一種氣固兩相換熱儲(chǔ)熱型太陽能集熱系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種氣固兩相換熱儲(chǔ)熱型太陽能集熱系統(tǒng)及方法，包括風(fēng)機(jī)、主送風(fēng)道閥、主送風(fēng)道、顆粒給料機(jī)、聚光吸熱腔、主熱風(fēng)道、主熱風(fēng)道閥、送風(fēng)旁路管道、送風(fēng)旁路閥、分離蓄熱器、分離蓄熱器出口閥、熱風(fēng)連接管、熱風(fēng)旁路閥、熱風(fēng)旁路連接管、主換熱器；分離蓄熱器包括熱風(fēng)進(jìn)口、換熱管束、風(fēng)門、換熱管束進(jìn)口連接管、蓄熱顆粒填充床、旋風(fēng)分離器、熱風(fēng)出口、換熱管束出口連接管、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、顆粒卸料口。本發(fā)明利用氣固兩相換熱實(shí)現(xiàn)吸熱腔不同輻照功率條件下的換熱平衡，并通過氣固分離實(shí)現(xiàn)多余能量的儲(chǔ)存，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對緊湊簡單，具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。
【專利說明】
一種氣固兩相換熱儲(chǔ)熱型太陽能集熱系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及太陽能及蓄熱技術(shù)，尤其設(shè)計(jì)一種氣固兩相換熱儲(chǔ)熱型太陽能集熱系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能作為地球上儲(chǔ)量最豐富的可再生能源，其高效、經(jīng)濟(jì)利用一直是人類能源可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略選擇之一。
[0003]光熱太陽能發(fā)電技術(shù)是太陽能高效利用的主流技術(shù)之一，目前主要包括槽式、塔式、碟式和菲涅耳聚光四種技術(shù)。與光伏太陽能技術(shù)相比，光熱太陽能技術(shù)通過儲(chǔ)能技術(shù)的結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定的供能(發(fā)電)，因此一直受到青睞和關(guān)注?，F(xiàn)有的儲(chǔ)熱型太陽能集熱系統(tǒng)主要采用加熱-蓄熱-加熱的二次換熱方式。例如，對于塔式、槽式、菲涅耳系統(tǒng)而言，通常是將熔鹽(導(dǎo)熱油)直接輸送到吸熱腔(集熱管)加熱后再流入蓄熱罐儲(chǔ)存，在通過蓄熱罐與交換器之間的熱交換產(chǎn)生蒸汽最終滿足發(fā)電所需要的功率，這種方式的難點(diǎn)在于在夜間等太陽輻照低的工況下需要維持管道內(nèi)的熔鹽和導(dǎo)熱油的溫度，以保證流體狀態(tài)防止管道堵塞;而且二次加熱的形式也導(dǎo)致?lián)Q熱系統(tǒng)比較復(fù)雜。
