CN104154655A - 管路开合度可调的太阳能异聚态热利用系统及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及热水供应系统领域，尤其是一种管路开合度可调的太阳能异聚态热利用系统及其工作方法，解决了现有的太阳能异聚态热利用系统传输管道的直径是固定的，能源的消耗和损失大的技术问题。它包括均带有介质管路的蒸发器、压缩机和冷凝器，上述三者的介质管路通过传输管道相互连通形成回路，所述的冷凝器设置在一带进水管和出水管的水箱内，所述的传输管道内容纳有传热介质，处于压缩机与冷凝器之间的传输管道上设有控制管道内流径开合度的第一电磁阀，处于冷凝器与蒸发器之间的传输管道上设有控制管道内流径开合度的第二电磁阀。本发明可有效的降低能源的浪费，提高能源利用率，同时合理利用压缩机的功率，产生最大的资源。

Description

管路开合度可调的太阳能异聚态热利用系统及其工作方法

技术领域

本发明涉及热水供应系统领域，尤其是一种管路开合度可调的太阳能异聚态热利用系统及其工作方法。

背景技术

现有的太阳能异聚态热利用系统，在使用过程中，其传输管道的直径是固定的，其内部的传热介质的流量也基本是稳定的；但是当冷凝器中的水的温度不断变化的过程中，其对传热介质的传递热量的需求同样在不断的变化。而现有的太阳能异聚态热利用系统工作时无法做出相应的改变，全部的传热介质经过压缩机的加压升温后持续给冷凝器传递热量，而当冷凝器中的温度相对较高时，热量需求量降低，而传热介质的大量的热量的供应造成了浪费，增加了能源的消耗和损失。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术的不足而提供一种管路开合度可调的太阳能异聚态热利用系统及其工作方法，其可根据实际工作状态而改变传输管道的开合度，合理分配能源，提高功率利用率。

为了达到上述目的，本发明所设计的管路开合度可调的太阳能异聚态热利用系统，包括均带有介质管路的蒸发器、压缩机和冷凝器，上述三者的介质管路通过传输管道相互连通形成回路，所述的冷凝器设置在一带进水管和出水管的水箱内，所述的传输管道内容纳有传热介质，处于压缩机与冷凝器之间的传输管道上设有控制管道内流径开合度的第一电磁阀，处于冷凝器与蒸发器之间的传输管道上设有控制管道内流径开合度的第二电磁阀，所述的聚热板的输出端和输入端分别设有第一温度传感器和第二温度传感器，所述压缩机的输入端和输出端的传输管道上分别设有第一压力传感器和第二压力传感器。

上述技术方案，通过第一电磁阀和第二电磁阀的设置，可对传输管道的内流径的开合度进行控制，实现了对流入冷凝器及蒸发器内的传热介质的量进行控制，同时第一温度传感器、第二温度传感器、第一压力传感器和第二压力传感器的设置，实时检测各点的温度和压力，通过控制器或人工对温度和压力信号的处理分析后对第一电磁阀和第二电磁阀的控制，可有效的提高了能源的利用率，避免能源的浪费，而监控实时，效果好。

作为优化，所述的第一温度传感器、第二温度传感器、第一压力传感器和第二压力传感器信号传输连接至一控制器，所述的控制器对信号分析处理后实时控制第一电磁阀和第二电磁阀的开合度，根据数据自动调节，节省人工，并且实时、精准。

所述的冷凝器与第二电磁阀之间的传输管道上设有储液罐。该技术方案，通过储液罐的设置，当第一电磁阀和第二电磁阀的开合度均减小时，可将传输管道内的多于的传热介质储存在储液罐中，简单方便，而当两个电磁阀的开合度增加时，储液罐可为传输管道提供传热介质。

