[發(fā)明專利]一種用于太陽能集熱設備的儲熱供熱系統(tǒng)及其工作方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910067761.8
• 申請日: 2009-01-21
• 公開（公告）號: CN101476789A
• 公開（公告）日: 2009-07-08
• 發(fā)明（設計）人: 秦榮英;張之綏
• 申請（專利權）人: 秦榮英;張之綏
• 主分類號: F24J2/46
• 分類號: F24J2/46;F24J2/04;F28D20/00;F24D11/00
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(一)技術領域：

本發(fā)明涉及用于太陽能集熱設備的儲熱系統(tǒng)，特別是一種用于太陽能集熱設備的儲熱系統(tǒng)和供熱端開發(fā)及其工作方法。

(二)背景技術：

太陽能以永不枯竭、潔凈環(huán)保的獨特性成為21世紀以后的人類可持續(xù)利用的重要能源途徑，其被譽為是最理想的能源。目前，太陽能集熱設備技術國內(nèi)產(chǎn)業(yè)總體上處于國際先進水平，國內(nèi)生產(chǎn)的太陽能集熱設備吸收太陽輻射后可產(chǎn)生1100℃高溫，為太陽能供熱發(fā)電提供了可靠的基礎，在工、農(nóng)業(yè)、民用等各級領域的應用也很廣泛。中國太陽能資源非常豐富，理論儲量達每年17000億噸標準煤，所以太陽能資源開發(fā)利用的潛力非常廣闊。中國有著豐富的太陽能資源，與同緯度的其他國家相比，與美國相近，比歐洲、日本優(yōu)越得多，因而有巨大的開發(fā)潛能。

從傳統(tǒng)發(fā)電工藝看，火力發(fā)電是利用燃煤把水加熱330℃，升高到沸點3倍以上，超過臨界時會產(chǎn)生大量蒸氣，然后推動汽輪機帶動發(fā)電機發(fā)電。而太陽能熱發(fā)電是利用太陽能加熱導熱油換熱，使汽輪機帶動發(fā)電機發(fā)電，還可以逆變?yōu)橹绷麟姶尜A于UPS供電系統(tǒng)，以專用電瓶(大電量)存貯電能，逆變成為方波交流電供應用戶使用，其清潔環(huán)保的獨特性使之成為最理想的能源，因此，太陽能能源轉換是當今科研工作者的重要課題，普遍受到全社會的重視。但是，太陽能能源收集要受天氣、季節(jié)等因素的制約，對能源的連續(xù)使用構成不利影響。

(三)發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的在于提供一種用于太陽能集熱設備的儲熱供熱系統(tǒng)及其工作方法，該系統(tǒng)采用太陽能集熱設備收集大量熱能，除了在正常情況下使用以外，還可以存入儲熱系統(tǒng)，供給用熱端開發(fā)、應用，使太陽能集熱系統(tǒng)具有連續(xù)穩(wěn)定的供熱效果，該系統(tǒng)應用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)和民用具有非常積極的意義。

本發(fā)明的技術方案：一種用于太陽能集熱設備的儲熱供熱系統(tǒng)，包括太陽能集熱設備，其特征在于在太陽能集熱設備的輸出端裝有儲熱系統(tǒng)，儲熱系統(tǒng)的輸出端連接用熱開發(fā)端；所說的儲熱系統(tǒng)是由儲熱裝置和熱交換裝置構成，儲熱裝置是由吸熱結構與保溫結構、循環(huán)管路構成；所說的儲熱系統(tǒng)的熱交換器和儲熱裝置依調(diào)節(jié)裝置控制，正常太陽能集熱狀況下，熱交換器的輸出端直接連接用熱端供熱，非正常太陽能集熱狀況下，儲熱裝置被啟動，將儲存的大量熱能繼續(xù)連接用熱端供熱，保證連續(xù)用熱狀態(tài)。

上述所說的用于儲熱系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)裝置是市售的不同規(guī)格的溫度控制自動調(diào)節(jié)閥，該閥根據(jù)工況需要，調(diào)節(jié)導熱工質的流向。

上述所說的儲熱系統(tǒng)中的儲熱裝置的吸熱結構是由導熱固體工質、循環(huán)流動的導熱工質構成，所說的儲熱裝置的循環(huán)管路由導熱工質循環(huán)管路和導熱工質進出口構成，所說的儲熱裝置的保溫結構是由外防水層、鋼筋混凝土墻體、混凝土保溫墻體、保溫填料層、儲熱固體工質及儲熱材料墻體構成，外防水層置于整個系統(tǒng)的最外層，外防水層與和混凝土保溫墻體之間為鋼筋混凝土墻體，混凝土保溫墻體與儲熱材料墻體之間為保溫填料層，儲熱材料墻體內(nèi)有依導熱工質循環(huán)管道循環(huán)流動的導熱工質，導熱工質循環(huán)管道外有導熱固體工質，導熱工質循環(huán)管道分別有進出口相連接。

上述所說的儲熱裝置的循環(huán)管路采用金屬管循環(huán)鋼管。

上述所說的儲熱裝置中的儲熱固體工質采用：

鋯英砂(ZrSIO₄)、鋁土礦(Al(OH)₃)、石墨(C)、

硅灰石(CaSiO₃)、重晶石(BaSO₄)、結晶石英(SiO₄)、

天青石(SrSO₄)；以上材料具有高導熱性能和儲熱性能，在系統(tǒng)中采用單體使用。

上述所說的太陽能集熱設備采用幕墻或矩陣，每一個集熱單元間可并聯(lián)使用。

上述所說的用熱端包括熱力發(fā)電、工、農(nóng)業(yè)、民用供暖、制冷、加熱、烘干等裝置用熱。

上述所說的用熱端中的熱力發(fā)電可經(jīng)蒸汽輪機作用于發(fā)電機發(fā)電，熱交換器產(chǎn)生蒸汽或過熱水，推動蒸汽輪機轉動，帶動發(fā)電機工作。

一種用于太陽能集熱設備的儲熱供熱系統(tǒng)的工作方法，其特征在于它包括以下步驟：

(1)太陽能集熱設備收集太陽輻射能量；

(2)將太陽能集熱設備收集到的太陽輻射能量依工質傳導進入儲熱系統(tǒng)，經(jīng)傳熱工質將熱量傳入熱交換器中的工質，多余熱量存入儲熱裝置；

(3)熱交換器產(chǎn)生的被加熱的工質直接進入用熱端；

(4)進入儲熱裝置中的被加熱的工質，經(jīng)儲熱裝置中固態(tài)儲熱工質將其熱量吸收、儲存；

(5)儲存的被加熱的工質在需要的時候完成非正常太陽能集熱狀況下的連續(xù)供熱；