[0004]因此，如何實(shí)現(xiàn)光熱系統(tǒng)的蓄熱與換熱系統(tǒng)的高效化和結(jié)構(gòu)的簡單化一直是光熱發(fā)電系統(tǒng)優(yōu)化發(fā)展的重點(diǎn)之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提出一種氣固兩相換熱儲(chǔ)熱型太陽能集熱系統(tǒng)及方法。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0007]—種氣固兩相換熱儲(chǔ)熱型太陽能集熱系統(tǒng)，包括風(fēng)機(jī)、主送風(fēng)道閥、主送風(fēng)道、顆粒給料機(jī)、聚光吸熱腔、主熱風(fēng)道、主熱風(fēng)道閥、送風(fēng)旁路管道、送風(fēng)旁路閥、分離蓄熱器、分離蓄熱器出口閥、熱風(fēng)連接管、熱風(fēng)旁路閥、熱風(fēng)旁路連接管、主換熱器;分離蓄熱器包括熱風(fēng)進(jìn)口、換熱管束、風(fēng)門、換熱管束進(jìn)口連接管、蓄熱顆粒填充床、旋風(fēng)分離器、熱風(fēng)出口、換熱管束出口連接管、圍護(hù)結(jié)構(gòu)和顆粒卸料口。風(fēng)機(jī)經(jīng)主送風(fēng)道與聚光吸熱腔相連，主熱風(fēng)道的進(jìn)出口分別與聚光吸熱腔出口和分離蓄熱器的熱風(fēng)進(jìn)口相連，熱風(fēng)連接管的進(jìn)出口分別與分離蓄熱器的熱風(fēng)出口和主換熱器相連構(gòu)成主換熱通路；主送風(fēng)道上安裝有主送風(fēng)道閥，聚光吸熱腔的頂端與顆粒給料機(jī)相連，主熱風(fēng)道的末端安裝有主熱風(fēng)道閥，分離蓄熱器的出口安裝有分離蓄熱器出口閥；送風(fēng)旁路管道的兩端分別與主熱風(fēng)道和分離蓄熱器的換熱管束進(jìn)口連接管相連，熱風(fēng)旁路連接管的進(jìn)出口分別與分離蓄熱器的換熱管束出口連接管和熱風(fēng)連接管相連構(gòu)成蓄熱換熱通路;送風(fēng)旁路管道的末端安裝有送風(fēng)旁路閥，熱風(fēng)旁路連接管的末端安裝有熱風(fēng)旁路閥。
[0008]分離蓄熱器的主體蓄熱顆粒填充床，蓄熱顆粒填充床依次設(shè)有旋風(fēng)分離器和熱風(fēng)出口，熱風(fēng)進(jìn)口經(jīng)蓄熱顆粒填充床與旋風(fēng)分離器和熱風(fēng)出口相通;蓄熱顆粒填充床的外圍由圍護(hù)結(jié)構(gòu)支撐，蓄熱顆粒填充床的內(nèi)部布置有換熱管束，換熱管束的兩端分別與換熱管束進(jìn)口連接管和換熱管束出口連接管相連，換熱管束進(jìn)口連接管和換熱管束出口連接管上分別設(shè)有風(fēng)門；分離蓄熱器底部設(shè)有顆粒卸料口。
[0009]所述的顆粒給料機(jī)和蓄熱顆粒填充床內(nèi)的顆粒為石墨、碳化娃或金屬粉末，其粒徑范圍為20?200微米。
[0010]一種利用所述系統(tǒng)的氣固兩相換熱儲(chǔ)熱型太陽能集熱換熱方法，當(dāng)太陽光輻照凈加熱功率大于主換熱器需求功率時(shí)，主送風(fēng)道閥、主熱風(fēng)道閥和分離蓄熱器出口閥開啟，其他閥門關(guān)閉，風(fēng)機(jī)經(jīng)主送風(fēng)道將冷風(fēng)送入聚光吸熱腔內(nèi)與顆粒給料機(jī)投入的蓄熱顆?；旌虾?，被聚焦太陽光加熱升溫后，經(jīng)主熱風(fēng)道進(jìn)入分離蓄熱器，氣固兩相流體通過分離蓄熱器的旋風(fēng)分離器實(shí)現(xiàn)氣體與顆粒的分離，熱風(fēng)氣體經(jīng)熱風(fēng)出口流入熱風(fēng)連接管流入主換熱器實(shí)現(xiàn)最終的熱交換，顆粒則落入蓄熱顆粒填充床逐漸將換熱管束之間的間隙填充覆蓋形成蓄熱堆，實(shí)現(xiàn)對多余熱能的存儲(chǔ);此時(shí)，當(dāng)輻照出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