱管單元的軸測圖。

圖4是圖2中的小集熱單元的軸測圖。

圖5是圖4中A處的局部放大圖。

圖6是圖3中的小集熱單元的軸測圖。

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中爐膛體的截面圖。

圖13是圖1中爐膛體的軸測圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖并通過具體實(shí)施方式來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

如圖1及圖13所示，該液體工質(zhì)太陽能集熱器包括用于太陽光照射的吸熱裝置1，以及設(shè)置于吸熱裝置1外圍防止熱量流失的爐膛體2，吸熱裝置1包括平行架設(shè)于爐膛體2內(nèi)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長度方向并排設(shè)置用于形成太陽光照射面的若干組集熱管單元13，以及用于將沿若干組集熱管單元13依次流動的液體工質(zhì)導(dǎo)入導(dǎo)出的進(jìn)流管14和出流管15，進(jìn)流管14和出流管15分別貫穿爐膛體2且與外部熱交換裝置相連接。當(dāng)太陽光穿過爐膛體一側(cè)壁上的開口，照射到有若干組集熱管單元并排組合而成的太陽光照射面時(shí)，通過進(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時(shí)被加熱為高溫液體，加熱后的高溫液體最終通過出流管流入外部熱交換裝置。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。

作為進(jìn)一步優(yōu)選，上述太陽能集熱器為盡可能多的接受太陽光的照射，在實(shí)際應(yīng)用中會被架設(shè)到高處，然后通過布置在地面上的太陽能透鏡群通過自動追蹤太陽光，并對設(shè)置在爐膛體內(nèi)的吸熱裝置進(jìn)行照射，從而有效增加太陽能集熱器的光照強(qiáng)度，提高熱量轉(zhuǎn)換效率。

本實(shí)施例中，如圖2及圖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渡連接形成傾斜吸熱面的第二集熱管單元132。作為優(yōu)選，如圖4及圖5所示，第一集熱管單元131的管長及弧長均設(shè)置為相等，如圖6及圖7所示，第二集熱管單元132的管長呈依次遞減設(shè)置且弧長相等；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的太陽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及圖4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的兩端貫通連接的兩個(gè)支撐部1312、分別與兩個(gè)支撐部1312貫通連接的兩個(gè)承重部1313，兩個(gè)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均由8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所示的分叉結(jié)構(gòu)呈分散設(shè)置且左右對稱，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。

采用上述同樣的原理和結(jié)構(gòu)，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，有效防止太陽光流失，用于組成第二集熱管單元的集熱管的長度弧長固定且管長依次遞減，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)，并依次對齊后使得承重部的管口分別與如圖8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所示的吸熱裝置1。

如圖8和圖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設(shè)于分流管上的開槽內(nèi)，使得阻斷液體介質(zhì)的軸向流動，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，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。

如圖11所示，為了防止加熱熔鹽在集熱管中流動時(shí)阻塞或長期使用過程中需要集熱管進(jìn)行清洗排污，第二分流管的分流單元111分別對應(yīng)設(shè)置有排污管112。也可以將排污管設(shè)置到第一分流管的分流單元上。

本實(shí)施例中，如圖8所示，進(jìn)流管14和出流管15分別設(shè)置于第一分流管11的兩端的分流單元相連接，進(jìn)流管與外部熱交換裝置中的液體泵相連接，出液口與外部用于儲存高溫液體工質(zhì)的高溫液體工質(zhì)罐相連接，依此將高溫熔鹽吸收到的熱量進(jìn)行轉(zhuǎn)換發(fā)電。

本實(shí)施例中，如圖12所示，爐膛體2由內(nèi)到外依次設(shè)置有真空隔熱層21、復(fù)合保溫層22及保溫殼體23，且爐膛體2的一端設(shè)置有便于太陽光光線射入的開口24。作為優(yōu)選，復(fù)合保溫層22采用硅酸鋁棉層及在硅酸鋁棉層正反兩面覆蓋鋁箔層的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，并配合真空隔熱層及保溫殼體進(jìn)行有效保溫，以此防止加熱后的高溫熔鹽受溫度波動而凝結(jié)。

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