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一种显热蓄热型太阳能集热管及调控加热方法技术

技术编号:11044318 阅读:92 留言:0更新日期:2015-02-18 10:49
本发明专利技术公开了一种显热蓄热型太阳能集热管及调控加热方法。它包括换热管、蓄热体、真空玻璃管、波纹连接管、端盖、真空抽气口、选择性吸光涂层、填充剂;换热管通过填充剂与蓄热体同轴过盈配合连接,换热管两端分别与波纹连接管焊接连接,波纹连接管通过端盖与真空玻璃管实现密封连接,端盖上设有真空抽气口,蓄热体的表面镀有选择性吸光涂层。本发明专利技术通过在集热管上加入蓄热体,利用蓄热体的显热蓄热有效的克服了太阳能间歇性特征引起太阳能集热系统换热工质温度和流量波动的问题,为太阳能集热系统的稳定运行提供了很好的技术支撑。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及太阳能集热管技术,尤其涉及。
技术介绍
光热太阳能技术是当前可持续能源发展的重要组成部分,具有广阔的市场前景。太阳能集热管是光热太阳能系统的核心部件,其性能好坏直接决定了太阳能系统的性能指标。如何提高和改善现有太阳能集热管的性能,对于提高太阳能系统的性能至关重要。 由于太阳辐照受到气候的影响,普遍存在间歇性的特点。因此,集热管的加热存在间歇性热流加热的问题,而这种间歇性热流加热会导致集热管的温度随着辐照条件的改变而出现瞬时波动,最终对集热管的疲劳特性、出口热流体的温度品位等都受到一定的影响。 因此,如何保证降低间歇性辐照对集热管性能的影响,实现较为连续稳定的加热,成为传统太阳能集热管面临的一大难题和挑战。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述问题,提供。 为实现上述目的,本专利技术采用以下技术方案:显热蓄热型太阳能集热管包括换热管、蓄热体、真空玻璃管、波纹连接管、端盖、真空抽气口、选择性吸光涂层、填充剂;换热管通过填充剂与蓄热体同轴过盈配合连接,换热管两端分别与波纹连接管焊接连接,波纹连接管通过端盖与真空玻璃管实现密封连接,端盖上设有真空抽气口,蓄热体的表面镀有选择性吸光涂层。 所述的蓄热体为固态单相蓄热材料,固态单相蓄热材料包括石墨、碳棒、混凝土。所述的填充剂包括高温导热胶、膨胀石墨、石墨烯、碳纳米管微纳粉末。蓄热型太阳能集热管包括直通管式和[型套管式两种形式,其中4型套管式集热管的真空玻璃管与蓄热体之间装有支撑架。 显热蓄热型太阳能集热管的调控加热方法:入射太阳能光通过选择性吸光涂层吸收传输给蓄热体再传输给换热管,最终加热管内工质,实现热量输送。蓄热体与换热管之间通过填充剂来改善换热热阻,提高传热速率;在吸热过程中,蓄热体首先被加热,正常工况下,蓄热体已通过自身温度的升高储存了部分热量,当太阳辐照出现瞬时变化时,通过蓄热体自身温度的升高/降低调节,同时通过调节集热管内的流量,达到稳定传热给换热管的目的,实现对换热管的稳定连续传热,以保证了集热管的连续加热工作,避免了集热管出口温度因为太阳光的瞬时变化而波动,提高了集热管对太阳辐照条件的适应性。 本专利技术通过在集热管上加入蓄热体,利用蓄热体的温度的升降吸收和释放,保证了集热管的稳定传热目的,有效的克服了太阳能间歇性特征引起太阳能集热系统温度和流量波动的问题,为太阳能集热系统的稳定运行提供了很好的技术支撑。 【附图说明】 图1仏)是直通管式显热蓄热型太阳能集热管示意图;图1(4是V型套管式显热蓄热型太阳能集热管示意图;图2是集热管截面示意图。 图中:换热管1、蓄热体2、真空玻璃管3、波纹连接管4、端盖5、真空抽气口6、选择性吸光涂层7、填充剂8、支撑架9。 【具体实施方式】 如图1所示,显热蓄热型太阳能集热管包括换热管1、蓄热体2、真空玻璃管3、波纹连接管4、端盖5、真空抽气口 6、选择性吸光涂层7、填充剂8 ;换热管1通过填充剂8与蓄热体2同轴过盈配合连接,换热管1两端分别与波纹连接管4焊接连接,波纹连接管4通过端盖5与真空玻璃管3实现密封连接,端盖5上设有真空抽气口 6,蓄热体2的表面镀有选择性吸光涂层7。 所述的蓄热体2为固态单相蓄热材料,固态单相蓄热材料包括石墨、碳棒、混凝土。所述的填充剂8为耐高温、高导热、低热阻材料,且具有较好的膨胀率,包括高温导热胶,膨胀石墨、石墨烯、碳纳米管微纳粉末。显热蓄热型太阳能集热管包括直通管式和I型套管式两种形式,其中,V型套管式集热管的真空玻璃管3与蓄热体2之间装有支撑架9。 显热蓄热型太阳能集热管调控加热方法:入射太阳能光通过选择性吸光涂层7吸收传输给蓄热体2再传输给换热管1,最终加热管内工质,实现热量输送。蓄热体2与换热管1之间通过填充剂8来改善换热热阻,提高传热速率;在吸热过程中,蓄热体2首先被加热,正常工况下,蓄热体2已通过自身温度的升高储存了部分热量,当太阳辐照出现瞬时变化时,通过蓄热体2自身温度的升高/降低调节,同时通过调节集热管内的流量,达到稳定传热给换热管1的目的,实现对换热管1的稳定连续传热,以保证了集热管的连续加热工作,避免了集热管出口温度因为太阳光的瞬时变化而波动,提高了集热管对太阳辐照条件的适应性。 显热蓄热型太阳能集热管的工作过程如下:太阳光照射到集热管上,选择性吸光涂层通过吸收太阳光加热蓄热体,随着蓄热体温度的升高,由于填充剂具有较好的膨胀率和导热性能,受热膨胀以后,进一步提高了蓄热体和传热管之间的接触,降低了接触热阻,提高了导热效果,蓄热体热量一方面传输给换管对集热管内工质进行加热,一方面通过自身的显热储存了部分热量。 当太阳辐照快速升高时,蓄热体首先被加热,由于其蓄热功能,从而延缓了集热管内温度的上升速率;当太阳辐照快速降低时,蓄热体通过自身的显热,对换热管工质继续进行加热,保证了集热管的继续加热的效果,延缓了集热管温度冷却速率;最终实现了对改善集热管温度对太阳辐照的灵敏系数,提高了系统的稳定性和适应性。 本专利技术装置通过在集热管中引入蓄热体,通过利用蓄热体的显热蓄热,一方面保证了蓄热体的安装固定问题,另一方面避免了在瞬时太阳光突变时,集热管也随之快速突变的不稳定波动,有效的提高了集热管对太阳能辐照特征的适应性,提高了太阳能系统的稳定性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种显热蓄热型太阳能集热管,其特征在于包括换热管(1)、蓄热体(2)、真空玻璃管(3)、波纹连接管(4)、端盖(5)、真空抽气口(6)、选择性吸光涂层(7)、填充剂(8);换热管(1)通过填充剂(8)与蓄热体(2)同轴过盈配合连接,换热管(1)两端分别与波纹连接管(4)焊接连接,波纹连接管(4)通过端盖(5)与真空玻璃管(3)实现密封连接,端盖(5)上设有真空抽气口(6),蓄热体(2)的表面镀有选择性吸光涂层(7)。