)，則通過控制顆粒給料機(jī)中蓄熱顆粒的流量，調(diào)節(jié)蓄熱量實(shí)現(xiàn)進(jìn)而保證進(jìn)入主換熱器的熱風(fēng)的溫度和流量；當(dāng)太陽能輻照凈加熱功率小于主換熱器需求功率時(shí)，關(guān)閉顆粒給料機(jī)，吸熱腔僅加熱空氣達(dá)到設(shè)計(jì)溫度后經(jīng)分離蓄熱器和熱風(fēng)連接管流入主換熱器實(shí)現(xiàn)最終的熱交換；當(dāng)太陽能輻照凈加熱功率小于主換熱器需求功率時(shí)，空氣經(jīng)聚光吸熱腔加熱后已無法達(dá)到設(shè)計(jì)的溫度參數(shù)要求，顆粒給料機(jī)不再投放蓄熱顆粒，同時(shí)開啟送風(fēng)旁路閥和熱風(fēng)旁路閥，關(guān)閉調(diào)節(jié)主熱風(fēng)道閥和分離蓄熱器出口閥并調(diào)節(jié)風(fēng)門的開度，使得經(jīng)聚光吸熱腔加熱的熱風(fēng)在蓄熱顆粒填充床
(20)內(nèi)被進(jìn)一步升溫后，再經(jīng)旁路和熱風(fēng)連接管流入主換熱器實(shí)現(xiàn)熱交換。
[0011 ]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0012](I)本發(fā)明的吸熱腔采用一種氣固兩相換熱方式，通過調(diào)節(jié)顆粒濃度改變換熱系數(shù)方法實(shí)現(xiàn)不同輻照條件下的集熱器腔內(nèi)的換熱平衡的調(diào)節(jié)優(yōu)化。
[0013](2)本發(fā)明通過氣固分離的方法實(shí)現(xiàn)了對富余太陽能量的換熱和儲(chǔ)存，通過旁路系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了能量輻照不足條件下的供能調(diào)節(jié)，系統(tǒng)更加緊湊簡單。
【附圖說明】
[0014]圖1是氣固兩相換熱儲(chǔ)熱型太陽能集熱系統(tǒng)示意圖；
[0015]圖2是分離蓄熱器結(jié)構(gòu)簡圖；
[0016]圖中:風(fēng)機(jī)1、主送風(fēng)道閥2、主送風(fēng)道3、顆粒給料機(jī)4、聚光吸熱腔5、主熱風(fēng)道6、主熱風(fēng)道閥7、送風(fēng)旁路管道8、送風(fēng)旁路閥9、分離蓄熱器10、分離蓄熱器出口閥11、熱風(fēng)連接管12、熱風(fēng)旁路閥13、熱風(fēng)旁路連接管14、主換熱器15、熱風(fēng)進(jìn)口 16、換熱管束17、風(fēng)門18、換熱管束進(jìn)口連接管19、蓄熱顆粒填充床20、旋風(fēng)分離器21、熱風(fēng)出口 22、換熱管束出口連接管23、圍護(hù)結(jié)構(gòu)24和顆粒卸料口 25。
【具體實(shí)施方式】
[0017]如圖1-2所示一種氣固兩相換熱儲(chǔ)熱型太陽能集熱系統(tǒng)，包括風(fēng)機(jī)1、主送風(fēng)道閥
2、主送風(fēng)道3、顆粒給料機(jī)4、聚光吸熱腔5、主熱風(fēng)道6、主熱風(fēng)道閥7、送風(fēng)旁路管道8、送風(fēng)旁路閥9、分離蓄熱器10、分離蓄熱器出口閥11、熱風(fēng)連接管12、熱風(fēng)旁路閥13、熱風(fēng)旁路連接管14、主換熱器15;分離蓄熱器10包括熱風(fēng)進(jìn)口 16、換熱管束17、風(fēng)門18、換熱管束進(jìn)口連接管19、蓄熱顆粒填充床20、旋風(fēng)分離器21、熱風(fēng)出口 22、換熱管束出口連接管23、圍護(hù)結(jié)構(gòu)24、顆粒卸料口25。