[發(fā)明專利]一種鹽梯度太陽池自循環(huán)提熱的方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810008444.8
• 申請日: 2018-01-04
• 公開（公告）號: CN108332438B
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發(fā)明（設計）人: 王華;武齊;梅艷陽;解樹寬;張劉鋼
• 申請（專利權(quán)）人: 河南理工大學
• 主分類號: F24S60/10
• 分類號: F24S60/10;F24S10/30;F24S50/00
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本發(fā)明專利涉及鹽梯度太陽池熱提取技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鹽梯度太陽池自循環(huán)提熱的方法和裝置。其特征在于，循環(huán)通道一端與鹽梯度太陽池下對流層相連，熱鹽水在溫差所導致的密度差的驅(qū)動下，流入位于循環(huán)通道另一端的熱充放器中，鹽水在熱充放器中放熱，溫度降低，密度增大，故放熱后的冷鹽水沿著循環(huán)通道底部流回鹽梯度太陽池的下對流層，從而完成自循環(huán)提熱；熱充放器中設置換熱器，并設置用于用戶熱量提取的冷流體進口及換熱后的熱流體出口，從而將熱充放器中的熱量不斷提供給用戶。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鹽梯度太陽池熱提取技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鹽梯度太陽池自循環(huán)提熱的方法和裝置。

背景技術(shù)

隨著化石能源被大量開發(fā)消耗，資源短缺這一問題越來越突出，環(huán)境污染等問題也不斷被提出。太陽能作為一種可再生能源，具有儲量豐富，無污染等優(yōu)點。鹽梯度太陽池是一種集吸收和儲存太陽能為一體的太陽能利用方式，由上對流層、非對流層和下對流層構(gòu)成，其中上對流層為淡水層，非對流層鹽濃度呈梯度變化，由濃度差造成的密度梯度可以抑制因溫度差而引起的自然對流，底部溫度高的鹽水不會上浮，這樣可有效抑制熱對流，起到保溫的作用，下對流層為儲熱層，由濃鹽水構(gòu)成，進入鹽池的太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮軆Υ嬖谙聦α鲗又小｛}梯度太陽池作為利用太陽能的一種形式，盡管有很多優(yōu)點，但仍有很多問題有待解決。對于大面積太陽池來說，雖然總儲熱量大，但是熱量的提取和利用還存在很多不足，目前太陽池的提熱方式主要有直接提熱法和間接提熱法，這兩種方式都有不足之處。直接提熱法直接抽取下對流層的濃鹽水進行換熱，這對太陽池梯度層的擾動很大。間接提熱法是在鹽梯度太陽池儲熱層設置內(nèi)部換熱器，熱量通過內(nèi)部換熱器傳遞到鹽梯度太陽池外部，該方法造價高，維護麻煩，并且只適用于中小型太陽池，熱利用效率低。

發(fā)明內(nèi)容

綜上所述，本發(fā)明的目的是針對上述情況，提供了一種鹽梯度太陽池自循環(huán)提熱的方法和裝置，該方法和裝置以溫差為循環(huán)動力，在溫差作用下進行自然對流換熱和循環(huán)，達到一種連續(xù)提熱，穩(wěn)定循環(huán)的目的，克服了現(xiàn)在鹽梯度太陽池熱量提取技術(shù)的不足，并具有連續(xù)提熱，對太陽池擾動小，熱利用效率高等優(yōu)點。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種鹽梯度太陽池自循環(huán)提熱的方法：

該方法包括鹽梯度太陽池 1和自循環(huán)提熱模塊，自循環(huán)提熱模塊由循環(huán)通道 6和熱充放器 8組成，熱充放器 8內(nèi)部設置有相變蓄熱單元 9和換熱器 11，所述的循環(huán)通道 6與熱充放器 8相連的接口應高于循環(huán)通道 6與下對流層 4相連的接口，即循環(huán)通道 6按斜向上的方向布置，熱充放器 8中的液面低于鹽梯度太陽池 1上表面；其中，由鹽梯度太陽池1吸收和儲存的熱量通過循環(huán)通道 6傳遞給熱充放器 8，并通過熱充放器 8中的換熱器 11將熱量不斷提取出來，從而構(gòu)成了自循環(huán)提熱系統(tǒng)。

進一步，該方法的工作原理在于：鹽梯度太陽池 1的下對流層 4具有鹽水循環(huán)通道 6，熱鹽水在溫差所導致的密度差的驅(qū)動下，流入位于循環(huán)通道 6另一端的熱充放器 8中，在熱充放器8中放熱，溫度降低，密度增大，故放熱后的冷鹽水沿著循環(huán)通道 6底部流回鹽梯度太陽池 1的下對流層 4，如此周而復始，下對流層 4中的鹽水以自然對流換熱的方式，將熱量不斷從鹽梯度太陽池 1帶入熱充放器 8中，以實現(xiàn)鹽梯度太陽池 1的熱量提取。

進一步，所述的熱充放器 8通過相變蓄熱材料增大熱儲存密度，并具有向用戶提供熱量的換熱功能。

進一步，所述的熱充放器 8中的液面高度可以通過熱充放器 8中自由空間 10的氣體壓力調(diào)節(jié)。

一種鹽梯度太陽池自循環(huán)提熱的裝置：