[發(fā)明專利]全天候太陽(yáng)能槽式集熱及電加熱耦合系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210514744.6
• 申請(qǐng)日: 2012-12-04
• 公開（公告）號(hào): CN102980308A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 費(fèi)學(xué)寧;董業(yè)碩;蘇潤(rùn)西;苑宏英;楊和義
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津城市建設(shè)學(xué)院
• 主分類號(hào): F24J2/00
• 分類號(hào): F24J2/00;F24J2/24;F24J2/38;F24J2/40
• 代理公司: 天津才智專利商標(biāo)代理有限公司 12108
• 代理人: 呂志英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種供熱系統(tǒng)，特別是一種中高溫全天候太陽(yáng)能槽式集熱及電加熱耦合系統(tǒng)。本發(fā)明是一種不受天氣影響的加熱供熱系統(tǒng)，該系統(tǒng)可提供恒定的中高溫空氣熱場(chǎng)，可應(yīng)用于鹽水介觀分離和剩余污泥介觀干化等應(yīng)用。

背景技術(shù)

能源短缺是世界面臨的一個(gè)很嚴(yán)峻的問(wèn)題，太陽(yáng)能作為一種清潔無(wú)污染的新能源具有十分廣闊的開發(fā)前景，隨著對(duì)太陽(yáng)能的大規(guī)模開發(fā)利用研究，發(fā)現(xiàn)固定式太陽(yáng)能采集板的采光率和光熱轉(zhuǎn)換率低下；采用太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤儀可使太陽(yáng)能采光板始終與太陽(yáng)光垂直，保持光能最大的采集率和聚熱率。

太陽(yáng)能聚光采熱技術(shù)是一項(xiàng)較為成熟的太陽(yáng)能利用技術(shù)，但由于受氣象條件的限制，太陽(yáng)能聚光采熱技術(shù)具有溫度不穩(wěn)定，易流失缺點(diǎn)，由此限制了太陽(yáng)能聚光集熱技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。電加熱技術(shù)具有穩(wěn)定的供熱模式，但因其能耗大，所以很難大規(guī)模應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)。本發(fā)明綜合太陽(yáng)能集熱技術(shù)和電加熱技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，將二者耦合在一起，目的在于提供全天候穩(wěn)定的中高溫?zé)釄?chǎng)。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種全天候太陽(yáng)能槽式集熱及電加熱耦合系統(tǒng)，該系統(tǒng)將太陽(yáng)能槽式集熱裝置、太陽(yáng)光自動(dòng)跟蹤技術(shù)和電加熱技術(shù)有機(jī)的耦合在一起，不僅提高了太陽(yáng)能利用率、最大限度的利用自然能源，而且可全天候提供穩(wěn)定的中高溫空氣熱場(chǎng)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明需要解釋方案是提供一種全天候太陽(yáng)能槽式集熱及電加熱耦合系統(tǒng)，其中：該系統(tǒng)包括太陽(yáng)能槽式集熱區(qū)、電加熱區(qū)、高溫反應(yīng)區(qū)、系統(tǒng)控制區(qū)。通過(guò)風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)將凈化后冷空氣抽入到太陽(yáng)能真空集熱管中，在太陽(yáng)能槽式聚熱板的作用下，空氣被迅速加熱，如加熱后的空氣溫度達(dá)到高溫反應(yīng)區(qū)所需溫度,則直接用于高溫反應(yīng)，如加熱后空氣溫度低于高溫反應(yīng)區(qū)所需溫度，則需空氣加熱機(jī)補(bǔ)足溫差，以此在高溫反應(yīng)區(qū)形成一個(gè)恒定的中高溫溫度場(chǎng)。

所述太陽(yáng)能槽式集熱區(qū)中的太陽(yáng)能真空集熱管固定在太陽(yáng)能槽式聚熱板凹槽中心軸線上，太陽(yáng)能槽式聚熱板背面固定軸上設(shè)有太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤儀。冷空氣經(jīng)空氣泵和空氣凈化器進(jìn)入太陽(yáng)能集熱真空管，經(jīng)太陽(yáng)能加熱后的空氣由保溫管輸送至高溫反應(yīng)區(qū)。高溫反應(yīng)區(qū)進(jìn)氣端設(shè)有溫度傳感器，如空氣溫度未達(dá)到高溫反應(yīng)區(qū)所需溫度，則通過(guò)電加熱區(qū)的空氣加熱機(jī)將太陽(yáng)能加熱出氣繼續(xù)升溫至所需溫度。以此來(lái)形成一個(gè)中高溫全天候太陽(yáng)能槽式集熱及電加熱耦合系統(tǒng)，系統(tǒng)控制區(qū)通過(guò)系統(tǒng)控制面板的調(diào)節(jié)裝置控制系統(tǒng)運(yùn)行的工作狀態(tài)，高溫反應(yīng)區(qū)可提供高溫反應(yīng)熱場(chǎng)來(lái)進(jìn)行鹽水介觀分離和剩余污泥干化等應(yīng)用。

