CN102252302A - 太阳能/复合能源封闭循环相变供热系统 - Google Patents

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刘绍允
鲜祖洪
鲜兴文
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Abstract

本发明涉及一种太阳能/复合能源封闭循环相变供热系统，含有太阳能集热器、锅炉、蒸汽发生罐、分汽缸、用热设备等，太阳能集热器与蒸汽发生罐和循环管连接构成一个循环回路，锅炉与蒸汽发生罐及另一套循环管连接构成另一个循环回路，蒸汽发生罐上部的汽水分离器通过蒸汽管和分汽缸连接，在分汽缸上装有蒸汽管分别和用热设备及二次蒸汽锅炉连接，用热设备及二次蒸汽锅炉下端装有与冷凝罐连接的凝水管，形成封闭系统。工作中，水在系统中以液-汽-液的方式循环，把太阳能集热器产生的热传递给用热设备，在太阳能集热器供热不足对，由锅炉补充。由于该供热系统为全封闭运行，高温凝结水可全部回收，因此其具有较高的热能利用率。

Description

太阳能/复合能源封闭循环相变供热系统
技术领域
本发明属于太阳能供热工程设备技术领域，涉及一种太阳能/复合封闭循环相变供热系统。
背景技术
目前公知的太阳能供热系统多为太阳能集热式热水系统，它们大都只限于供应生活热水，因而这类较低品位的热水系统不能在工业领域获得应用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺陷，提供一种设计结构先进合理的以太阳能为主能源，以燃油、燃气、燃煤或电为辅助能源的太阳能/复合能源封闭循环相变供热系统。
为实现上述发明目的而采用的技术解决方案是这样的：所提供的太阳能/复合能源封闭循环相变供热系统含有太阳能集热器、锅炉、蒸汽发生罐、分汽缸、用热设备、蒸汽管、循环管、上循环管以及连接管路与阀门，系统连接结构中，太阳能集热器依次与上循环管、蒸汽发生罐和循环管连接后构成一个循环回路，锅炉依次与上循环、蒸汽发生罐和循环管连接后构成另一个循环回路，两个循环回路上分别装有一个高温泵，在蒸汽发生罐的上部连通设置有汽水分离器，汽水分离器通过蒸汽管和分汽缸连接，在分汽缸上装有多根蒸汽管分别和用热设备及二次蒸汽锅炉连接。
本发明进一步的技术解决方案还包括：系统中的太阳能集热器采用聚光型集热器，包括槽式聚光集热器、菲涅尔聚光集热器、碟式聚光集热器或塔式聚光集热器。
本发明进一步的技术解决方案还包括：系统中的锅炉为强制循环热水锅炉，从能源分可以是电锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉或燃煤锅炉。
本发明进一步的技术解决方案还包括：在系统的蒸汽管路上设置有蒸汽蓄热器。
本发明进一步的技术解决方案还包括：在系统的管路上设置大容积蒸汽发生罐兼做蓄热器，即可采用增大了容积的蒸汽发生罐兼做蓄热器。
本发明进一步的技术解决方案还包括：在用热设备及二次蒸汽锅炉的下端装有与冷凝罐连接的凝水管，在蒸汽发生罐和冷凝罐下部连接的凝水管上装有高温泵。
本发明的工作原理是：作为主热源的太阳能集热器产生的高温水经上循环管进入蒸汽发生罐，当罐中的高温水达到设定的饱和温度后正常供汽，此时的压力降低，饱和水汽化产生蒸汽，由蒸汽管把汽输送到各用热设备和二次蒸汽锅炉；当太阳能集热器供热不足时，则启动辅助锅炉供热，达到正常供热的目的；用热设备、二次蒸汽锅炉产生的冷凝水经凝水管汇集到冷凝罐，由高温泵输送到蒸汽发生罐中，如此构成一个封闭循环相变供热系统。在系统中因系统的跑、冒、漏水的因素，须补充少量的失水，则可由补水管把脱盐后的水补进系统，达到水平衡。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、当太阳能集热器供热不足时，可由辅助锅炉补充，保证系统正常供热；
2、太阳能集热器和辅助锅炉供热都以高温水的状态到蒸汽发生罐中汽化，使系统结构简化合理；
3、整个供热系统不存在凝结水流失和因疏水阀故障产生的漏汽的热损失；
4、在运行状态下，避免了空气进入系统，大幅度地减轻了二氧化碳和氧对系统管道以及设备造成的腐蚀；
5、可大幅度降低补水量，从而节约了大量的水并大幅度降低了水处理的成本。
附图说明
附图是本发明的原理结构示意图。
附图中各标号名称分别是：1-二次蒸汽管，2-二次蒸汽锅炉，3-冷凝罐，4-高温泵，5-凝水管，6-用热设备，7-补水管，8-循环管，9-循环管，10-高温泵，11-高温泵，12-锅炉，13-蒸汽发生罐，14-上循环管，15-上循环管，16-汽水分离器，17-蒸汽管，18-分汽缸，19-太阳能集热器。附图中粗实线表示循环管、补水管，双点划线表示蒸汽管，虚线表示凝水管。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明内容做进一步说明，但本发明的实际应用形式并不仅限于图示的实施例。
参见附图，本发明所述的太阳能/复合能源封闭循环相变供热系统由太阳能集热器19、锅炉12、蒸汽发生罐13、分汽缸18、用热设备6、二次蒸汽锅炉2、冷凝罐3及循环管8、9、上循环管14、15、蒸汽管17、凝水管5以及其他相应的阀门和连接管路等组成。作为主热源的太阳能集热器19通过循环管8、上循环管15和蒸汽发生罐13连接构成一个循环回路，辅助热源锅炉12则通过循环管9、上循环管14和蒸汽发生罐13连接构成另一个循环回路，使高温水在蒸汽发生罐13内产生蒸汽并通过汽水分离器16和分汽缸18向用热设备6和二次蒸汽锅炉2供给蒸汽。用热设备6和二次蒸汽锅炉2产生的凝结水汇集到冷凝罐3由高温泵4输送到蒸汽发生罐13，使水始终在封闭的相变供热系统中以液-汽-液的方式循环，以蒸汽形式供热。系统中因管道阀门跑、冒、滴、漏损失的水，由补水管7补进，所补进的水是经过反渗透膜水处理机组处理后的脱盐脱氧软水。
本发明二次蒸汽锅炉产生的二次蒸汽可供给供热系统中需蒸汽直接加热物料的用热设备。
本发明采用的锅炉可以是电锅炉、燃油锅炉、燃汽锅炉或燃煤锅炉，锅炉按强制循环热水锅炉设计，可在太阳能集热系统供热不足的情况时作为辅助热原保证供热系统正常供热。
由于太阳能供热受气候的影响，鉴于供热量变化大，会给整个供热系统的运行带来一系列的困难和问题，因此在系统中的蒸汽管路上可以设置适合封闭循环相变供热的蒸汽蓄热器来调节，这样在低负荷时储存热能，在高负荷时释放热能，使系统供热趋于平衡。具体实施时，也可把附图中的蒸汽发生罐和蓄热器结构有机地合为一体，即按实际工程规模将蒸汽发生罐的容积增大，使之兼做蓄热器。
本发明方案中采用的太阳能集热器采用聚光型集热器，包括槽式聚光集热器、菲涅尔聚光集热器、碟式聚光集热器或塔式聚光集热器，可产生温度在150℃以上的压力较大的蒸汽作为工业供热。
本发明所述的太阳能/复合能源封闭循环相变供热系统包括采用附图所示的带有冷凝水回收部分的供热系统以及未在附图中表示的去掉了冷凝水回收部分的供热系统。

