CN106016788B - 一种温度控制系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种温度控制系统及其控制方法，该温度控制系统包括用于储存加热后相变材料的储罐、设置于所述储罐内部的至少一个搅拌器和设置于所述储罐内部的至少一个中空管道，所述中空管道的入风口均与冷热风机连接，所述储罐和中空管道的侧壁上均设置有温度传感器。本发明可随时监控储罐内相变材料的温度，并通过温度传感器实时获取储罐内的温度，控制冷热风机向中空管道中鼓入热风或者冷风以对储罐中的相变材料加热或冷却，实现储罐内温度的调节，达到精确控温；通过搅拌器的搅拌实现储罐内各处相变材料的流动，保证储罐内相变材料温度的均一性，均热效果好、操作简单、控温精确、迅速、安全且智能化实现熔盐储罐精确控温。
Description
技术领域
本发明涉及光热发电技术领域，尤其涉及一种温度控制系统及其控制方法。
背景技术
太阳能光热发电储能系统中必须有储能介质进行高温储热，储能介质一般为熔融盐或其他相变材料，这些储热介质融化潜热高，同时对特定温度(熔点)要求高，由于特殊原因，储能管体的储热介质液面温度与底部温度易形成温度梯度差，使系统储热不均匀，严重时底部会出现凝结、凝固现象，影响整个光热发电系统运行的稳定。传统解决办法多采用罐壁周围缠绕电伴热的方式进行加热，利用自然对流的方式使其温度均衡，但是由于自然对流效率低、效果差，不能从根本上解决以上难题，另外电伴热使用及维护成本高，寿命低，不利于大规模使用。专利CN102721201A采用了一种通过在储能罐体底部设置混流喷口在储能罐体内形成混流涡，从而到达将罐体内的储能介质混流均匀，但采用混流喷口进行均热时，罐体上层介质流动较慢，混流效果较差，且需要消耗大量能源。
发明内容
本发明提供一种温度控制系统及其控制方法，均热效果好、操作简单、控温精确、迅速、安全且智能化实现熔盐储罐精确控温。
本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种温度控制系统，包括用于储存加热后相变材料的储罐、设置于所述储罐内部的至少一个搅拌器和设置于所述储罐内部的至少一个中空管道，所述中空管道的入风口均与冷热风机连接，所述储罐和中空管道的侧壁上均设置有温度传感器。
进一步地，所述中空管道为蛇形中空管道，竖向设置于所述储罐内，所述冷热风机设置于所述储罐的下方。
进一步地，所述中空管道上的温度传感器间隔0.5m-1m。
进一步地，所述储罐侧壁上的温度传感器设置于所述储罐的内侧壁上，所述中空管道侧壁上的温度传感器设置于所述中空管道的外侧壁。
进一步地，所述搅拌器包括转轴和多个搅拌杆，所述搅拌杆垂直间隔固定于所述转轴上，所述转轴竖向设置于所述储罐内，所述转轴转动带动所述搅拌杆旋转。
进一步地，所述中空管道的出风口均连接于余热利用系统。
第二方面，本发明提供一种控制上述所述的温度控制系统的控制方法，包括：
S101、当经过加热的相变材料进入所述储罐时，启动所述搅拌器进行搅拌；
S102、获取每个所述温度传感器的温度值，求得每两个所述温度值的差值，如果所有所述差值均在预设温度差值范围内，关闭所述搅拌器，进入步骤S103；
S103、求得所述温度值的温度平均值，如果所述温度平均值大于储罐安全储存温度值时，进入步骤S104；如果所述温度平均值小于预设温度值时，进入步骤S105；
S104、启动所述冷热风机向所述中空管道中鼓入冷风，启动所述搅拌器，进入步骤S106；
S105、启动所述冷热风机向所述中空管道中鼓入热风，启动所述搅拌器，进入步骤S106；
S106、重新获取所述温度传感器的温度值，所述重新获取的温度值在预设安全温度范围内，返回步骤S102。
进一步地，所述相变材料为熔盐。
本发明提供的技术方案带来以下有益效果：
可随时监控储罐内相变材料的温度，并通过温度传感器实时获取储罐内的温度，控制冷热风机向中空管道中鼓入热风或者冷风以对储罐中的相变材料加热或冷却，实现储罐内温度的调节，达到精确控温；通过搅拌器的搅拌实现储罐内各处相变材料的流动，保证储罐内相变材料温度的均一性，均热效果好、操作简单、控温精确、迅速、安全且智能化实现熔盐储罐精确控温。
附图说明
为了更清楚地说明本发明中的技术方案，下面将对本发明描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明的内容和这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的温度控制系统的结构示意图。
图2是图1所示温度控制系统中搅拌器的结构示意图。
图3是本发明提供的温度控制方法的方法流程图。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1是本发明提供的温度控制系统的结构示意图。参考图1所示，该温度控制系统包括用于储存加热后相变材料的储罐10、设置于所述储罐10内部的至少一个搅拌器20和设置于所述储罐10内部的至少一个中空管道30，所述中空管道30的入风口均与冷热风机40连接，所述储罐10和中空管道30的侧壁上均设置有温度传感器50。相变材料具体为熔盐。