風(fēng)機(jī)I經(jīng)主送風(fēng)道3與聚光吸熱腔5相連，主熱風(fēng)道6的進(jìn)出口分別與聚光吸熱腔5出口和分離蓄熱器10的熱風(fēng)進(jìn)口 16相連，熱風(fēng)連接管12的進(jìn)出口分別與分離蓄熱器10的熱風(fēng)出口 22和主換熱器15相連構(gòu)成主換熱通路；主送風(fēng)道3上安裝有主送風(fēng)道閥2，聚光吸熱腔5的頂端與顆粒給料機(jī)4相連，主熱風(fēng)道6的末端安裝有主熱風(fēng)道閥7，分離蓄熱器10的出口安裝有分離蓄熱器出口閥11;送風(fēng)旁路管道8的兩端分別與主熱風(fēng)道6和分離蓄熱器10的換熱管束進(jìn)口連接管19相連，熱風(fēng)旁路連接管14的進(jìn)出口分別與分離蓄熱器10的換熱管束出口連接管23和熱風(fēng)連接管12相連構(gòu)成蓄熱換熱通路;送風(fēng)旁路管道8的末端安裝有送風(fēng)旁路閥9，熱風(fēng)旁路連接管14的末端安裝有熱風(fēng)旁路閥13。
[0018]分離蓄熱器10的主體蓄熱顆粒填充床20，蓄熱顆粒填充床20依次設(shè)有旋風(fēng)分離器21和熱風(fēng)出口 22，熱風(fēng)進(jìn)口 16經(jīng)蓄熱顆粒填充床20與旋風(fēng)分離器21和熱風(fēng)出口 22相通;蓄熱顆粒填充床20的外圍由圍護(hù)結(jié)構(gòu)24支撐，蓄熱顆粒填充床20的內(nèi)部布置有換熱管束17，換熱管束17的兩端分別與換熱管束進(jìn)口連接管19和換熱管束出口連接管23相連，換熱管束進(jìn)口連接管19和換熱管束出口連接管23上分別設(shè)有風(fēng)門18;分離蓄熱器12底部設(shè)有顆粒卸料口 25。
[0019]所述的顆粒給料機(jī)4和蓄熱顆粒填充床20內(nèi)的顆粒為石墨、碳化硅、常見金屬粉末，其粒徑范圍為20?200微米。
[0020]基于上述裝置，一種氣固兩相換熱儲(chǔ)熱型太陽能集熱換熱方法，當(dāng)太陽光輻照凈加熱功率大于主換熱器需求功率時(shí)，主送風(fēng)道閥2、主熱風(fēng)道閥7和分離蓄熱器出口閥11開啟，其他閥門關(guān)閉，風(fēng)機(jī)I經(jīng)主送風(fēng)道3將冷風(fēng)送入聚光吸熱腔5內(nèi)與顆粒給料機(jī)4投入的蓄熱顆?；旌虾?，被聚焦太陽光加熱升溫后，經(jīng)主熱風(fēng)道6進(jìn)入分離蓄熱器10，氣固兩相流體通過分離蓄熱器10的旋風(fēng)分離器21實(shí)現(xiàn)氣體與顆粒的分離，熱風(fēng)氣體經(jīng)熱風(fēng)出口 22流入熱風(fēng)連接管12流入主換熱器15實(shí)現(xiàn)最終的熱交換，顆粒則落入蓄熱顆粒填充床20逐漸將換熱管束17之間的間隙填充覆蓋形成蓄熱堆，實(shí)現(xiàn)對多余熱能的存儲(chǔ);此時(shí)，當(dāng)輻照出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)，則通過控制顆粒給料機(jī)4中蓄熱顆粒的流量，調(diào)節(jié)蓄熱量實(shí)現(xiàn)進(jìn)而保證進(jìn)入主換熱器15的熱風(fēng)的溫度和流量；當(dāng)太陽能輻照凈加熱功率小于主換熱器需求功率時(shí)，關(guān)閉顆粒給料機(jī)4，吸熱腔5僅加熱空氣達(dá)到設(shè)計(jì)溫度后經(jīng)分離蓄熱器10和熱