一种管路开合度可调的太阳能异聚态热利用系的工作方法， 

a、       将处于低压冷态的液体传热介质在蒸发器中吸热蒸发变为热态气体，其中，第一温度传感器测得的工质温度为A1，第二温度传感器测得的工质温度为A2，之后进入压缩机，第一压力检测器测得压缩机输入端的热态气体压力为P1；

b、       热态气体经过压缩机压缩、升温后，变成高温、高压的热态蒸汽排出压缩机，第二压力检测器测得压缩机输出端的热态蒸汽压力为P2；

c、       高温的热态蒸汽进入冷凝器，在冷凝器中将热量传递给水箱中的水，使水的温度提高，温度检测器测得水箱中的温度为T1，热态蒸汽经过冷凝放热后变成液态传热介质；

d、       节流控制器根据A1、A2、P1、P2、T1以及设定温度T0的数值计算节流装置中各电磁阀的开合度；其中：

    当A2-A1大于Z1时，第二电磁阀开合度增大；当A2-A1小于Z1时，第二电磁阀开合度减小；当A2-A1等于Z1时，第二电磁阀开合度保持不变，其Z1的取值为0-8；

   当P2/(P1*T1)>Z2时，第一电磁阀开合度增大；当P2/(P1*T1)<Z2时，第一电磁阀开合度减小；当P2/(P1*T1)=Z2 时，第一电磁阀开合度保持不变，其Z2为一变函数，取值范围介于0.07-1.33之间；

e、       高压、冷态的传热介质流经节流装置降压后，变成低压冷态传热介质再次进入蒸发器，如此不断地循环工作。

f、       最后，系统输出温度相对稳定地维持在T0。

本发明所得到的管道开合度可调的太阳能异聚态热利用系统及其工作方法，其通过第一温度传感器、第二温度传感器、第一压力传感器和第二压力传感器的设置，控制器可对传输管路内的特定点的压力和温度进行实时控制，并根据实际情况通过对第一电磁阀和第二电磁阀的开合度的调节，控制流入冷凝器和蒸发器中的传热介质的量，从而可有效的降低能源的浪费，提高能源利用率，同时合理利用压缩机的功率，产生最大的资源。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中：1-蒸发器，2-第一温度传感器，3-第一压力传感器，4-压缩机，5-第一电磁阀，6-第二压力传感器，7-冷凝器，8-储液罐，9-第二电磁阀，10-第二温度传感器。

具体实施方式

下面通过实施例结合附图对本发明作进一步的描述。

实施例1：

如图1所示，本实施例描述的管路开合度可调的太阳能异聚态热利用系统，包括均带有介质管路的蒸发器1、压缩机4和冷凝器7，上述三者的介质管路通过传输管道相互连通形成回路，所述的冷凝器7设置在一带进水管和出水管的水箱内，所述的传输管道内容纳有传热介质，处于压缩机4与冷凝器7之间的传输管道上设有控制管道内流径开合度的第一电磁阀5，处于冷凝器7与蒸发器1之间的传输管道上设有控制管道内流径开合度的第二电磁阀9，所述的聚热板的输出端和输入端分别设有第一温度传感器2和第二温度传感器10，所述压缩机4的输入端和输出端的传输管道上分别设有第一压力传感器3和第二压力传感器6，所述的第一温度传感器2、第二温度传感器10、第一压力传感器3和第二压力传感器6信号传输连接至一控制器，所述的控制器对信号分析处理后实时控制第一电磁阀5和第二电磁阀9的开合度；所述的冷凝器7与第二电磁阀9之间的传输管道上设有储液罐8。

一种管路开合度可调的太阳能异聚态热利用系的工作方法， 

a、       将处于低压冷态的液体传热介质在蒸发器1中吸热蒸发变为热态气体，其中，第一温度传感器2测得的工质温度为A1，第二温度传感器10测得的工质温度为A2，之后进入压缩机4，第一压力检测器测得压缩机4输入端的热态气体压力为P1；

b、       热态气体经过压缩机4压缩、升温后，变成高温、高压的热态蒸汽排出压缩机4，第二压力检测器测得压缩机4输出端的热态蒸汽压力为P2；

c、       高温的热态蒸汽进入冷凝器7，在冷凝器7中将热量传递给水箱中的水，使水的温度提高，温度检测器测得水箱中的温度为T1，热态蒸汽经过冷凝放热后变成液态传热介质；

d、       节流控制器根据A1、A2、P1、P2、T1以及设定温度T0的数值计算节流装置中各电磁阀的开合度；其中：

    当A2-A1大于Z1时，第二电磁阀9开合度增大；当A2-A1小于Z1时，第二电磁阀9开合度减小；当A2-A1等于Z1时，第二电磁阀9开合度保持不变，其Z1的取值为0-8；