该温度控制系统在相变材料进入储罐10时，通过搅拌器20进行搅拌，保证储罐10内相变材料温度的均一性，使用温度传感器50测量储罐10内的温度，如果储罐10内的温度大于储罐10安全储存温度时，启动冷热风机40向中空管道30中鼓入冷风，冷风流经中空管道30，带走储罐10内的热量，同时启动搅拌器20，使储罐10内相变材料混合均匀，温度降低至预设安全温度范围内；如果储罐10内的温度小于预设温度时，启动冷热风机40向中空管道30中鼓入热风，热风流经中空管道30，对储罐10内相变材料进行加热，同时启动搅拌器20，使储罐10内相变材料混合均匀，温度上升至预设安全温度范围内；温度传感器的使用，保证实时监控储罐10内各处的温度，当各处温度达到均一时，搅拌器20停止搅拌。本发明提供的温度控制系统可随时监控储罐内相变材料的温度，并通过温度传感器实时获取储罐内的温度，控制冷热风机向中空管道中鼓入热风或者冷风以对储罐中的相变材料加热或冷却，实现储罐内温度的调节，达到精确控温；通过搅拌器的搅拌实现储罐内各处相变材料的流动，保证储罐内相变材料温度的均一性，均热效果好、操作简单、控温精确、迅速、安全且智能化实现熔盐储罐精确控温。
优选地，所述中空管道30为蛇形中空管道，竖向设置于所述储罐10内，所述冷热风机40设置于所述储罐10的下方。冷热风机40从下向上鼓入热风或冷风，能够更好的实现储罐内相变材料的加热或冷却。
优选地，所述中空管道上的温度传感器间隔0.5m-1m。温度传感器间隔设置利于采集储罐内不同位置的温度。
优选地，所述储罐10侧壁上的温度传感器50设置于所述储罐10的内侧壁上，所述中空管道30侧壁上的温度传感器50设置于所述中空管道30的外侧壁。
优选地，结合图2所示，所述搅拌器20包括转轴200和多个搅拌杆201，所述搅拌杆201垂直间隔固定于所述转轴200上，所述转轴200竖向设置于所述储罐10内，所述转轴200转动带动所述搅拌杆201旋转。搅拌器20的具体结构仅为举例说明，还可以为其他结构，此处并不作为对本发明的限制。
优选地，所述中空管道30的出风口均连接于余热利用系统。从中空管道30出来的热风用来在余热利用系统对其他物质如水等物质进行加热，进行余热利用，节省能源。
图3是本发明提供的温度控制方法的方法流程图。参考图2所示，该温度控制方法用于控制图1所示的温度控制系统，该温度控制方法包括：
S101、当经过加热的相变材料进入所述储罐时，启动所述搅拌器进行搅拌；
具体地，相变材料优选为熔盐。
S102、获取每个所述温度传感器的温度值，求得每两个所述温度值的差值，如果所有所述差值均在预设温度差值范围内，关闭所述搅拌器，进入步骤S103；
S103、求得所述温度值的温度平均值，如果所述温度平均值大于储罐安全储存温度值时，进入步骤S104；如果所述温度平均值小于预设温度值时，进入步骤S105；
S104、启动所述冷热风机向所述中空管道中鼓入冷风，启动所述搅拌器，进入步骤S106；
S105、启动所述冷热风机向所述中空管道中鼓入热风，启动所述搅拌器，进入步骤S106；
S106、重新获取所述温度传感器的温度值，所述重新获取的温度值在预设安全温度范围内，返回步骤S102。
综上，本发明提供的温度控制方法可随时监控储罐内相变材料的温度，并通过温度传感器实时获取储罐内的温度，控制冷热风机向中空管道中鼓入热风或者冷风以对储罐中的相变材料加热或冷却，实现储罐内温度的调节，达到精确控温；通过搅拌器的搅拌实现储罐内各处相变材料的流动，保证储罐内相变材料温度的均一性，均热效果好、操作简单、控温精确、迅速、安全且智能化实现熔盐储罐精确控温。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1.一种温度控制系统，其特征在于，包括用于储存加热后相变材料的储罐、设置于所述储罐内部的至少一个搅拌器和设置于所述储罐内部的至少一个中空管道，所述中空管道的入风口均与冷热风机连接，所述储罐和中空管道的侧壁上均设置有温度传感器。
2.根据权利要求1所述的温度控制系统，其特征在于，所述中空管道为蛇形中空管道，竖向设置于所述储罐内，所述冷热风机设置于所述储罐的下方。
3.根据权利要求2所述的温度控制系统，其特征在于，所述中空管道上的温度传感器间隔0.5m-1m。
4.根据权利要求2所述的温度控制系统，其特征在于，所述储罐侧壁上的温度传感器设置于所述储罐的内侧壁上，所述中空管道侧壁上的温度传感器设置于所述中空管道的外侧壁。
5.根据权利要求1所述的温度控制系统，其特征在于，所述搅拌器包括转轴和多个搅拌杆，所述搅拌杆垂直间隔固定于所述转轴上，所述转轴竖向设置于所述储罐内，所述转轴转动带动所述搅拌杆旋转。
6.根据权利要求1所述的温度控制系统，其特征在于，所述中空管道的出风口均连接于余热利用系统。
7.一种控制权利要求1所述的温度控制系统的控制方法，其特征在于，包括：
S101、当经过加热的相变材料进入所述储罐时，启动所述搅拌器进行搅拌；
S102、获取每个所述温度传感器的温度值，求得每两个所述温度值的差值，如果所有所述差值均在预设温度差值范围内，关闭所述搅拌器，进入步骤S103；
S103、求得所述温度值的温度平均值，如果所述温度平均值大于储罐安全储存温度值时，进入步骤S104；如果所述温度平均值小于预设温度值时，进入步骤S105；
S104、启动所述冷热风机向所述中空管道中鼓入冷风，启动所述搅拌器，进入步骤S106；
S105、启动所述冷热风机向所述中空管道中鼓入热风，启动所述搅拌器，进入步骤S106；
S106、重新获取所述温度传感器的温度值，所述重新获取的温度值在预设安全温度范围内，返回步骤S102。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述相变材料为熔盐。
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