風(fēng)連接管12流入主換熱器15實(shí)現(xiàn)最終的熱交換；當(dāng)太陽能輻照凈加熱功率小于主換熱器需求功率時(shí)，空氣經(jīng)聚光吸熱腔5加熱后已無法達(dá)到設(shè)計(jì)的溫度參數(shù)要求，顆粒給料機(jī)4不再投放蓄熱顆粒，同時(shí)開啟送風(fēng)旁路閥9和熱風(fēng)旁路閥13，關(guān)閉調(diào)節(jié)主熱風(fēng)道閥7和分離蓄熱器出口閥11并調(diào)節(jié)風(fēng)門18的開度，使得經(jīng)聚光吸熱腔5加熱的熱風(fēng)在蓄熱顆粒填充床20內(nèi)被進(jìn)一步升溫后，再經(jīng)旁路和熱風(fēng)連接管12流入主換熱器15實(shí)現(xiàn)熱交換。
[0021]本發(fā)明的具體工作過程如下:
[0022]系統(tǒng)開始工作時(shí)，根據(jù)主換熱器的換熱功率獲得空氣流量，通過調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)和主送風(fēng)道閥達(dá)到所需流量需求，再根據(jù)輻照強(qiáng)度與換熱器功率之間的平衡，控制顆粒給料機(jī)的流量。當(dāng)吸熱腔的吸熱量大于主換熱器的換熱功率需求時(shí)，主送風(fēng)道閥、主熱風(fēng)道閥和分離蓄熱器出口閥開啟，其他閥門關(guān)閉，風(fēng)機(jī)經(jīng)主送風(fēng)道將冷風(fēng)送入聚光吸熱腔內(nèi)與顆粒給料機(jī)投入的蓄熱顆?；旌虾?，由于顆粒的加熱，強(qiáng)化了吸熱腔與流體之間的換熱系數(shù)，進(jìn)而保證了總換熱量增加，出口溫度不會(huì)降低，氣固兩相流體在吸熱腔內(nèi)加熱后，經(jīng)主熱風(fēng)道進(jìn)入分離蓄熱器，氣固兩相流體通過分離蓄熱器的旋風(fēng)分離器實(shí)現(xiàn)氣體與顆粒的分離，熱風(fēng)氣體經(jīng)熱風(fēng)出口流入熱風(fēng)連接管流入主換熱器實(shí)現(xiàn)最終的熱交換，顆粒則落入蓄熱顆粒填充床逐漸將換熱管束之間的間隙填充覆蓋形成蓄熱堆，實(shí)現(xiàn)對多余熱能的存儲(chǔ)。當(dāng)輻照強(qiáng)度降低時(shí)，吸熱腔的吸熱功率降低，此時(shí)調(diào)節(jié)顆粒給料機(jī)的流量，使得吸熱腔內(nèi)兩相流的固體顆粒濃度降低，換熱系數(shù)也降低，進(jìn)而總換熱功率降低，吸熱與換熱之間保持平衡，出口溫度基本不變，氣體流量也不變，從而通過減小蓄熱量，保證空氣流量，進(jìn)而保證準(zhǔn)換熱器的換熱功率不變。當(dāng)吸熱腔功率與主換熱器的換熱功率相同時(shí)，此時(shí)顆粒給料機(jī)投放顆粒為零，僅由氣體換熱達(dá)到吸熱腔吸熱與換熱的平衡，此時(shí)出口空氣溫度為設(shè)計(jì)溫度。當(dāng)輻照繼續(xù)下降，吸熱腔吸熱功率低于主換熱器的功率，顆粒給料機(jī)不投料，吸熱腔出口溫度達(dá)不到設(shè)計(jì)溫度，此時(shí)，同時(shí)開啟送風(fēng)旁路閥和熱風(fēng)旁路閥，關(guān)閉調(diào)節(jié)主熱風(fēng)道閥和分離蓄熱器出口閥并調(diào)節(jié)風(fēng)門的開度，使得經(jīng)聚光吸熱腔加熱的熱風(fēng)在蓄熱顆粒填充床內(nèi)被進(jìn)一步升溫后，再經(jīng)旁路和熱風(fēng)連接管流入主換熱器實(shí)現(xiàn)熱交換，最終實(shí)現(xiàn)了對富余太陽能量的儲(chǔ)存和利用，保證了主換熱器功率的穩(wěn)定。當(dāng)主換熱器功率發(fā)生變化時(shí)，則風(fēng)機(jī)的流量跟隨調(diào)節(jié)，同時(shí)通過調(diào)節(jié)顆粒給料機(jī)的流量，調(diào)節(jié)氣固流量比例實(shí)現(xiàn)換熱的平衡。隨著蓄熱的進(jìn)行，蓄熱顆粒溫度降低到設(shè)定值后，經(jīng)顆粒卸料口排出。
