CN108298566B - 一种太阳能光伏烟囱制盐系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能光伏烟囱制盐系统，旨在提供一种能够综合利用太阳能，提高能源利用率的制盐系统。在盐田上有烟囱和光伏集热棚，烟囱上有冷凝换热装置；光伏集热棚包括由多块光伏模块紧密连接而成的棚顶及支架，支架支撑棚顶，棚顶边缘与所述盐田之间形成集热棚入口，冷凝换热装置的一侧有导风口，导风口的出风口通过三通阀分别与排风管道和回热管道入口连接，回热管道的出口与光伏集热棚内部连通。本发明的系统，白天可以利用光伏模块进行光伏发电，同时，光伏发电产生的废热可加热光伏集热棚内的空气以及盐田，提升了盐田制盐效果。同时，烟囱底部的冷凝换热装置可产生大量可供工业和生活用的淡水，大幅提高了能源的利用率。
Description
技术领域
本发明涉及制盐技术领域，更具体的说，是涉及一种太阳能光伏制盐综合利用系统。
背景技术
随着全球城市化与工业化的不断发展，我国及部分国家的能源与水资源短缺愈发得到凸显，对国民经济发展造成严重影响。盐是人类生活中不可或缺的。我国拥有漫长海岸线，利用海水制盐在我国具有悠久的历史。但是，目前制盐技术还主要是通过晒盐的方法制盐。近年来，通过太阳能温室制盐的方法和工艺逐渐得到重视和发展。太阳能温室制盐方法主要是建立合格的封闭的温室大棚，通过封闭的大棚提高温室内的卤水温度，加快水分的蒸发，以提高制盐速度，但是，太阳能温室制盐也存在一些利用问题，如太阳能利用率整体较低，夜间无法进行制盐等问题，导致太阳能制盐技术工程应用的整体经济效益较低，限制了这一技术的进一步发展。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种能够综合利用太阳能，提高能源利用率的太阳能光伏烟囱制盐系统。
为实现本发明的目的所采用的技术方案是：
一种太阳能光伏烟囱制盐系统，在盐田上设置有烟囱和光伏集热棚，所述烟囱上设置有冷凝换热装置；所述光伏集热棚包括由多块光伏模块紧密连接而成的棚顶及支架，所述支架支撑所述棚顶，所述棚顶边缘与所述盐田之间形成集热棚入口，所述冷凝换热装置的一侧设置有导风口，所述导风口的出风口通过三通阀分别与排风管道和回热管道入口连接，所述回热管道的出口与所述光伏集热棚内部连通。
所述冷凝换热装置的下端设置有集水盘。
所述光伏集热棚上安装有喷水器阵列，所述集水盘的出水口与水箱连接，所述水箱与所述喷水器阵列连接。
所述冷凝换热装置由冷凝换热管束和环形翅片构成，所述冷凝换热管束穿过所述环形翅片，所述冷凝换热管束的一端与空气连通，所述冷凝换热管束的另一端与所述导风口连通；所述烟囱上设置有与所述冷凝换热管束相配合的安装孔。
所述烟囱内部位于所述冷凝换热装置的上部设置有风力发电机。
所述棚顶边缘向下倾斜设置形成坡顶，所述棚顶的倾斜角度≤45°。
所述三通阀与导风口之间安装有导流风机。
所述集水盘包括环形集水槽，所述环形集水槽通过连接耳与所述烟囱连接固定，所述集水槽的中部及所述集水槽与烟囱内壁之间分别设置有导流通孔，所述集水槽底部设置有排水孔。
所述排风管道的出口敞开。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明的太阳能光伏烟囱制盐系统，白天可以利用光伏模块进行光伏发电，同时，光伏发电产生的废热可加热光伏集热棚内的空气以及盐田，在烟囱的作用下，加热产生的气流沿烟囱高速流动，高速气流可维持盐田与空气之间的传质势差，强化盐田水分蒸发，提升了盐田制盐效果。同时，高速流动的热空气在冷凝换热装置的作用下，通过与外界冷空气进行换热，烟囱底部的冷凝换热装置可产生大量可供工业和生活用的淡水，产生的淡水还可沿清洗管道流下，对光伏集热棚表面进行清洗和冷却，确保光伏模块长期维持较高效率。在夜间还可通过回热管道回收冷凝换热装置的余热，大幅提高了能源的利用率。
