固體粒塊碟式太陽能流態(tài)化驅(qū)動換熱傳熱系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能熱能利用，特別是利用碟式太陽能加熱及傳熱和利用。
【背景技術(shù)】
[0002]對固體顆粒的傳輸，現(xiàn)有技術(shù)為車船等交通工具，以及采用傳送帶、料斗的設(shè)備，但是沒有如傳輸液體一樣的采用栗進行傳輸；
對于傳熱，100度以下基本采用水，100-400度采用導(dǎo)熱油，400-600度采用熔融鹽，但是高于600度，目前沒有經(jīng)濟可靠的方式，實現(xiàn)傳熱、換熱。
[0003]在太陽能領(lǐng)域，采用熔融鹽蓄熱傳熱，雖然熔融鹽可以實現(xiàn)高溫的儲存，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，同時熔融鹽的毒性、經(jīng)濟型、安全性也存在問題，因而熔融鹽蓄熱的使用受到限制。
[0004]在太陽能領(lǐng)域，也采用空氣或其他氣體進行蓄熱，但其熱熔小，無法實現(xiàn)大規(guī)模的熱能存儲。
[0005]對于碟式太陽能聚焦系統(tǒng)，通常采用熔融鹽進行傳熱，但是由于熔融鹽溫度的限制，僅僅可以提供600度溫度，為了實現(xiàn)高溫采用空氣進行傳熱，但是，空氣的熱容很小，很難傳遞大量的熱能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供固體粒塊碟式太陽能流態(tài)化驅(qū)動換熱傳熱系統(tǒng)，既可以實現(xiàn)固體的驅(qū)動，以實現(xiàn)對固體的傳輸，又可以利用傳輸?shù)母邷毓腆w，實現(xiàn)高溫、大規(guī)模、低成本、高效率的傳熱及蓄熱，并適合于10-1500度的溫度的傳熱、蓄熱。本發(fā)明采用固體粒塊取代熔融鹽和空氣，采用動力裝置驅(qū)動固體粒塊與流體在流態(tài)化腔室內(nèi)內(nèi)實現(xiàn)流態(tài)化流動。將采固體粒塊設(shè)置在傳送器件上，傳送器件設(shè)置在保溫管內(nèi)，將太陽能碟式太陽能鏡采集的熱能加熱固體粒塊，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。本發(fā)明可以實現(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。
[0007]
具體
【發(fā)明內(nèi)容】
如下:
固體粒塊碟式太陽能流態(tài)化驅(qū)動換熱傳熱系統(tǒng)，由碟式太陽能鏡、碟式太陽能光熱轉(zhuǎn)換器、保溫管、傳送器件、蓄熱換熱器組成一組太陽能碟式采集系統(tǒng)，其特征是:包括固體粒塊流態(tài)化驅(qū)動栗；
所述固體粒塊流態(tài)化驅(qū)動栗，由動力裝置、流態(tài)化腔室、固體粒塊進口、固體粒塊出口、流體進口、流態(tài)化床、電子控制裝置、殼體組成，固體粒塊通過固體粒塊進口進入到流態(tài)化腔室內(nèi)，流體通過設(shè)置在流態(tài)化腔室殼體上的流體進口進入到流態(tài)化腔室內(nèi)，進入到流態(tài)化室內(nèi)的固體粒塊及流體進行混合達到流態(tài)化狀態(tài)，或者固體粒塊及流體進行混合由動力裝置提供動力驅(qū)動使其達到流態(tài)化狀態(tài)，流態(tài)化床設(shè)置在動力裝置與流態(tài)化腔室之間，動力裝置提供的氣體經(jīng)流態(tài)化床進入到流態(tài)化室內(nèi)，固體粒塊及流體從固體粒塊出口流出到流態(tài)化腔室外部，實現(xiàn)固體粒塊的流態(tài)化流動；
