CN110032217B - 一种可控太阳池非对流层厚度的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可控太阳池非对流层厚度的装置，涉及太阳池技术领域，主要包括厚度调节模块和厚度维持模块组成；其中，厚度调节模块由底端转轴、太阳池侧壁、光感应装置、控制装置、液压设备组成，太阳池侧壁可根据光照强度控制太阳池侧壁展开或闭合一定的角度，以控制非对流层的厚度；厚度维持模块主要由浓度测量仪、滑动侧壁、移动挡板、阀门、过滤槽、换热器、储水槽组成。本发明能够根据光照强度以及所测非对流层上层浓度，调节并控制非对流层的厚度，使得盐梯度太阳池的非对流层保持稳定，既增强了太阳池的集热能力，又增强了其蓄热能力。
Description
技术领域
本发明涉及太阳池技术领域，特别是涉及一种可控太阳池非对流层厚度的装置。
背景技术
随着不可再生能源的极速消耗，资源短缺问题越来越严重，环境污染问题也更加突出。太阳能作为一种可再生的新型能源，具有储量丰富、无污染等特点。盐梯度太阳池是一种吸收太阳能并储存太阳能的设备，太阳池分为上对流层(UCZ)、非对流层(NCZ)、下对流层(LCZ)，其中上对流层为淡水层、非对流层盐浓度呈梯度变化，这种浓度梯度能够抑制流体的对流换热，从而能够使下对流层能够储存一定的热量。但是在实际中，非对流层越厚，太阳池的储热能力增强但集热能力减弱。并且随着储热量的增加，盐组分扩散，使得非对流层厚度逐渐扩大。目前对于现有的针对盐梯度太阳池的设备主要集中在对于太阳池能量收集上，对于控制太阳池的非对流层厚度的设备还不太成熟。
发明内容
本发明的目的是提供一种可控太阳池非对流层厚度的装置，能够根据光照强度以及所测非对流层上层浓度，调节并控制非对流层的厚度，使得盐梯度太阳池的非对流层保持稳定，既增强了太阳池的集热能力，又增强了其蓄热能力。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种可控太阳池非对流层厚度的装置，包括厚度调节模块和厚度维持模块，所述厚度调节模块用于调节太阳池非对流层的厚度，所述厚度维持模块用于使所述太阳池非对流层的厚度保持不变。
优选的，所述厚度调节模块包括太阳池侧壁、驱动装置、控制装置和光感应装置，所述太阳池侧壁的底端与太阳池的池底转动连接，所述驱动装置以及所述光感应装置均与所述控制装置连接，所述光感应装置用于感应光照强度并转化为信号传递给所述控制装置，所述控制装置根据接收到的信号控制所述驱动装置带动所述太阳池侧壁转动。
优选的，所述太阳池侧壁的底端设置有转轴，用于与所述太阳池的池底转动连接，当太阳池侧壁展开一定角度时，非对流层随着角度的增大而变薄，当太阳池侧壁收缩一定的角度时，非对流层随角度的减小而增厚；所述驱动装置采用液压设备。
优选的，所述太阳池一侧的太阳池侧壁为阶梯侧壁，所述阶梯侧壁的上部宽度大于下部宽度。
优选的，所述厚度维持装置包括浓度测量仪、滑动侧壁、移动挡板、过滤槽和储水槽；所述浓度测量仪安装于所述太阳池侧壁上，用于测量非对流层上部的液体浓度；所述滑动侧壁上下滑动安装于所述阶梯侧壁的下部，所述移动挡板设置于所述阶梯侧壁的阶梯部上，并可左右滑动；所述储水槽的进口与所述阶梯侧壁的阶梯部连通，所述储水槽与所述阶梯部之间设置所述过滤槽，所述储水槽的出口与所述太阳池侧壁顶部的进水口连通，用于加入清水。
优选的，所述过滤槽内设置有半透膜，用于将所述阶梯部上方流入所述过滤槽中的液体进行过滤。
优选的，所述太阳池的底部还连接有盐水管路，用于加入高浓度盐水。
优选的，所述过滤槽与所述储水槽之间还设置有换热器，用于对所述盐水管路的高浓度盐水进行加热。
优选的，所述太阳池侧壁的进水口还连接有进水泵。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
1、在光照强度较强时，太阳池侧壁张开一定的角度，使得非对流层减薄，从而增强太阳池的集热能力；在光照强度较弱时，太阳池侧壁闭合一定的角度，非对流层增厚，增强了其储热能力；
2、用液压装置控制其侧壁的张合，操作简单；
3、浓度测量仪通过实时测量非对流层上端的液体内盐分浓度，并形成信号以控制水平移动挡板的移动；