2.本发明的太阳能光伏烟囱制盐系统中，光伏集热棚内流动的气流可以冷却光伏模块，提升光伏转化效率和光伏发电量。而光伏集热棚内积聚的热量，一部分可加热盐田可获得产盐，另一部分可通过盐田下方的土壤进行储存，能够用于夜间加热气流，系统可连续不断的运行，大大提高了制盐生产率。
3.本发明太阳能光伏烟囱制盐系统中，烟囱中流动的高速气流还可推动涡轮发电机进行发电，进一步提升了系统的发电效率和能源利用率。
附图说明
图1所示为本发明一种太阳能光伏烟囱制盐系统的结构示意图；
图2所示为图中的A部放大图；
图3所示为烟囱、冷凝换热装置与接水盘的结构分解示意图。
具体实施方式
图1所示为本发明一种太阳能光伏烟囱制盐系统的结构示意图，在盐田1上设置有烟囱17和光伏集热棚18。所述烟囱17上安装有冷凝换热装置6。所述冷凝换热装置6优选安装于所述光伏集热棚18上部与所述烟囱17之间。所述光伏集热棚18包括由多块光伏模块紧密连接而成的棚顶3及支架13，所述支架13支撑所述棚顶3，所述棚顶3边缘与所述盐田1之间形成集热棚入口2。本实施例中，所述棚顶边缘最好为向下倾斜设置形成坡顶，所述棚顶3的倾斜角度≤45°。所述冷凝换热装置6的一侧设置有导风口8，所述导风口8的出风口通过三通阀10分别与排风管道11和回热管道12连接，为了提高换热效果，所述三通阀10与导风口8之间安装有导流风机9，所述排风管道11的出口敞开，为了提高能源利用率，所述回热管道12的出口与所述光伏集热棚18内部连通。
为了更好的利用进入烟囱内部的气流，所述烟囱17内部位于所述冷凝换热装置6的上部设置有风力发电机5。
本实施例中，所述冷凝换热装置6由冷凝换热管束6-2和环形翅片6-3构成，其示意图如图2-图3所示，所述冷凝换热管束6-2穿过所述环形翅片6-3，所述冷凝换热管束6-2的一端与空气连通，所述冷凝换热管束的另一端与所述导风口8连通。所述烟囱17上设置有与所述冷凝换热管束相配合的安装孔6-1。所述冷凝换热管束6-2为交叉排列的直管束阵列，也可为平行排列的直管束、交叉排列的非直管束或平行排列的非直管束。所述冷凝换热装置6通过烟囱上预留的冷凝换热装置安装孔6-1与所述烟囱17安装固定。
为了便于收集冷凝换热装置产生的冷凝水，所述冷凝换热装置6的下部设置有集水盘7，用于收集冷凝换热装置产生的冷凝水。所述集水盘7的结构示意图如图2-图3所示，所述集水盘7包括环形集水槽7-2，所述环形集水槽7-2通过连接耳7-1与所述烟囱17连接固定，所述集水槽7-2的中部及所述集水槽7-2与烟囱17内壁之间分别设置有导流通孔7-3，通过所述导流通孔7-3以引导气流并减小集水槽7-2对气流产生的阻碍。所述集水槽7-2底部设置有排水孔7-4。
为便于冷凝水的储存，所述排水孔7-4与水箱14连接，将冷凝换热装置6产生的冷凝水进行收集和储存。
为了减小浮尘堆积于所述光伏集热棚18棚顶外表面带来的光伏发电效率降低，所述光伏集热棚18上表面周向安装有喷水器阵列15，所述喷水器阵列15通过水管16与水箱14连接。
其中，所述烟囱17可由钢筋混凝土、金属、非金属或上述材料复合而成的材料建造而成；所述烟囱17还可以利用自然山体开凿、并通过钢筋混凝土、金属、非金属或上述材料复合而成的材料进行维护的隧道结构，隧道形式可为垂直隧道或倾斜隧道；所述烟囱17的高度和直径可以根据使用需要设计。
所述光伏模块可由单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池以及非晶硅太阳能电池构成。
本发明的工作原理如下：