[0023]與現(xiàn)有蓄熱式太陽能系統(tǒng)相比，本發(fā)明能夠很好的利用氣固兩相換熱實(shí)現(xiàn)吸熱腔不同輻照功率條件下的換熱平衡，并通過氣固分離實(shí)現(xiàn)多余能量的儲(chǔ)存，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對緊湊簡單，具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種氣固兩相換熱儲(chǔ)熱型太陽能集熱系統(tǒng)，其特征在于包括風(fēng)機(jī)(I)、主送風(fēng)道閥(2)、主送風(fēng)道(3)、顆粒給料機(jī)(4)、聚光吸熱腔(5)、主熱風(fēng)道(6)、主熱風(fēng)道閥(7)、送風(fēng)旁路管道(8)、送風(fēng)旁路閥(9)、分離蓄熱器(10)、分離蓄熱器出口閥(11)、熱風(fēng)連接管(12)、熱風(fēng)旁路閥(13)、熱風(fēng)旁路連接管(14)和主換熱器(15);分離蓄熱器(10)包括熱風(fēng)進(jìn)口(16)、換熱管束(17)、風(fēng)門(18)、換熱管束進(jìn)口連接管(19)、蓄熱顆粒填充床(20)、旋風(fēng)分離器(21)、熱風(fēng)出口(22)、換熱管束出口連接管(23)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)(24)、顆粒卸料口(25);風(fēng)機(jī)(I)經(jīng)主送風(fēng)道(3)與聚光吸熱腔(5)相連，主熱風(fēng)道(6)的進(jìn)出口分別與聚光吸熱腔(5)出口和分離蓄熱器(10)的熱風(fēng)進(jìn)口(16)相連，熱風(fēng)連接管(12)的進(jìn)出口分別與分離蓄熱器(10)的熱風(fēng)出口(22)和主換熱器(15)相連構(gòu)成主換熱通路；主送風(fēng)道(3)上安裝有主送風(fēng)道閥(2)，聚光吸熱腔(5)的頂端與顆粒給料機(jī)(4)相連，主熱風(fēng)道(6)的末端安裝有主熱風(fēng)道閥(7)，分離蓄熱器(10)的出口安裝有分離蓄熱器出口閥(11);送風(fēng)旁路管道(8)的兩端分別與主熱風(fēng)道(6)和分離蓄熱器(10)的換熱管束進(jìn)口連接管(19)相連，熱風(fēng)旁路連接管(14)的進(jìn)出口分別與分尚蓄熱器(10)的換熱管束出口連接管(23)和熱風(fēng)連接管(12)相連構(gòu)成蓄熱換熱通路;送風(fēng)旁路管道(8)的末端安裝有送風(fēng)旁路閥(9)，熱風(fēng)旁路連接管(14)的末端安裝有熱風(fēng)旁路閥(13); 