CN207661848U - 基于塔式太阳能聚光系统和电锅炉互补的供暖系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于塔式太阳能聚光系统和电锅炉互补的供暖系统，包括：塔式太阳能聚光系统；与塔式太阳能聚光系统的进水端连通的第一储水单元；设置于塔式太阳能聚光系统与第一储水单元之间的第一水泵；换热单元，换热单元与塔式太阳能聚光系统的出水端连通，换热单元的出水端与第一储水单元连通；与换热单元进行热交换的供暖单元；电锅炉；电锅炉的进水端与换热单元的出水端连通，电锅炉的出水端与换热单元的进水端连通；设置于塔式太阳能聚光系统的出水端的第一阀门；设置于第一储水单元的进水端的第二阀门；分别设置于电锅炉的进水端和出水端的第三阀门和第四阀门。实现全天为供暖单元提供热量。

Description

基于塔式太阳能聚光系统和电锅炉互补的供暖系统

技术领域

本实用新型涉及一种基于塔式太阳能聚光系统和电锅炉互补的供暖系统。

背景技术

我国是世界上最大的煤炭生产和消费国，能源结构中将近76％由煤炭供给，例如利用煤炭燃烧供暖，对我国的生态环境已经造成了极大的破坏。而太阳能是取之不尽、用之不竭能源，并且对生态环境不会造成污染，为此人们正在大力地开发利用太阳能资源。

因此，用太阳能代替煤炭供暖是保护生态环境的有效途径，具有广阔的应用前景。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种基于塔式太阳能聚光系统和电锅炉互补的供暖系统。技术方案如下：

本实用新型实施例提供一种基于塔式太阳能聚光系统和电锅炉互补的供暖系统，包括：

塔式太阳能聚光系统，所述塔式太阳能聚光系统具有塔式太阳能聚光系统的进水端和塔式太阳能聚光系统的出水端；

与所述塔式太阳能聚光系统的进水端连通的第一储水单元；

设置于所述塔式太阳能聚光系统的进水端与所述第一储水单元之间的第一水泵；

换热单元，所述换热单元具有换热单元的进水端和换热单元的出水端，

所述换热单元的进水端与所述塔式太阳能聚光系统的出水端连通，所述换热单元的出水端与所述第一储水单元连通；

与所述换热单元进行热交换的供暖单元；

电锅炉，所述电锅炉具有电锅炉的进水端和电锅炉的出水端；

所述电锅炉的进水端与所述换热单元的出水端连通，所述电锅炉的出水端与所述换热单元的进水端连通；

设置于所述塔式太阳能聚光系统的出水端的第一阀门；

设置于所述第一储水单元的进水端的第二阀门；

设置于所述电锅炉的进水端的第三阀门；以及

设置于所述电锅炉的出水端的第四阀门。

优选地，所述供暖系统还包括：

设置于所述塔式太阳能聚光系统的出水端和所述第一阀门之间的第二储水单元；以及

设置于所述第一阀门与所述换热单元的进水端的第二水泵。

更优选地，所述第一储水单元包括：多个第一储水器，所述多个第一储水器并联连接。

更优选地，所述第一水泵为变频泵，所述第一水泵的数量为多个，并且多个所述第一水泵并联连接。

更优选地，所述换热单元包括多个换热器，所述多个换热器并联连接；

所述供暖单元的数量为至少一个。

更优选地，所述供暖系统还包括：

设置于所述塔式太阳能聚光系统的进水端与所述第一水泵之间的缓冲罐。

更优选地，所述第二储水单元包括：多个第二储水器，所述多个第二储水器并联连接。

更优选地，所述第二储水器的内部设置有上液位计和下液位计。

优选地，所述第二水泵为变频泵，所述第二水泵的数量为多个，并且多个所述第二水泵并联连接。

优选地，所述第一储水单元的有效容积与所述第二储水单元的有效容积相同。

本实用新型实施例提供的技术方案的有益效果是：在太阳光充足的晴天，打开第一阀门和第二阀门，第一储水单元内储存的水如箭头所示由第一水泵增压，从塔式太阳能聚光系统的进水端流入塔式太阳能聚光系统中，在塔式太阳能聚光系统中，水被加热升温，从塔式太阳能聚光系统的出水端流出，升温后的水在流经换热单元的过程中与供暖单元发生热交换，将热能传递给供暖单元，降温回流至第一储水单元内，通过这样的反复循环热传递，为供暖单元提供热能，在本实施例的供暖系统还设置有电锅炉，电锅炉的进水端与换热单元的出水端连通，电锅炉的出水端与换热单元的进水端连通，在阴天或夜晚，关闭第一阀门和第二阀门，打开第三阀门和第四阀门，启动电锅炉对经过换热单元热交换后的水加热，为供暖单元提供热量。该供暖系统利用清洁的太阳能和电能互补为供暖单元实现全天24小时不间断供热，并且不会污染生态环境。