4、过滤槽中的半透膜可将水中的盐组分过滤出来，盐组分以做他用，剩余的水分进一步处理，避免浪费；
5、过滤后的清水进入换热器，换热器利用清水对注入的浓盐水进行加热，避免了能量的浪费。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明可控太阳池非对流层厚度的装置的结构图；
图2是本发明可控太阳池非对流层厚度的装置初始状态的工作示意图。
图3是本发明可控太阳池非对流层厚度的装置排水阶段的工作示意图。
图4是本发明可控太阳池非对流层厚度的装置工作结束的示意图。
图5是滑动侧壁工作示意图；
其中，1第一阀门、2太阳池侧壁、3浓度测量仪、4滑动侧壁、5移动挡板、6第二阀门、7液体管道、8半透膜、9过滤槽、10换热器、11上对流层、12非对流层、13下对流层、14转轴、15液压设备、16储水槽、17控制装置、18光感应装置。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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，本领域普通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。
本发明的目的是提供一种可控太阳池非对流层厚度的装置，能够根据光照强度以及所测非对流层上层浓度，调节并控制非对流层的厚度，使得盐梯度太阳池的非对流层保持稳定，既增强了太阳池的集热能力，又增强了其蓄热能力。
实施例一
如图1所示，本实施例中提供一种可控太阳池非对流层厚度的装置，由厚度调节模块和厚度维持模块组成。所述厚度调节模块由底端转轴14、太阳池侧壁2、光感应装置18、控制装置17、液压设备15组成，太阳池侧壁2可以以底端转轴14为中心进行转动一定角度。
其中，光感应装置感应光照强度并转化为信号传递给控制装置，控制装置根据所传递的信号控制液压设备的运行，液压设备再通过控制连杆的长度从而控制两侧壁的张合。太阳池侧壁可以以底端转轴为轴展开或收缩一定的角度，在光照充足时，可使太阳池侧壁在液压设备的作用下可展开一定的角度，使得非对流层变薄，以增强集热能力，光照不足时，可使太阳池侧壁闭合一定的角度，非对流层增厚，从而增强其蓄热能力。
在本实施例中光感应装置为一台光照传感器，可监测光照强度，并将之转化为信号，传送到控制装置；液压装置为一台电动液压千斤顶，其控制器与控制装置相连，受控制装置中所编的程序控制；控制装置采用电脑，电脑上编制有一个控制程序，光照传感器传送来的数据作为初始数据自动输入到程序中，当收到的光照强度信号低于某值时，控制器的上升电路接通，控制电动液压千斤顶的活塞向上运动，推动太阳池侧壁闭合一定的角度；当得到的光照强度信号高于某值时，则控制器的下降电路接通，控制电动液压千斤顶活塞向下移动，拉动太阳池侧壁张开一定的角度。活塞向上与向下移动的距离根据太阳池的具体尺寸而定。
所述厚度维持模块由浓度测量仪3、滑动侧壁4、移动挡板5、液体管道7、第一阀门1、第二阀门6、过滤槽9、半透膜8、换热器10、储水槽16组成，滑动侧壁4可紧贴太阳池侧壁向上滑动，移动挡板5通过液体管道7与第二阀门6与过滤槽9相连，过滤槽9中设置有半透膜8，过滤槽9通过管道与第二阀门6与换热器10、储水槽16依次相连。
其中，非对流层的浓度测量仪测量其浓度并进行信号反馈，在太阳池运行过程中，移动挡板可根据浓度测量仪所测信号向右移动，同时太阳池上部清水和下部浓盐水不断注入，从而维持太阳池各层浓度的稳定；移动到最右端时，滑动侧壁可向上滑动将液体隔开，第二阀门打开后滑动侧壁右侧液体可排入过滤槽，排放完毕，第二阀门关闭，移动挡板与滑动侧壁回到初始位置，然后液体通过换热器放热，进入储水槽，与供水泵提供的水混合在第一阀门的控制下再次进入太阳池上对流层。
进一步地，过滤槽中设置了半透膜，可将滑动侧壁右侧流入过滤槽中的液体进行过滤，过滤后的液体流入换热器中；在换热器中，过滤液体与盐水管道中新注入的高浓度盐水进行换热，从而实现对新注入高浓度盐水的初步加热；储水槽将过滤、换热之后的水储存起来，在太阳池液面下降时，第一阀门打开，与供水泵提供的水混合同时注入太阳池。
本实施例中可控太阳池非对流层厚度的装置的工作过程如下：