分離蓄熱器(10)的主體為蓄熱顆粒填充床(20)，蓄熱顆粒填充床(20)上依次設(shè)有旋風(fēng)分離器(21)和熱風(fēng)出口(22)，熱風(fēng)進(jìn)口(16)經(jīng)蓄熱顆粒填充床(20)與旋風(fēng)分離器(21)和熱風(fēng)出口(22)相通;蓄熱顆粒填充床(20)的外圍由圍護(hù)結(jié)構(gòu)(24)支撐，蓄熱顆粒填充床(20)的內(nèi)部布置有換熱管束(17)，換熱管束(17)的兩端分別與換熱管束進(jìn)口連接管(19)和換熱管束出口連接管(23)相連，換熱管束進(jìn)口連接管(19)和換熱管束出口連接管(23)上分別設(shè)有風(fēng)門(18);分離蓄熱器(12)底部設(shè)有顆粒卸料口(25)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣固兩相換熱儲(chǔ)熱型太陽能集熱系統(tǒng)，其特征在于所述的顆粒給料機(jī)(4)和蓄熱顆粒填充床(20)內(nèi)的顆粒為石墨、碳化硅或金屬粉末，其粒徑范圍為20?200微米。3.—種利用權(quán)利要求1所述系統(tǒng)的氣固兩相換熱儲(chǔ)熱型太陽能集熱換熱方法，其特征在于:當(dāng)太陽光輻照凈加熱功率大于主換熱器需求功率時(shí)，主送風(fēng)道閥(2)、主熱風(fēng)道閥(7)和分離蓄熱器出口閥(11)開啟，其他閥門關(guān)閉，風(fēng)機(jī)(I)經(jīng)主送風(fēng)道(3)將冷風(fēng)送入聚光吸熱腔(5)內(nèi)與顆粒給料機(jī)(4)投入的蓄熱顆?；旌虾?，被聚焦太陽光加熱升溫后，經(jīng)主熱風(fēng)道(6)進(jìn)入分離蓄熱器(10)，氣固兩相流體通過分離蓄熱器(10)的旋風(fēng)分離器(21)實(shí)現(xiàn)氣體與顆粒的分離，熱風(fēng)氣體經(jīng)熱風(fēng)出口(22)流入熱風(fēng)連接管(12)流入主換熱器(15)實(shí)現(xiàn)最終的熱交換，顆粒則落入蓄熱顆粒填充床(20)逐漸將換熱管束(17)之間的間隙填充覆蓋形成蓄熱堆，實(shí)現(xiàn)對多余熱能的存儲(chǔ);此時(shí)，當(dāng)輻照出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)，則通過控制顆粒給料機(jī)(4)中蓄熱顆粒的流量，調(diào)節(jié)蓄熱量實(shí)現(xiàn)進(jìn)而保證進(jìn)入主換熱器(15)的熱風(fēng)的溫度和流量；當(dāng)太陽能輻照凈加熱功率小于主換熱器需求功率時(shí)，關(guān)閉顆粒給料機(jī)(4)，吸熱腔(5)僅加熱空氣達(dá)到設(shè)計(jì)溫度后經(jīng)分離蓄熱器(10)和熱風(fēng)連接管(12)流入主換熱器(15)實(shí)現(xiàn)最終的熱交換；當(dāng)太陽能輻照凈加熱功率小于主換熱器需求功率時(shí)，空氣經(jīng)聚光吸熱腔(5)加熱后已無法達(dá)到設(shè)計(jì)的溫度參數(shù)要求，顆粒給料機(jī)(4)不再投放蓄熱顆粒，同時(shí)開啟送風(fēng)旁路閥(9)和熱風(fēng)旁路閥(13)，關(guān)閉調(diào)節(jié)主熱風(fēng)道閥(7)和分離蓄熱器出口閥(11)并調(diào)節(jié)風(fēng)門(18)的開度，使得經(jīng)聚光吸熱腔(5)加熱的熱風(fēng)在蓄熱顆粒填充床(20)內(nèi)被進(jìn)一步升溫后，再經(jīng) 旁路和熱風(fēng)連接管(12)流入主換熱器(15)實(shí)現(xiàn)熱交換。
【文檔編號(hào)】F24J2/06GK106052159SQ201610364741
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月27日
【發(fā)明人】張良, 張曉鵬, 華蒙, 王宇飛, 胡亞才
【申請人】浙江大學(xué)