本申请涉及一种太阳能集热装置及具有该集热装置的发电系统，包括吸热层、换热管和隔热层，所述吸热层位于所述换热管的上方，所述隔热层位于所述换热管的下方，所述太阳能集热装置还设有集进管和集出管；所述换热管为微通道换热管，多根所述微通道换热管并列间隔设置在所述集进管和所述集出管之间，所述微通道换热管的直径为0.1mm～4mm。本申请的太阳能集热装置能够提高太阳能热量的利用和转化效率。装置能够提高太阳能热量的利用和转化效率。装置能够提高太阳能热量的利用和转化效率。
【技术实现步骤摘要】
太阳能集热装置及具有该集热装置的发电系统
[0001]本申请涉及一种太阳能集热装置及具有该集热装置的发电系统。
技术介绍
[0002]太阳能因其能量巨大、使用清洁，而且取之不尽、用之不竭，是一种理想的能量来源。太阳能在日常生活中有广泛的作用，其中一种方式是将太阳能转换为电能。例如，太阳能电池就是利用太阳能工作，而太阳能热电站则是利用汇聚的太阳光，把水烧至沸腾变为水蒸气，然后用来发电。太阳能热发电是先将太阳能转化为热能，再将热能转化成电能，它有两种转化方式：一种是将太阳热能直接转化成电能，如半导体或金属材料的温差发电、真空器件中的热电子和热电离子发电、碱金属热电转换以及磁流体发电等；另一种是将太阳热能通过例如汽轮机等热机带动发电机发电。目前，太阳能转换成电能的转换率在10％以下，转化效率低主要是因为太阳能集热板的吸热效率、热机蒸汽与吸收热之间的转化效率和热机将热能转化为电能的效率等因素的影响。现有技术中的太阳能集热板，通常换热管的直径在5mm以上，其内部介质的流速较低，降低了换热效率，而且壁厚较大，增加了能量损耗。另一方面，现有技术中的热循环介质一般采用水，而收集的太阳能由于换热效率较低而不太可能将水变成蒸汽，即不会引起循环介质的相变，使得想通过热机将热能转化为电能非常困难。
[0003]因此，如何设计一种吸热和热转换效率更高的太阳能集热装置是本领域亟待解决的技术问题。
技术实现思路
[0004]本申请的目的是设计一种太阳能集热装置及具有该集热装置的发电系统，通过微通道换热器的高效换热将集热板吸收的太阳能快速转送，防止太阳能集热板吸收太阳能后因自身温升而产生热辐射损失；同时根据太阳能吸热所能达到的温度，采用合适的循环介质，形成较高的蒸汽压力来提高热机将热能转化为电能的效率。
[0005]本申请一方面涉及一种太阳能集热装置，包括吸热层、换热管和隔热层，所述吸热层位于所述换热管的上方，所述隔热层位于所述换热管的下方，所述太阳能集热装置还设有集进管和集出管；所述换热管为微通道换热管，多根所述微通道换热管并列间隔设置在所述集进管和所述集出管之间，所述微通道换热管的直径为0.1mm～4mm，优选为0.1mm～1mm，可以是金属换热管。
[0006]其中，所述吸热层由上下两块吸热板拼合而成，两块吸热板之间设有容纳所述换热管的凹槽；或者，所述吸热层是位于所述换热管上的吸热涂层或吸热膜。所述微通道换热管内的换热介质可以为戊烷或庚烷，所述微通道换热管内可以设有分液格。
[0007]本申请还涉及一种发电系统，包括互相连接的太阳能集热装置和热机，所述太阳能集热装置的所述集出管连接到所述热机的进口，以利用所述集出管内的换热介质推动所述热机转动产生电能，所述太阳能集热装置是如上所述的太阳能集热装置。
[0008]其中，相邻太阳能集热装置的集进管和集出管通过连接管连接，形成太阳能集热模组；所述发电系统还包括连接设置在所述热机下游的气液分离器，所述气液分离器用于对经过所述热机的换热介质进行气液分离，所述气液分离器与所述太阳能集热装置的集进管相连。
[0009]根据本申请的一种太阳能集热装置及具有该集热装置的发电系统，具有以下技术效果：
[0010](1)本申请通过在换热管的上下两侧分别设置吸热层和隔热层，并在集进管和集出管之间并列间隔设置有多根微通道换热管，使得本申请的换热管蓄热效率增加，提高了太阳能的吸收效率，降低了热量损耗；
[0011](2)由于微通道换热管的管径比较小，循环介质在微通道内能形成较大流速，产生微通道换热效应，能够将换热管积蓄的热量快速带走，从而提高换热效率；同时，小管径的微通道换热管具有很大的承压能力，当循环介质温度上升而产生相变产生一定压力的蒸汽时，不会将换热管爆破，可以使换热管厚度减薄，减少换热管的加工成本，降低能源损耗；
[0012](3)本申请的循环换热介质可以采用沸点较小的有机物，例如戊烷、庚烷等，集热装置吸收太阳能并能使循环介质转化为蒸汽，进一步推动热机产生电能，从而提高了热量的利用效率。
附图说明
[0013]图1是本申请太阳能集热装置的剖面图。