白天，三通阀10连通导风口8与排风管道11。所述光伏集热棚18受到太阳辐射照射，部分辐射能通过所述光伏集热棚18转化为电能；而所述光伏集热棚18中未转为电能的太阳能转化为热能被电池本身所吸收，所述光伏集热棚18通过辐射、对流及导热的传热方式将这部分热量传递给所述盐田1以及所述盐田1与所述光伏集热棚18之间的空气。被所述盐田1吸收的热量用于加热所述盐田1进行制盐作业，并通过土壤蓄热进行储存；经过上述加热过程后，位于所述光伏集热棚18内的空气由于吸收热量而密度降低，密度降低后的热空气在浮升力的作用下沿所述光伏集热棚18流动并进入所述烟囱17，并通过所述烟囱出口4离开，形成拔风效应。在拔风效应的作用下，所述光伏集热棚18外部的冷空气通过所述光伏集热棚入口2进入，形成了所述光伏集热棚18内空气的连续流动。湿热空气通过所述冷凝换热装置6与其中流动的冷空气进行冷凝换热，产生冷凝水；冷凝换热后的空气仍具有较高流速可推动所述风力发电机5进行风力发电，并经所述烟囱出口4离开系统；而外界冷空气在导流风机9的驱动下，进入冷凝换热管束并与经过烟囱内部环形翅片的热空气进行冷凝换热，之后由所述三通阀10进入所述排风管道11并经排风管道的出口最终离开系统；而冷凝水经收集可供工业和生活用，也可沿光伏集热棚18的棚顶流动，或者通过喷水器阵列对所述光伏集热棚18的上表面光伏组件进行清洗，确保光伏发电稳定可靠。流动的空气流过所述光伏集热棚18的内表面时可带走所述光伏集热棚18中光伏组件背板产生的热量，大幅提升光伏组件发电性能；同时，流动的空气可持续带走所述盐田1产生的水蒸气，使得所述盐田1与其上方气流始终维持较高的传质势差，强化了盐田制盐效果，提高了制盐效率。
在夜间，三通阀10连通导风口8与回热管道12。蓄热后的土壤开始向外释放热量，加热所述盐田1以及所述光伏集热棚18与所述盐田1之间的空气，使得系统在夜间仍具备进行制盐、制备淡水以及风力发电的能力。其中，湿热空气通过所述冷凝换热装置6与其中流动的冷空气进行冷凝换热，换热后的外界冷空气温度有所上升，经所述三通阀10进入所述回热管道12，并回流至所述光伏集热棚18内，可以起到热量再利用目的。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种太阳能光伏烟囱制盐系统，其特征在于，在盐田上设置有烟囱和光伏集热棚，所述烟囱上设置有冷凝换热装置；所述光伏集热棚包括由多块光伏模块紧密连接而成的棚顶及支架，所述支架支撑所述棚顶，所述棚顶边缘与所述盐田之间形成集热棚入口，所述冷凝换热装置的一侧设置有导风口，所述导风口的出风口通过三通阀分别与排风管道和回热管道入口连接，所述回热管道的出口与所述光伏集热棚内部连通；所述冷凝换热装置由冷凝换热管束和环形翅片构成，所述冷凝换热管束穿过所述环形翅片，所述冷凝换热管束的一端与空气连通，所述冷凝换热管束的另一端与所述导风口连通；所述烟囱上设置有与所述冷凝换热管束相配合的安装孔；在所述烟囱内部位于所述冷凝换热装置的上部设置有风力发电机；所述棚顶边缘向下倾斜设置形成坡顶，所述棚顶的倾斜角度≤45°。
2.根据权利要求1所述的太阳能光伏烟囱制盐系统，其特征在于，所述冷凝换热装置的下端设置有集水盘。
3.根据权利要求2所述的太阳能光伏烟囱制盐系统，其特征在于，所述光伏集热棚上安装有喷水器阵列，所述集水盘的出水口与水箱连接，所述水箱与所述喷水器阵列连接。
4.根据权利要求1所述的太阳能光伏烟囱制盐系统，其特征在于，所述三通阀与导风口之间安装有导流风机。
5.根据权利要求2所述的太阳能光伏烟囱制盐系统，其特征在于，所述集水盘包括环形集水槽，所述环形集水槽通过连接耳与所述烟囱固定连接，所述集水槽的中部及所述集水槽与烟囱内壁之间分别设置有导流通孔，所述集水槽底部设置有排水孔。
6.根据权利要求1所述的太阳能光伏烟囱制盐系统，其特征在于，所述排风管道的出口敞开。
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| CN108298566A (zh) | 2018-07-20 |
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