將固體粒塊流態(tài)化驅(qū)動栗設(shè)置在太陽能碟式采集系統(tǒng)的支架上或地面上，固體粒塊設(shè)置在裝載箱內(nèi)，固體粒塊流態(tài)化驅(qū)動栗、碟式太陽能光熱轉(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閉環(huán)的回路系統(tǒng)，固體粒塊經(jīng)由固體粒塊流態(tài)化驅(qū)動栗驅(qū)動，沿固體粒塊上行管道進入到設(shè)置在碟式采集系統(tǒng)的焦點部位的碟式太陽能光熱轉(zhuǎn)換器中，經(jīng)碟式太陽能光熱轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化的熱加熱固體粒塊，使得固體粒塊溫度達到600-1200度，然后固體粒塊沿著下行管道進入到蓄熱換熱器中，蓄熱換熱器與發(fā)電的工作介質(zhì)進行熱交換，從而使固體粒塊的溫度降到100-400度，低溫的固體粒塊沿著連接管道進入到裝載箱內(nèi)，再由固體粒塊流態(tài)化驅(qū)動栗驅(qū)動進入到碟式太陽能光熱轉(zhuǎn)換器中，從而實現(xiàn)利用固體粒塊流態(tài)化驅(qū)動栗驅(qū)動，固體粒塊在封閉循環(huán)管道內(nèi)進行循環(huán)，實現(xiàn)高溫的采集和傳熱、換熱、蓄熱。
[0008]所述的動力裝置選擇下列的一種或多種:風(fēng)機或空壓機。
[0009]下行管道與多個蓄熱換熱器進行連接，可以將固體粒塊儲存在不同的蓄熱換熱器中實現(xiàn)蓄熱，但需要使用此熱能時，再通過流體與固體粒塊換熱，實現(xiàn)熱能的應(yīng)用。
[0010]在進行100度以上高溫傳輸過程中，在動力裝置與流態(tài)化腔室之間設(shè)置有隔熱腔室，以保證動力裝置可以正常的工作。
[0011]隔熱腔室內(nèi)部充入下列一種或多種材料用于完成隔熱:
A、真空氣體或惰性氣體，用于增加熱阻，實現(xiàn)隔熱；
B、液體絕熱材料；
C、相變材料；
D、固體隔熱材料；
在隔熱腔室的殼體上，設(shè)置有用于隔熱材料進出的進口與出口。
[0012]在換熱器、光熱轉(zhuǎn)換器、蓄熱器管道的內(nèi)部設(shè)置有螺紋、翅片、凸點，用于實現(xiàn)對固體粒塊在流動過程中的擾流，提高固體粒塊的傳熱能力。
[0013]在流態(tài)化腔室的進口及出口以及流體的進口設(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)置有太陽能光照強度及角度的傳根器；設(shè)置有智能控制系統(tǒng)，采用計算機芯片、軟件、執(zhí)行部件，利用溫度傳感器測試的數(shù)據(jù)，太陽能光照強度傳感器、來調(diào)整脈動電機的轉(zhuǎn)速和頻率，實現(xiàn)對脈動往復(fù)運動的速度、頻率的控制，對固體粒塊溫度、動力裝置運動的控制，進而可以根據(jù)太陽能光照強度、固體粒塊的溫度，實現(xiàn)對傳熱的智能控制。
[0014]所述的固體粒塊為由金屬或非金屬或其混合物組成的顆粒或者/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；兩個固體粒塊之間的凹或/和凸部位可以構(gòu)成一個通道；用于流體進行流通；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。
[0015]固體粒塊有下列至少一種材料組成: 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；
B、尾款粉，包括各種礦選礦后形成的尾款物；
C、垃圾的固體物質(zhì)，包括垃圾處理后的固體處理物；
D、建筑廢棄物，包括建筑完成后的廢棄物形成的粒塊；
E、金屬或非金屬粉；包括石墨粉；
F、導(dǎo)熱水泥。
[0016]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。
