[發(fā)明專利]一種太陽能蒸汽裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310723623.7
• 申請(qǐng)日: 2013-12-25
• 公開（公告）號(hào): CN103742887A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周錫明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州天霸電子有限公司
• 主分類號(hào): F22B1/00
• 分類號(hào): F22B1/00;F22B1/28;F24J2/24;F24J2/46;H02S40/30
• 代理公司: 杭州九洲專利事務(wù)所有限公司 33101
• 代理人: 翁霽明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種利用太陽能進(jìn)行集熱、發(fā)電產(chǎn)生蒸汽的裝置，屬于太陽能光熱、光電應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前真空管太陽能集熱、太陽能光伏發(fā)電的技術(shù)都已經(jīng)相當(dāng)成熟，但應(yīng)用方面僅局限于提供生活用熱水、路燈照明、并網(wǎng)發(fā)電等，還極少涉及到工農(nóng)業(yè)設(shè)備方面的應(yīng)用。而服裝、醫(yī)藥、食品等企業(yè)的熨燙、染色、干燥、消毒、蒸煮都離不開蒸汽。傳統(tǒng)的燃油、燃煤、燃?xì)忮仩t使用時(shí)都需要消耗傳統(tǒng)燃料，并且會(huì)對(duì)環(huán)境造成不同程度的污染，電蒸汽發(fā)生器雖然操作簡(jiǎn)單，無污染，但運(yùn)行費(fèi)用較高。因此需要有一種操作簡(jiǎn)單、無污染、運(yùn)行成本低，使用壽命長(zhǎng)的蒸汽發(fā)生裝置來替代這些傳統(tǒng)的蒸汽鍋爐或電蒸汽發(fā)生器。由于現(xiàn)有太陽能集熱所獲取的熱水能升溫至100℃以上，如果利用該熱能加以其它盡量少的能源輔助而產(chǎn)生穩(wěn)定的蒸汽將具有廣闊的市場(chǎng)前景，而且利用太陽能產(chǎn)生蒸汽是實(shí)現(xiàn)低碳排放的有效途徑。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種利用太陽能真空管集熱器對(duì)水加熱及儲(chǔ)存、同時(shí)利用太陽能光伏板組件發(fā)電產(chǎn)生電能、與市電輔助三者結(jié)合進(jìn)行蒸汽發(fā)生，可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生連續(xù)穩(wěn)定的蒸汽供使用的太陽能蒸汽裝置。

本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案來完成的，所述的太陽能蒸汽裝置，它主要包括太陽能集熱器、貯熱水箱、電輔助蒸汽發(fā)生器、光伏發(fā)電組件、控制系統(tǒng)及附屬元件，多個(gè)太陽能集熱器串聯(lián)連接成為一組集熱群，集熱群通過管道、循環(huán)泵與貯熱水箱連接，通過溫差循環(huán)控制使貯熱水箱中的水升溫直至沸騰；貯熱水箱通過注液泵、單向閥連通于電輔助蒸汽發(fā)生器，所述的電輔助蒸汽發(fā)生器內(nèi)分別安裝有與市電連接的市電加熱器和與光伏發(fā)電組件連接的光伏加熱器，并由所述電輔助蒸汽發(fā)生器通過蒸汽連接管連通用氣設(shè)備。

所述的太陽能集熱器主要由聯(lián)接箱、導(dǎo)熱管以及真空集熱管構(gòu)成，所述聯(lián)接箱包括一在箱體外殼內(nèi)設(shè)置的集熱流道，集熱流道與箱體外殼之間設(shè)置有至少一層可抗150℃以上溫度的保溫材料，以實(shí)現(xiàn)對(duì)集熱流道內(nèi)被加熱的水或氣的保溫；集熱流道下部置有導(dǎo)熱管，導(dǎo)熱管外部套接有真空集熱管；所述集熱流道的兩端設(shè)置有連接端口，連接端口的一端通過管道與循環(huán)泵串聯(lián)并接至貯熱水箱，另一端經(jīng)多個(gè)集熱器串聯(lián)而成的集熱群經(jīng)管道連接至貯熱水箱，所述集熱群和貯熱水箱上分別安裝有與控制器連接并由控制器獲知兩者溫差的溫度傳感器，所述控制器與循環(huán)泵連接并根據(jù)溫差信號(hào)指令觸發(fā)循環(huán)泵工作，并實(shí)現(xiàn)所述對(duì)水進(jìn)行溫差循環(huán)控制使貯熱水箱中的水升溫直至沸騰,以提供蒸汽轉(zhuǎn)化過程中所需的全部顯熱和部分潛熱的熱水。