Claims (8)

1.一种太阳能/复合能源封闭循环相变供热系统，含有太阳能集热器(19)、锅炉(12)、蒸汽发生罐(13)、分汽缸(18)、用热设备(6)、蒸汽管(17)、循环管(7、8)、上循环管(14、15)以及连接管路与阀门，其特征在于：太阳能集热器(19)依次与上循环管(15)、蒸汽发生罐(13)和循环管(8)连接后构成一个循环回路，锅炉(12)依次与上循环(14)、蒸汽发生罐(13)和循环管(9)连接后构成另一个循环回路，两个循环回路上分别装有一个高温泵(10、11)；在蒸汽发生罐(13)的上部连通设置有汽水分离器(16)，汽水分离器(16)通过蒸汽管(17)和分汽缸(18)连接，在分汽缸(18)上装有多根蒸汽管分别和用热设备(6)及二次蒸汽锅炉(2)连接。
2.根据权利要求1所述的太阳能/复合能源封闭循环相变供热系统，其特征在于：太阳能集热器(19)采用聚光型集热器。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能/复合能源封闭循环相变供热系统，其特征在于：太阳能集热器(19)采用槽式聚光集热器、菲涅尔聚光集热器、碟式聚光集热器或塔式聚光集热器。
4.根据权利要求1所述的太阳能/复合能源封闭循环相变供热系统，其特征在于：锅炉(12)为强制循环热水锅炉。
5.根据权利要求1或4所述的太阳能/复合能源封闭循环相变供热系统，其特征在于：锅炉(12)为电锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉或燃煤锅炉。
6.根据权利要求1所述的太阳能/复合能源封闭循环相变供热系统，其特征在于：在系统的蒸汽管路上设置有蒸汽蓄热器。 
7.根据权利要求1所述的太阳能/复合能源封闭循环相变供热系统，其特征在于：在系统的管路上设置大容积蒸汽发生罐(13)兼做蓄热器。
8.根据权利要求1所述的太阳能/复合能源封闭循环相变供热系统，其特征在于：在用热设备(6)及二次蒸汽锅炉(2)的下端装有与冷凝罐(3)连接的凝水管(5)，在蒸汽发生罐(13)和冷凝罐(3)下部连接的凝水管上装有高温泵(4)。 
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