   当P2/(P1*T1)>Z2时，第一电磁阀5开合度增大；当P2/(P1*T1)<Z2时，第一电磁阀5开合度减小；当P2/(P1*T1)=Z2 时，第一电磁阀5开合度保持不便，其Z2为一变函数，取值范围介于0.07-1.33之间；

e、       高压、冷态的传热介质流经节流装置降压后，变成低压冷态传热介质再次进入蒸发器1，如此不断地循环工作。

最后，系统输出温度相对稳定地维持在T0。

Claims (5)

1.一种管路开合度可调的太阳能异聚态热利用系统，包括均带有介质管路的蒸发器（1）、压缩机（4）和冷凝器（7），上述三者的介质管路通过传输管道相互连通形成回路，所述的冷凝器（7）设置在一带进水管和出水管的水箱内，所述的传输管道内容纳有传热介质，其特征是：处于压缩机（4）与冷凝器（7）之间的传输管道上设有控制管道内流径开合度的第一电磁阀（5），处于冷凝器（7）与蒸发器（1）之间的传输管道上设有控制管道内流径开合度的第二电磁阀（9），所述的聚热板的输出端和输入端分别设有第一温度传感器（2）和第二温度传感器（10），所述压缩机（4）的输入端和输出端的传输管道上分别设有第一压力传感器（3）和第二压力传感器（6）。

2.根据权利要求1所述的一种管路开合度可调的太阳能异聚态热利用系统，其特征是：所述的第一温度传感器（2）、第二温度传感器（10）、第一压力传感器（3）和第二压力传感器（6）信号传输连接至一控制器，所述的控制器对信号分析处理后实时控制第一电磁阀（5）和第二电磁阀（9）的开合度。

3.根据权利要求2所述的一种管路开合度可调的太阳能异聚态热利用系统，其特征是：所述的冷凝器（7）与第二电磁阀（9）之间的传输管道上设有储液罐（8）。

4.根据权利要求1-3任意一项权利要求所述的一种管路开合度可调节的太阳能异聚态热利用系的工作方法，其特征是：

将处于低压冷态的液体传热介质在蒸发器（1）中吸热蒸发变为热态气体，其中，第一温度传感器（2）测得的工质温度为A1，第二温度传感器（10）测得的工质温度为A2，之后进入压缩机（4），第一压力检测器测得压缩机（4）输入端的热态气体压力为P1；

热态气体经过压缩机（4）压缩、升温后，变成高温、高压的热态蒸汽排出压缩机（4），第二压力检测器测得压缩机（4）输出端的热态蒸汽压力为P2；

高温的热态蒸汽进入冷凝器（7），在冷凝器（7）中将热量传递给水箱中的水，使水的温度提高，温度检测器测得水箱中的温度为T1，热态蒸汽经过冷凝放热后变成液态传热介质；

节流控制器根据A1、A2、P1、P2、T1以及设定温度T0的数值计算节流装置中各电磁阀的开合度；其中： 

    当A2-A1大于Z1时，第二电磁阀（9）开合度增大；当A2-A1小于Z1时，第二电磁阀（9）开合度减小；当A2-A1等于Z1时，第二电磁阀（9）开合度保持不变，其Z1的取值为0-8；

   当P2/(P1*T1)>Z2时，第一电磁阀（5）开合度增大；当P2/(P1*T1)<Z2时，第一电磁阀（5）开合度减小；当P2/(P1*T1)=Z2 时，第一电磁阀（5）开合度保持不变，其Z2为一变函数，取值范围介于0.07-1.33之间；

高压、冷态的传热介质流经节流装置降压后，变成低压冷态传热介质再次进入蒸发器（1），如此不断地循环工作。

5.最后，系统输出温度相对稳定地维持在T0。