如图2所示，当光感应装置感应到光照强度较强时，控制装置控制液压设备使得太阳池两侧壁张开一定的角度，非对流层减薄，有利于太阳池的集热，随着太阳池工作的进行，下对流层的盐分不断向上扩散，使得非对流层厚度增大，浓度测量仪测得非对流层上端浓度变化，并转化为信号，控制移动挡板不断向右运动以保持非对流层的厚度不变，同时不断向上对流层注入清水和向下对流层注入浓盐水，以保证太阳池各层厚度的稳定。
如图3所示，随着太阳池工作的进行，水平移动挡板不断向右移动，以保证非对流层的稳定。当水平移动挡板移动到最右侧时，太阳池右侧的滑动侧壁向上运动，将液体隔开为两部分，此时第二阀门打开，滑动侧壁右侧液体流入过滤槽中进行过滤，过滤后的水分进入换热器对新注入的浓盐水进行加热，然后进入储水槽中，在太阳池的液位出现下降时第一阀门打开进行清水的注入，同时右侧液体排完后，移动挡板首先回到原来的位置，然后滑动侧壁也下降到初始位置，重新开始下一轮工作。
如图4所示，在光感应装置感应到光照强度较弱时，太阳池的滑动侧壁向上运动至顶点，所有阀门关闭，控制装置控制液压装置使得太阳池两侧壁闭合一定的角度，使得非对流层厚度增加，从而增强了太阳池的储热能力。
如图5所示，其中，左上侧为滑动侧壁，右下侧为太阳池侧壁。当移动挡板移动到最右侧时，滑动侧壁紧贴太阳池侧壁向上滑动，滑动到终点时，将太阳池液体分为两部分，同时，第二阀门打开，滑动侧壁右侧液体流入过滤槽中进行过滤，右侧液体排尽之后，移动挡板回到原来位置，之后滑动侧壁向下滑动也会到初始位置。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，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。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1.一种可控太阳池非对流层厚度的装置，其特征在于：包括厚度调节模块和厚度维持模块，所述厚度调节模块用于调节太阳池非对流层的厚度，所述厚度维持模块用于使所述太阳池非对流层的厚度保持不变；
所述厚度调节模块包括太阳池侧壁、驱动装置、控制装置和光感应装置，所述太阳池侧壁的底端与太阳池的池底转动连接，所述驱动装置以及所述光感应装置均与所述控制装置连接，所述光感应装置用于感应光照强度并转化为信号传递给所述控制装置，所述控制装置根据接收到的信号控制所述驱动装置带动所述太阳池侧壁转动。
2.根据权利要求1所述的可控太阳池非对流层厚度的装置，其特征在于：所述太阳池侧壁的底端设置有转轴，用于与所述太阳池的池底转动连接，当太阳池侧壁展开一定角度时，非对流层随着角度的增大而变薄，当太阳池侧壁收缩一定的角度时，非对流层随角度的减小而增厚；所述驱动装置采用液压设备。
3.根据权利要求1所述的可控太阳池非对流层厚度的装置，其特征在于：所述太阳池一侧的太阳池侧壁为阶梯侧壁，所述阶梯侧壁的上部宽度大于下部宽度。
4.根据权利要求3所述的可控太阳池非对流层厚度的装置，其特征在于：所述厚度维持装置包括浓度测量仪、滑动侧壁、移动挡板、过滤槽和储水槽；所述浓度测量仪安装于所述太阳池侧壁上，用于测量非对流层上部的液体浓度；所述滑动侧壁上下滑动安装于所述阶梯侧壁的下部，所述移动挡板设置于所述阶梯侧壁的阶梯部上，并可左右滑动；所述储水槽的进口与所述阶梯侧壁的阶梯部连通，所述储水槽与所述阶梯部之间设置所述过滤槽，所述储水槽的出口与所述太阳池侧壁顶部的进水口连通，用于加入清水。
5.根据权利要求4所述的可控太阳池非对流层厚度的装置，其特征在于：所述过滤槽内设置有半透膜，用于将所述阶梯部上方流入所述过滤槽中的液体进行过滤。
6.根据权利要求4所述的可控太阳池非对流层厚度的装置，其特征在于：所述太阳池的底部还连接有盐水管路，用于加入高浓度盐水。
7.根据权利要求6所述的可控太阳池非对流层厚度的装置，其特征在于：所述过滤槽与所述储水槽之间还设置有换热器，用于对所述盐水管路的高浓度盐水进行加热。
8.根据权利要求4所述的可控太阳池非对流层厚度的装置，其特征在于：所述太阳池侧壁的进水口还连接有进水泵。
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