CN106440414A - 一种中高温度区段梯级热利用系统 - Google Patents

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文光彩
梁晓钟
方徐君
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Abstract

本发明公开了一种中高温度区段梯级热利用系统，包括中高温集热系统、一级温度利用系统、二级温度利用系统，所述中高温集热系统包括通过管道依次串联的槽式太阳能集热器、主蓄换热设备、次蓄换热设备，所述一级温度利用系统通过主蓄换热设备与中高温集热系统相连，所述二级温度利用系统通过次蓄换热设备与中高温集热系统相连。本发明通过串联的中高温集热系统、一级温度利用系统、二级温度利用系统，使中高温集热系统产生的高温介质通过一级温度利用系统热利用后产生的中温介质能够有效的被二级温度利用系统利用，提高了太阳能的利用率，减少了能源浪费。本发明应用于太阳能热利用领域。

Description

一种中高温度区段梯级热利用系统
技术领域
本发明涉及太阳能热利用领域，特别涉及一种中高温度区段梯级热利用系统。
背景技术
以往，普通的太阳能集热器采用平板型吸热面，这种集热器由于吸热面与外界存在热对流等损失，加热介质温度一般在100℃以下，属于一种低温范围热利用。目前太阳能集热器主要是通过利用一种槽式聚光型太阳能集热器，该集热器采用一体成型反光玻璃面，通过管路、阀门、高温水泵等部件构成一个中高温集热系统。中高温集热系统集热效率高，加热工质温度可达150~200℃，满足中高温热利用要求。但是目前中高温集热系统产生的高温介质（150~200℃）经放热后得到的中温介质（100~150℃）却没有得到进一步利用，而是直接回到中高温集热系统中循环加热，造成了一定的能源浪费。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种中高温度区段梯级热利用系统，能够实现系统中的中高温度区段梯级利用。
本发明所采用的技术方案是：一种中高温度区段梯级热利用系统，包括中高温集热系统、一级温度利用系统、二级温度利用系统，所述中高温集热系统包括通过管道依次串联的槽式太阳能集热器、主蓄换热设备、次蓄换热设备，所述一级温度利用系统通过主蓄换热设备与中高温集热系统相连，所述二级温度利用系统通过次蓄换热设备与中高温集热系统相连。
作为上述方案的进一步改进，所述中高温集热系统还串联有缓冲水箱与高温循环泵，所述缓冲水箱位于次蓄换热设备与槽式太阳能集热器之间，所述高温循环泵位于缓冲水箱与槽式太阳能集热器之间。
作为上述方案的进一步改进，所述一级温度利用系统包括通过管道串联在主蓄换热设备上的一级温度用热设备、一级高温循环泵、一级缓冲水箱。
作为上述方案的进一步改进，所述二级温度利用系统包括通过管道串联在次蓄换热设备上的二级温度用热设备、二级高温循环泵、二级缓冲水箱。
作为上述方案的进一步改进，所述槽式太阳能集热器包括一个或两个以上并联的子槽式太阳能集热器。
作为上述方案的进一步改进，所述子槽式太阳能集热器包括若干呈阵列分布的槽式太阳能集热片。
作为上述方案的进一步改进，所述槽式太阳能集热片包括槽式抛光面反光镜、真空吸热管、支架，所述真空吸热管通过支架支撑设在槽式抛光面反光镜的槽口上方，所述槽式太阳能集热器上的管道穿过真空吸热管。
作为上述方案的进一步改进，所述槽式太阳能集热器还包括能控制槽式太阳能集热器转动的单片机控制器。
本发明的有益效果是：本发明通过设有的中高温集热系统、一级温度利用系统、二级温度利用系统，使中高温集热系统产生的高温介质通过一级温度利用系统热利用后产生的中温介质能够有效的被二级温度利用系统利用，提高了太阳能的利用率，减少了能源浪费。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。
图1是本发明结构示意图；
图2是槽式太阳能集热片结构示意图。
具体实施方式
如图1所示中高温度区段梯级热利用系统，包括中高温集热系统1、一级温度利用系统2、二级温度利用系统3，所述中高温集热系统1包括通过管道依次串联的槽式太阳能集热器11、主蓄换热设备12、次蓄换热设备13，所述一级温度利用系统2通过主蓄换热设备12与中高温集热系统1相连，所述二级温度利用系统3通过次蓄换热设备13与中高温集热系统1相连。
优选的，所述中高温集热系统1还串联有缓冲水箱14与高温循环泵15，所述缓冲水箱14位于次蓄换热设备13与槽式太阳能集热器11之间，所述高温循环泵15位于缓冲水箱14与槽式太阳能集热器11之间。
槽式太阳能集热器11上的管道由不锈钢、铝、铜、铝铜复合材质的一种或多种制成，这些材质均为金属材质，金属材质的管道具有更好的导热效果。
高温集热系统管道内的介质流动方向如图中箭头方向所示，介质经过槽式太阳能集热器11的加热升温后成为高温介质（150~200℃），高温介质（150~200℃）流入主蓄换热设备12，主蓄换热设备12将高温介质（150~200℃）的热量转换到一级温度利用系统2中，实现一级热利用。随后高温介质（150~200℃）转换为中温介质（100~150℃），流入次蓄换热设备13，次蓄换热设备13将中温介质（100~150℃）的热量转换到二级温度利用系统3中，实现二级热利用，产生低温介质。低温介质流入缓冲水箱14，经过高温循环泵15的作用，低温介质从缓冲水箱14中流入槽式太阳能集热器11中再次加热，以此作为一个循环。