所述的太陽(yáng)能槽式集熱區(qū)包括有太陽(yáng)能真空集熱管、太陽(yáng)能槽式聚熱板、太陽(yáng)光自動(dòng)跟蹤儀；在所述太陽(yáng)能槽式聚熱板的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上設(shè)置太陽(yáng)光自動(dòng)跟蹤儀，通過(guò)控制太陽(yáng)光自動(dòng)跟蹤儀的陽(yáng)光捕捉器和電機(jī)，帶動(dòng)太陽(yáng)能槽式聚熱板追隨太陽(yáng)光轉(zhuǎn)動(dòng)，太陽(yáng)能真空集熱管固定在太陽(yáng)能槽式聚熱板的聚光焦點(diǎn)的中心線上；太陽(yáng)能真空集熱管外層為真空保溫層；

所述的電加熱區(qū)包括有空氣加熱機(jī)、空氣越流管；空氣加熱機(jī)通過(guò)連通保溫管與太陽(yáng)能槽式集熱區(qū)相連接，在連通保溫管內(nèi)設(shè)有溫度傳感器；

所述的系統(tǒng)控制區(qū)包括在電源總線設(shè)有系統(tǒng)運(yùn)行總開關(guān)及在各功能分區(qū)供電總線設(shè)有分開關(guān)，在系統(tǒng)運(yùn)行控制面板上設(shè)有系統(tǒng)運(yùn)行控制中樞、系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)顯示屏、空氣流量控制器、太陽(yáng)能加熱溫度調(diào)節(jié)器、太陽(yáng)光自動(dòng)跟蹤儀控制器、閥門啟閉控制系統(tǒng)、電加熱溫度及流量控制器；通過(guò)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置的感應(yīng)器，將系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)较到y(tǒng)運(yùn)行控制中樞中，經(jīng)過(guò)電信號(hào)轉(zhuǎn)變?cè)谙到y(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)顯示屏中顯示出當(dāng)前系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)行系統(tǒng)運(yùn)行控制。

本發(fā)明的效果：

1、該系統(tǒng)的太陽(yáng)能槽式聚熱板以南北方向放置，在太陽(yáng)光自動(dòng)跟蹤儀的帶動(dòng)下能全天候跟蹤太陽(yáng)光，具有很高的光能利用率和光熱轉(zhuǎn)換效率，使得光能利用率達(dá)到了最大化。

2、本系統(tǒng)通過(guò)系統(tǒng)控制區(qū)控制不同位置的閥門開啟，可改變不同的供熱模式，供熱溫度可變，熱空氣流量可控，中高溫?zé)釄?chǎng)規(guī)模可控，該系統(tǒng)具有自動(dòng)化、模式多、綜合性強(qiáng)的特點(diǎn)。

3、該系統(tǒng)在運(yùn)行狀態(tài)下通過(guò)太陽(yáng)能槽式聚熱板與空氣加熱機(jī)的相互耦合作用能夠提供穩(wěn)定的中高溫空氣溫度場(chǎng)，該溫度場(chǎng)可用于鹽水介觀分離和剩余污泥介觀干化等應(yīng)用。

4、該系統(tǒng)可根據(jù)不同的氣候條件，通過(guò)控制不同位置的蝶閥開啟，可實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能集熱管串并聯(lián)結(jié)構(gòu)和太陽(yáng)能集熱區(qū)與電加熱區(qū)的串并聯(lián)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)不同供熱模式，維持中高溫?zé)釄?chǎng)空氣溫度恒定。

5、該系統(tǒng)在太陽(yáng)能集熱區(qū)與空氣電加熱區(qū)的作用下能提供100℃-400℃范圍的熱空氣，流量為50m³/h-600m³/h。