[0017]在碟式太陽能光熱轉(zhuǎn)換器的進口以及出口設(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、太陽能光照強度及角度的傳感器的數(shù)據(jù)，來控制固體粒塊流態(tài)化驅(qū)動栗的電機，由電機控制進入到驅(qū)動栗流態(tài)化腔室的固體粒塊的數(shù)量和速度，進而可以根據(jù)太陽能光照強度、固體粒塊的溫度，實現(xiàn)對光熱轉(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，保持固體粒塊在光熱轉(zhuǎn)換器內(nèi)被加熱，當(dāng)溫度達到設(shè)定值時，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。
[0018]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，軟件存儲在電子器件中，控制面板設(shè)置在殼體上。
[0019]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)。
[0020]
采用本發(fā)明的技術(shù)方案可產(chǎn)生如下的有益效果:
1、采用固體粒塊實現(xiàn)碟式太陽能的采集，本發(fā)明提供可以實現(xiàn)高溫、無壓的熱采集和傳遞的技術(shù)方法；可以實現(xiàn)400-1500度的傳熱。
[0021]2、本發(fā)明采用溫控系統(tǒng)，實現(xiàn)溫度的控制，可以保證所采的溫度達到設(shè)定的溫度；
3、本發(fā)明可以應(yīng)用于工業(yè)余熱、太陽能、地?zé)帷⑸镔|(zhì)等多種應(yīng)用。
【附圖說明】
[0022]圖1是電動液壓固體粒塊流態(tài)化驅(qū)動栗示意圖；
圖2是氣動活塞式固體粒塊流態(tài)化驅(qū)動栗示意圖；
圖3是固體粒塊碟式太陽能加熱傳熱系統(tǒng)示意圖；
圖4是固體粒塊碟式太陽能加熱傳熱溫控系統(tǒng)示意圖。
[0023]
圖中標(biāo)號含義:
1:固體粒塊，2:螺旋器件，3:螺旋管道，4:傳感器件，5:流態(tài)化腔室，6:流態(tài)化腔室進口，7:流態(tài)化腔室出口，8:風(fēng)機(空壓機)，9:隔熱腔室，10:隔熱材料，11:流體進口，12:閥門或開關(guān)，14、流態(tài)化床，15、電子控制裝置，19:上行管道，20:下行管道，21、碟式太陽能鏡，22、光熱轉(zhuǎn)換器、23、流態(tài)化驅(qū)動栗，24:保溫管，25:蓄熱換熱器，26:裝載箱，27:連接管道。
【具體實施方式】
[0024]實施例1、用于高溫傳熱的固體粒塊流態(tài)化驅(qū)動栗
圖1所示由動力裝置13、流態(tài)化腔室5、流體進口 11、固體粒塊進口 6、固體粒塊出口 7、電子控制裝置、流態(tài)化床，殼體組成，為了使固體顆粒達到流態(tài)化，從外部加入一種流體11，流體由流體進口進入到流態(tài)化腔室內(nèi)，進入到流態(tài)化室內(nèi)的固體顆粒及流體進行混合達到流態(tài)化狀態(tài)，流體如采用空氣，高壓空氣進入到流態(tài)化腔室后，將固體顆?；旌线_到流態(tài)化，從而實現(xiàn)固體顆粒與空氣流態(tài)化的傳輸；或者固體顆粒及流體(如可以采用惰性氣體)進行混合由動力裝置高壓渦輪風(fēng)機作為提供動力驅(qū)動使其達到流態(tài)化狀態(tài)，固體顆粒及流體從固體粒塊出口流出到流態(tài)化腔室外部。
[0025]所述的固體粒塊為球體，球體上設(shè)置有孔，由鋼渣60%，石英砂30%，石墨10%，導(dǎo)熱水泥10%，組成，固體粒塊，兩個固體粒塊可以組成成為一個流動的管道5，流體可以在管道內(nèi)流動。
[0026]實施例2、設(shè)置有隔熱腔室的固體粒塊流態(tài)化驅(qū)動栗
圖2所示由動力裝置13、流態(tài)化腔室5、流體進口 11、固體粒塊進口 6、固體粒塊出口 7、電子控制裝置、殼體組成，為了使固體顆粒達到流態(tài)化，從外部加入一種流體11，流體由流體進口進入到流態(tài)化腔室內(nèi)，進入到流態(tài)化室內(nèi)的固體顆粒及流體進行混合達到流態(tài)化狀態(tài)，流