[发明专利]一种同心套管式太阳能等温吸热器

说明书

本发明公开了一种同心套管式太阳能等温吸热器，包括吸热器本体，吸热器本体上设有工质入口和工质出口，吸热器本体包括底板，工质入口和工质出口均设置在底板下表面，底板上表面设有多个同心设置的套管，套管为圆柱状且轴线垂直于所述底板，套管上端通过透明玻璃密封；最内圈套管内部形成中心腔体，相邻套管间构成环形腔体，工质入口与中心腔体内部连通，工质出口与最外圈环形腔体内部连通；除最外圈套管以外的各套管侧壁均设有若干均匀布置的小孔，相邻套管侧壁上的小孔交错排列。本发明的同心套管式太阳能等温吸热器，工质首先进入太阳能流密度最高的中心腔体区域吸热，然后逐层向能流密度比较低的边缘区域流动扩散，实现等温吸热。

技术领域

本发明涉及太阳能装置领域，尤其涉及一种同心套管式太阳能等温吸热器。

背景技术

太阳能是一种可再生清洁能源。开发利用太阳能资源对节能减排、促进生态文明建设具有重要意义。太阳能吸热器是太阳能热动力发电、热化学反应等系统的关键设备之一。根据功能要求不同，目前已提出的太阳能吸热器方案有很多。

现有的太阳能吸热器主要针对聚集太阳能流密度不均匀分布设计的，利用聚集高密度太阳能流加入工质，完成太阳辐射能转换成工质高温内能。由于对工质的流通路径设计及其流量控制方法考虑不足，导致吸热器能流密度高的吸热区工质流量小、换热效果差，出现局部高温，热效率低，安全可靠性差。

针对现有技术中存在的不足，申请人提出本发明。

发明内容

本发明的目的是提供一种同心套管式太阳能高温热转换吸热器，该太阳能高温热转换吸热器针对太阳能流密度分布，定向设计工质流通路径，实现吸热器等温吸热。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：一种同心套管式太阳能等温吸热器，包括吸热器本体，吸热器本体上设有工质入口和工质出口，所述吸热器本体包括底板，所述工质入口和工质出口均设置在底板下表面，底板上表面设有多个同心设置的套管，套管为圆柱状且轴线垂直于所述底板，各套管长度相等，最外圈套管管径与聚集太阳光光斑半径相等，套管上端通过透明玻璃密封；最内圈套管内部形成中心腔体，相邻套管间构成环形腔体，所述工质入口与中心腔体内部连通，所述工质出口与最外圈环形腔体内部连通；除最外圈套管以外的各套管侧壁均设有若干均匀布置的小孔，用于连通中心腔体和最外圈环形腔体，相邻套管侧壁上的小孔交错排列。

进一步的，所述套管长度为20-40cm，套管数量为四个，相邻套管间距为3-5cm。

进一步的，任一所述套管侧壁上的小孔间距均为1-3cm。

进一步的，所述套管和底板为一体设计，均采用金属或陶瓷材料制成。

本发明的有益效果是：

(1)本发明的同心套管式太阳能等温吸热器，工质首先进入太阳能流密度最高的中心腔体区域吸热，然后逐层向能流密度比较低的边缘区域流动扩散。此外，根据工质流动特性，越靠近套管上端的小孔，工质质量流量越大，吸热量越多，与入射聚集太阳光套管上端高、下端低的轴向分布特性匹配，从而能够实现吸热器等温吸热。

(2)本发明吸热器以工质通过小孔的射流换热为主，换热强度高，传热效果好。同时，同心套管表面积大，导热扩散能力强，能够有效防止局部高温烧蚀，安全可靠性好。

(3)本发明同心套管整齐规则，工质流动阻力相对较小，工质压损小，做功能力强。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。