[实用新型]一种管式太阳能接收器及其吸热管

说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳能热发电技术领域，尤其涉及一种管式太阳能接收器及其吸热管。

背景技术

太阳能接收器是接受太阳能、并将太阳能转换成热能的装置。针对吸热体形状和材料的不同，可以将太阳能接收器分为容积式接收器和管式接收器。

容积式接收器需要采用透明的玻璃窗来封闭流体介质的通道，而玻璃材料的抗拉、抗扭的能力较弱，因此流经该类接收器的流体介质压力往往较低。管式接收器的吸热体通常为金属管，太阳光只是照射其外壁面，由于金属材料的力学性能较好，流经管式接收器的流体介质的压力可以较高。因此，管式接收器的应用更为广泛。

请参考图1，图1为现有技术中管式太阳能接收器的结构示意图。

如图1所示，该管式接收器包括进口联箱1′、进口管2′、吸热管5′、出口联箱3′和出口管4′，工作过程中，太阳光照射到吸热管5′外表面时，向进口联箱1′中输送流体介质，使流体介质从进口管2′流入吸热管5′，并经出口联箱3′、出口管4′流出。在此过程中，吸热管5′外的热量通过吸热管5′的传导和吸热管内的流体介质的对流换热传递给流体介质，实现热能的利用。

如图2所示，图2为图1所示管式接收器的吸热管的第一种结构示意图。该吸热管5′的整体采用相同的管型，其从前到后均为光滑管。采用这种结构，流体介质在管内的阻力较小，流动压降较小。然而，流体介质在光滑管内的接触面积较小，换热系数较小，导致流体温度与吸热管5′的壁温相差较大，传热效果不佳。

如图3所示，图3为图1所示管式接收器的吸热管的第二种结构示意图。该吸热管5′也为整体相同的管型，其从前到后均为内部开设有螺旋肋的管路。采用这种结构，螺旋肋在流体介质的流动起到一定的导向作用，使流体介质按照螺旋轨迹流动，增大了流体介质与吸热管5′的接触面积以及换热系数，以使流体介质与吸热管5′壁充分传热，使得流体温度与吸热管5′壁温度相差较小，具有较好的传热效果，但是螺旋肋的存在使得流体介质的流动阻力较大，即具有较大的流动压降。

有鉴于此，亟待针对上述技术问题，进一步优化设计现有技术中管式接收器的吸热管的结构，既减小其流动压降，又增强其传热效果。

实用新型内容

本实用新型的目的为提供一种管式太阳能接收器及其吸热管，不仅增强了吸热管的传热效果，而且减小了流动介质在流动过程中的流动压降。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种管式太阳能接收器的吸热管，包括靠近所述接收器的进口管的前段部和靠近所述接收器的出口管的后段部；所述前段部为光滑管，所述后段部设有增大管内表面积的强化换热部件。

优选地，所述强化换热部件为设于所述后段部内壁的螺旋肋。

优选地，所述强化换热部件为设于所述后段部上、向管内凸起的多个丁胞，多个所述丁胞沿所述后段部的轴向和周向均匀设置。

优选地，所述后段部的内径小于所述前段部的内径。

优选地，所述吸热管的壁厚大于1mm。

优选地，所述吸热管为铁基高温合金吸热管或镍基高温合金吸热管。

优选地，所述前段部和所述后段部焊接于一体。

优选地，所述前段部的长度占所述吸热管总长度的1/3～2/3。

本实用新型提供一种管式太阳能接收器的吸热管，其前段部为光滑管，后段部设有增大管内表面积的强化换热部件。

工作时，流体介质从吸热管的前段部流向后段部的过程中，由于本实用新型的吸热管前段部为光滑管，流体介质在光滑管内的流动阻力较小、流动压降较小；当流体介质流至后段部时，由于强化换热部件增大了光滑管的内表面积，即增大了流体介质与吸热管的接触面积，因此热传递更加充分、彻底，使得吸热管壁面温度与流体温度之差减小，起到强化换热的效果。

与现有技术前后均为光滑管的吸热管相比，本实用新型所提供的吸热管在后段部的传热效果大大增强。与现有技术中前后均设置螺旋肋的吸热管相比，本实用新型所提供的吸热管在前段部的压降大大减小，与此同时，由于流体介质进入吸热管之前温度相对较低，在吸热管前段部分，流体介质与吸热管壁之间的温度差可以相对较大，因此，即使前段部没有设置强化换热部件，吸热管壁也不会过热，接收器性能不受其影响。

由此可见，本实用新型所提供的吸热管整体集合了现有技术中两种吸热管的优点，既能够大大增强流体介质的传热效果，又具有较小的流动压降。

本实用新型还提供一种管式太阳能接收器，包括进口联箱、进口管、出口联箱、出口管和多个吸热管，所述吸热管采用如权上所述的结构，所述吸热管的两端分别与所述进口联箱、出口联箱连通。