所述的貯熱水箱由內(nèi)膽和外殼體以及之間的保溫材料構(gòu)成，在所述的貯熱水箱內(nèi)安置有與控制器分別相連的為檢測(cè)水位的水位傳感器和為檢測(cè)水溫的溫度傳感器，所述的控制器由水位傳感器獲取水位信號(hào)并由此水位信號(hào)對(duì)控制器相連的、設(shè)置在貯熱水箱進(jìn)水管路上的電磁閥實(shí)施開關(guān)，在所述進(jìn)水管路上還串聯(lián)有進(jìn)水單向閥。

所述的貯熱水箱通過管道連通于由爐膽、殼體以及中間保溫材料構(gòu)成的蒸氣發(fā)生器；所述的爐膽內(nèi)安裝有與市電連接的市電加熱器和與光伏發(fā)電組件連接的光伏加熱器，在爐膽上安置有分別控制市電加熱器和光伏加熱器電源通/斷、并且可以調(diào)整壓力的限壓開關(guān)以及壓力表和安全閥,還設(shè)置有液位顯示窗和排除冷水的排污閥；所述光伏電的控制壓力大于市電的控制壓力，以便使太陽能光電電加熱優(yōu)先；陽光充足時(shí)由光伏電加熱，陽光不足時(shí)由市電輔助加熱產(chǎn)生蒸汽。

所述的光伏發(fā)電組件由多塊光伏發(fā)電板串聯(lián)和并聯(lián)組成，所述光伏發(fā)電組件所產(chǎn)生的光伏電正極，用電線連接到通/斷開關(guān)的輸入接線端，通/斷開關(guān)的輸出接線端用導(dǎo)線與光伏加熱器連接，光伏電組件的負(fù)極用導(dǎo)線并接后與光伏加熱器的公共端連接；其中通/斷開關(guān)的各路輸入、輸出觸點(diǎn)之間并聯(lián)接有電容器，以實(shí)現(xiàn)消除觸點(diǎn)斷開、閉合時(shí)的拉弧燒蝕。

所述的串聯(lián)和并聯(lián)包括先由多塊光伏發(fā)電板串聯(lián)成為一組，再根據(jù)所需光伏加熱器的功率，將多組并聯(lián)成一路，使光伏電的路數(shù)、功率、電壓與加熱器相匹配。

所述的貯熱水箱下部安裝有由熱交換器組成的余熱回收裝置，該余熱回收裝置通過一疏水閥與用氣設(shè)備連接,并使用氣設(shè)備經(jīng)所述疏水閥排出的熱水和熱氣通過該余熱回收裝置回收余熱后對(duì)貯熱水箱中的水進(jìn)行換熱升溫；所述貯熱水箱的上半部?jī)?nèi)置有熱交換導(dǎo)熱器，該熱交換導(dǎo)熱器的一端連接冷水進(jìn)水管，另一端連接生活用熱水的供水管。

本發(fā)明至少解決了在陽光充足時(shí)，可以全部利用太陽能產(chǎn)生穩(wěn)定的蒸汽；在陽光不足時(shí)，能用市電輔助加熱以達(dá)到產(chǎn)生穩(wěn)定的蒸汽；在沒有陽光時(shí)，能利用貯熱水箱中儲(chǔ)存的熱水用市電加熱，也能大幅度節(jié)省電能。