固體粒塊蝶式太陽(yáng)能脈動(dòng)驅(qū)動(dòng)加熱傳熱系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽(yáng)能熱能利用，特別是利用碟式太陽(yáng)能加熱及傳熱和利用。
【背景技術(shù)】
[0002]在太陽(yáng)能領(lǐng)域，采用熔融鹽蓄熱傳熱，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。同時(shí)，其傳熱溫度通常不高于600度，對(duì)再高的溫度，無(wú)法實(shí)現(xiàn)傳熱。
[0003]在太陽(yáng)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(wú)法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的熱能存儲(chǔ)。
[0004]對(duì)于碟式太陽(yáng)能聚焦系統(tǒng)，通常采用熔融鹽進(jìn)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(shí)現(xiàn)高溫采用空氣進(jìn)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】

[0005]本發(fā)明的目的是提供固體粒塊碟式太陽(yáng)能加熱傳熱系統(tǒng)，采用固體粒塊取代熔融鹽和空氣，采用動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)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)固體顆粒，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?gòu)倪M(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)；
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(yáng)能碟式太陽(yáng)能鏡采集的熱能加熱固體粒塊，并通過(guò)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(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:
固體粒塊碟式太陽(yáng)能加熱傳熱系統(tǒng)，由碟式太陽(yáng)能鏡、蝶式太陽(yáng)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(yáng)能蝶式采集系統(tǒng)，其特征是:包括固體粒塊脈動(dòng)驅(qū)動(dòng)栗；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(guò)連桿與動(dòng)力裝置相連接，由動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)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?gòu)倪M(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)；
將固體粒塊脈動(dòng)驅(qū)動(dòng)栗設(shè)置在太陽(yáng)能蝶式采集系統(tǒng)的支架上或地面上，固體粒塊設(shè)置在裝載箱內(nèi)，固體粒塊脈動(dòng)驅(qū)動(dòng)栗、蝶式太陽(yáng)能光熱轉(zhuǎn)換器與蓄熱換熱器分別通過(guò)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)置在蝶式采集系統(tǒng)的焦點(diǎn)部位的蝶式太陽(yáng)能光熱轉(zhuǎn)換器中，經(jīng)蝶式太陽(yáng)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(dá)到400-1500度，然后，固體粒塊沿著管道進(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50-300度，低溫的固體粒塊沿著連接管道進(jìn)入到裝載箱內(nèi)，再由固體粒塊脈動(dòng)驅(qū)動(dòng)栗驅(qū)動(dòng)進(jìn)入到蝶式太陽(yáng)能光熱轉(zhuǎn)換器中，從而實(shí)現(xiàn)利用固體粒塊脈動(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。
[0007]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。
[0008]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)。
[0009]溫控材料選擇些列一種:
A、真空氣體或惰性氣體，用于增加熱阻，實(shí)現(xiàn)隔熱；
B、液體；
C、相變材料；
D、固體隔熱材料；
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。
[0010]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(diǎn)，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)固體粒塊在流動(dòng)過(guò)程中的擾流，提高固體粒塊的傳熱能力。
[0011 ] 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(yáng)能鏡上設(shè)置有太陽(yáng)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(yáng)能光照強(qiáng)度傳感器、來(lái)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(yáng)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。
[0012]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。
[0013]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。
[0014]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。
[0015]在蝶式太陽(yáng)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(yáng)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(yáng)能光照強(qiáng)度及角度的傳感器的數(shù)據(jù)，來(lái)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(yáng)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。
[0016]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。
[0017]電子控制器件上設(shè)置有無(wú)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)。
[0018]
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(shí)現(xiàn)碟式太陽(yáng)能的采集，本發(fā)明提供可以實(shí)現(xiàn)高溫、無(wú)壓的熱采集和傳遞的技術(shù)方法；可以實(shí)現(xiàn)400-1500度的傳熱。
[0019]2、本發(fā)明采用溫控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)溫度的控制，可以保證所采的溫度達(dá)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(yáng)能、地?zé)?、生物質(zhì)等多種應(yīng)用。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是是固體粒塊脈動(dòng)驅(qū)動(dòng)栗示意圖；
圖2是是固體粒塊碟式太陽(yáng)能加熱傳熱系統(tǒng)示意圖；
圖3是是固體粒塊碟式太陽(yáng)能加熱傳熱溫控系統(tǒng)示意圖。
[0021]
圖中標(biāo)號(hào)含義:
1:固體粒塊，2:螺旋器件，3:螺旋管道，4:傳感器件，5:脈動(dòng)腔室，6:脈動(dòng)腔室進(jìn)口，7:脈動(dòng)腔室出口，8:裝載箱，9:溫控腔室，10:溫控材料，11:推板，12:連桿，13:動(dòng)力裝置，14:液壓缸，15:電機(jī)，16:殼體，17:閥門或開關(guān)，18:活塞，19:上行管道，20:下行管道，21、碟式太陽(yáng)能鏡、22、光熱轉(zhuǎn)換器、23、脈動(dòng)栗、24、保溫管、25、蓄熱換熱器，26:裝載箱、27:連接管道，28:溫控器件。
【具體實(shí)施方式】
[0022]實(shí)施例1、固體粒塊脈動(dòng)驅(qū)動(dòng)栗
圖1由動(dòng)力裝置13、脈動(dòng)腔室5、推板11、固體粒塊進(jìn)口 6、固體粒塊出口 7、電子控制裝置、殼體16組成，推板通過(guò)連桿12與動(dòng)力裝置13相連接，可以由動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)在脈動(dòng)腔室內(nèi)實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，動(dòng)力裝置13由液壓缸14及電機(jī)15組成，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓缸，液壓缸推動(dòng)連桿12，帶動(dòng)推板11，推板推動(dòng)固體粒塊運(yùn)動(dòng)，固體粒塊1從進(jìn)口 6進(jìn)入到脈動(dòng)腔室5內(nèi)，動(dòng)力裝置13提供動(dòng)力將推板11驅(qū)動(dòng)，推板11推動(dòng)固體顆粒1，將脈動(dòng)腔室5內(nèi)的固體粒塊1驅(qū)動(dòng)，從出口 7流出到脈動(dòng)腔室5外部，動(dòng)力裝置13復(fù)位后，第二部分固體粒塊1再?gòu)倪M(jìn)口進(jìn)入到脈動(dòng)腔室5內(nèi)，再由動(dòng)力裝置13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)。為了適合于進(jìn)行高溫驅(qū)動(dòng)，在動(dòng)力裝置13與脈動(dòng)腔室5之間設(shè)置有溫控腔室9，在溫控腔室9內(nèi)設(shè)置有溫控材料10，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)，以實(shí)現(xiàn)溫度10-1500攝氏度的傳熱。
[0023]實(shí)施例二、固體粒塊碟式太陽(yáng)能加熱傳系統(tǒng)
圖2所示的固體粒塊碟式太陽(yáng)能加熱傳熱系統(tǒng)，由碟式太陽(yáng)