[0014]图2是本申请太阳能集热装置的换热管的平面布置图。
[0015]图3是本申请太阳能集热装置组合成模组的平面布置图。
具体实施方式
[0016]为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本申请的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
[0017]本申请的太阳能集热装置包括吸热层11、换热管12和隔热层13，吸热层11位于换热管12的上方，隔热层13位于换热管12的下方。优选地，吸热层11可以是如图1所示的上下两块吸热板拼合而成，两块吸热板相对的位置设有容纳换热管12的凹槽。拼合后，换热管12夹持在两块吸热板之间。本申请的吸热层表面还可以贴有吸热涂膜或者喷涂有吸热涂层，或者所述吸热层就是位于所述吸热管表面的吸热膜或者吸热涂层，用来吸收太阳热能并传递到换热管12上。隔热层13是一种保温材料，用来防止换热管12将积蓄的热量散发到周围环境中，例如底部支撑结构上。
[0018]如图2所示，换热管12的两端设有集进管15和集出管16，集进管15和集出管16之间并列间隔设置有多根换热管12。本申请的换热管12采用直径为0.1mm～4mm的微通道换热管，优选采用直径为0.1mm～1mm的微通道换热管。换热管12优选为金属换热管。换热管12与集进管15、集出管16相连，构成封闭的管路系统，布置在底部支撑结构上。本申请的循环换热介质可以采用沸点较小的有机物，优选为沸点低于80摄氏度的戊烷、庚烷等，从而可以实现换热介质的相变，使得通过蒸汽推动热机转动进行发电成为可能。
[0019]集进管15和/或集出管16中可以设置分液格14，分液格14可以将换热管12根据需要分组，以便让循环介质形成合适长度的流动通道，获得合适的换热面积。由于微通道换热管的管径比较小，因此循环介质的流量即使很小，也能在微通道内形成较大流速，产生微通道换热效应，从而将换热管12吸收的热量快速带走，提高换热效率。同时，由于微通道的管径很小，具有很大的承压能力，当循环介质温度上升而产生相变蒸汽时，不会将换热管12爆破。由于微通道换热管的管径很小，具有很大的承压能力，可以使换热管厚度减薄，减少换热管的加工成本。
[0020]本申请还涉及一种发电系统，其具有如上所述的太阳能集热装置。如图3所示，相邻集热装置的集进管15、集出管16再进一步通过连接管17相连，形成大面积的太阳能集热模组。发电系统还包括热机和气液分离器，太阳能集热装置的集出管连接到热机的进口，集出管内的气态换热介质推动热机转动产生电能，气液分离器连接设置在热机的下游。具体地，集热装置吸收太阳能并使循环介质转化为蒸汽，蒸汽进一步推动热机，产生电能。循环介质蒸汽失去热能后经过气液分离器进行汽液分离，分离的循环介质蒸汽进入集热装置中进行加热，分离本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种太阳能集热装置，其特征在于，包括吸热层、换热管和隔热层，所述吸热层位于所述换热管的上方，所述隔热层位于所述换热管的下方，所述太阳能集热装置还设有集进管和集出管；所述换热管为微通道换热管，多根所述微通道换热管并列间隔设置在所述集进管和所述集出管之间，所述微通道换热管的直径为0.1mm～4mm。2.根据权利要求1所述的太阳能集热装置，其特征在于，所述微通道换热管的直径为0.1mm～1mm。3.根据权利要求1所述的太阳能集热装置，其特征在于，所述微通道换热管是金属换热管。4.根据权利要求1
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3中任一项所述的太阳能集热装置，其特征在于，所述吸热层由上下两块吸热板拼合而成，两块吸热板之间设有容纳所述换热管的凹槽。5.根据权利要求1
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3中任一项所述的太阳能集热装置，其特征在于，所述吸热层是位于所述换热管上的吸热涂层或吸热膜。6.根据权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：郑时红，赵云鹏，茅新波，
申请(专利权)人：浙江易斐科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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