【技术特征摘要】
1.一种显热蓄热型太阳能集热管,其特征在于包括换热管(I)、蓄热体(2)、真空玻璃管(3)、波纹连接管(4)、端盖(5)、真空抽气口(6)、选择性吸光涂层(7)、填充剂(8);换热管(1)通过填充剂(8)与蓄热体(2)同轴过盈配合连接,换热管(I)两端分别与波纹连接管(4)焊接连接,波纹连接管(4)通过端盖(5)与真空玻璃管(3)实现密封连接,端盖(5)上设有真空抽气口(6),蓄热体(2)的表面镀有选择性吸光涂层(7)。2.根据权利要求1所述的一种显热蓄热型太阳能集热管,其特征在于所述的蓄热体(2)为固态单相蓄热材料,固态单相蓄热材料包括石墨、碳棒、混凝土。3.根据权利要求1所述的一种显热蓄热型太阳能集热管,其特征在于所述的填充剂(8)包括高温导热胶、膨胀石墨、石墨烯、碳纳米管微纳粉末。4.根据权利要求1所述的一种显热蓄热型太阳能集热管,其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员:张良王宇飞华蒙朱子钦王涛范利武俞自涛胡亚才
申请(专利权)人:浙江大学
类型:发明
国别省市:浙江;33

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