本实施例中的主蓄换热设备12与次蓄换热设备13均采用蓄热式换热器，蓄热式换热器通过固体物质构成的蓄热体，把热量从高温流体传递给低温流体，热介质先通过加热固体物质达到一定温度后，冷介质再通过固体物质被加热，使之达到热量传递的目的。
优选的，所述一级温度利用系统2包括通过管道串联在主蓄换热设备12上的一级温度用热设备21、一级高温循环泵22、一级缓冲水箱23。
一级温度利用系统2内的介质流动方向如图中箭头方向所示，介质通过主蓄换热设备12的加热升温后流入一级缓冲水箱23，随后经由一级高温循环泵22的作用进入一级温度用热设备21，从一级温度用热设备21中流出的介质再次进入主蓄换热设备12重新加热升温，以此作为一个循环。
优选的，所述二级温度利用系统3包括通过管道串联在次蓄换热设备13上的二级温度用热设备31、二级高温循环泵32、二级缓冲水箱33。
二级温度利用系统3内的介质流动方向如图中箭头方向所示，介质通过次蓄换热设备13的加热升温后流入二级缓冲水箱33，随后经由二级高温循环泵32的作用进入二级温度用热设备31，从二级温度用热设备31中流出的介质再次进入次蓄换热设备13重新加热升温，以此作为一个循环。
优选的，所述槽式太阳能集热器11包括一个或两个以上并联的子槽式太阳能集热器111，本实施例中的槽式太阳能集热器11为两个并联的子槽式太阳能集热器111，两个子槽式太阳能集热器111一次能够产生较多的高温介质（150~200℃）。
优选的，所述子槽式太阳能集热器111包括若干呈阵列分布的槽式太阳能集热片4，本实施例中的槽式太阳能集热片4为横六竖二的阵列分布。
优选的，参考图2，所述槽式太阳能集热片4包括槽式抛光面反光镜41、真空吸热管42、支架43，所述真空吸热管42通过支架43支撑设在槽式抛光面反光镜41的槽口上方，真空吸热管42内设有若干并未图示的导热翅片，导热翅片上设有通孔，槽式太阳能集热器11上的管道穿过通孔固定在真空吸热管42内。
上述槽式太阳能集热片4的工作原理为：槽式抛光面反光镜41具有聚光与集热的作用，真空吸热管42能够吸收槽式抛光面反光镜41聚集的太阳能，经由导热翅片将太阳能传递到槽式太阳能集热器11上的管道并加热管道内的介质。
优选的，所述槽式太阳能集热器11还包括能控制槽式太阳能集热器11转动的单片机控制器，单片机控制器连接外部的PLC控制台，操作人员能够通过PLC控制台控制槽式太阳能集热器11转动，保证槽式太阳能集热器11的槽口正对太阳，得到最大的太阳能转换率。
当然，本发明并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.一种中高温度区段梯级热利用系统，其特征在于：包括中高温集热系统（1）、一级温度利用系统（2）、二级温度利用系统（3），所述中高温集热系统（1）包括通过管道依次串联的槽式太阳能集热器（11）、主蓄换热设备（12）、次蓄换热设备（13），所述一级温度利用系统（2）通过主蓄换热设备（12）与中高温集热系统（1）相连，所述二级温度利用系统（3）通过次蓄换热设备（13）与中高温集热系统（1）相连。
2.根据权利要求1所述中高温度区段梯级热利用系统，其特征在于：所述中高温集热系统（1）还串联有缓冲水箱（14）与高温循环泵（15），所述缓冲水箱（14）位于次蓄换热设备（13）与槽式太阳能集热器（11）之间，所述高温循环泵（15）位于缓冲水箱（14）与槽式太阳能集热器（11）之间。
3.根据权利要求1或2所述中高温度区段梯级热利用系统，其特征在于：所述一级温度利用系统（2）包括通过管道串联在主蓄换热设备（12）上的一级温度用热设备（21）、一级高温循环泵（22）、一级缓冲水箱（23）。
4.根据权利要求1或2所述中高温度区段梯级热利用系统，其特征在于：所述二级温度利用系统（3）包括通过管道串联在次蓄换热设备（13）上的二级温度用热设备（31）、二级高温循环泵（32）、二级缓冲水箱（33）。
5.根据权利要求1所述中高温度区段梯级热利用系统，其特征在于：所述槽式太阳能集热器（11）包括一个或两个以上并联的子槽式太阳能集热器（111）。
6.根据权利要求5所述中高温度区段梯级热利用系统，其特征在于：所述子槽式太阳能集热器（111）包括若干呈阵列分布的槽式太阳能集热片（4）。
7.根据权利要求6所述中高温度区段梯级热利用系统，其特征在于：所述槽式太阳能集热片（4）包括槽式抛光面反光镜（41）、真空吸热管（42）、支架（43），所述真空吸热管（42）通过支架（43）支撑设在槽式抛光面反光镜（41）的槽口上方，所述槽式太阳能集热器（11）上的管道穿过真空吸热管（42）。
8.根据权利要求5或6或7所述中高温度区段梯级热利用系统，其特征在于：所述槽式太阳能集热器（11）还包括能控制槽式太阳能集热器（11）转动的单片机控制器。
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