附图说明

图1为本实用新型第一种实施方式的基于塔式太阳能聚光系统和电锅炉互补的供暖系统的示意图。

图2为本实用新型第二种实施方式的基于塔式太阳能聚光系统和电锅炉互补的供暖系统的示意图。

图中的附图标记分别表示：

1、塔式太阳能聚光系统；101、塔式太阳能聚光系统的进水端；102、塔式太阳能聚光系统的出水端；

2、第一储水单元；

3、第一水泵；

4、换热单元；401、换热单元的进水端；402、换热单元的出水端；

5、供暖单元；

6、电锅炉；601、电锅炉的进水端；602、电锅炉的出水端；

7、第一阀门；

8、第二阀门；

9、第三阀门；

10、第四阀门；

11、第二储水单元；

12、第二水泵；

13、电动隔离阀；

14、止回阀；

15、滤网；

16、放空阀；

17、缓冲罐。

具体实施方式

为使本实用新型的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

第一种实施方式

本实用新型第一种实施方式提供一种基于塔式太阳能聚光系统和电锅炉互补的供暖系统。请参见图1，图1为本实用新型第一种实施方式的基于塔式太阳能聚光系统和电锅炉互补的供暖系统的示意图。如图1所示，第一种实施方式的基于塔式太阳能聚光系统和电锅炉互补的供暖系统包括：塔式太阳能聚光系统1，塔式太阳能聚光系统1具有塔式太阳能聚光系统的进水端101和塔式太阳能聚光系统的出水端102；与塔式太阳能聚光系统的进水端101连通的第一储水单元2；设置于塔式太阳能聚光系统的进水端101与第一储水单元2之间的第一水泵3；换热单元4，换热单元4具有换热单元的进水端401和换热单元的出水端402，换热单元的进水端401与塔式太阳能聚光系统的出水端102连通，换热单元的出水端402与第一储水单元2连通；与换热单元4进行热交换的供暖单元5；电锅炉6，电锅炉6具有电锅炉的进水端601和电锅炉的出水端602；电锅炉的进水端601与换热单元的出水端402连通，电锅炉的出水端602与换热单元的进水端401连通；设置于塔式太阳能聚光系统的出水端102的第一阀门7；设置于第一储水单元2的进水端的第二阀门8；设置于电锅炉的进水端601的第三阀门9；以及设置于电锅炉的出水端602的第四阀门10。

本实用新型实施方式提供的基于塔式太阳能聚光系统和电锅炉互补的供暖系统的工作原理为：

如图1所示，在太阳光充足的晴天，打开第一阀门7和第二阀门8，第一储水单元2内储存的水如箭头所示由第一水泵3增压，从塔式太阳能聚光系统的进水端101流入塔式太阳能聚光系统1中，在塔式太阳能聚光系统1中，水被加热升温，从塔式太阳能聚光系统的出水端102流出，升温后的水在流经换热单元4的过程中与供暖单元5发生热交换，将热能传递给供暖单元5，降温回流至第一储水单元2内，通过这样的反复循环热传递，为供暖单元提供热能，在本实施方式中的供暖系统还设置有电锅炉6，电锅炉的进水端601与换热单元的出水端402连通，电锅炉的出水端602与换热单元的进水端401连通，在阴天或夜晚，关闭第一阀门7和第二阀门8，打开第三阀门9和第四阀门10，启动电锅炉6对经过换热单元4热交换后的水加热，为供暖单元提供热量。该供暖系统利用清洁的太阳能和电能互补为供暖单元实现全天24小时不间断供热，并且不会污染生态环境。

在本实施方式中，塔式太阳能聚光系统1包括：定日镜和驱动机构、定日镜控制系统、吸热塔、吸热器进口缓冲罐及进出口管道和阀门、吸热器、吸热器出口缓冲罐及进出口管道和阀门、吸热器与进出口缓冲罐间的连接管道及阀门、放水放气管道及阀门，定日镜吸收太阳光对吸热器进行加热。

在本实施方式中，水经过塔式太阳能聚光系统1加热到一定温度100～130℃(加热温度可以根据具体工程设计)，具有很多的热能，通过换热单元4将热能传递给供暖单元5。

本实施方式的第一阀门7、第二阀门8、第三阀门9、以及第四阀门10可以为电动隔离阀。

还有，在本实施方式中，第一储水单元2可以包括：多个第一储水器，多个第一储水器并联连接。多个第一储水器为塔式太阳能聚光系统1提供水，其中的一个第一储水器可以作为备用的储水器。第一储水器可以为敞口罐，方便随时向第一储水器内补水。

再有，在本实施方式中，第一水泵3可以为变频泵，可以通过调节第一水泵3的频率，调节水在塔式太阳能聚光系统1中的流速。第一水泵3的数量为多个，并且多个第一水泵3并联连接。第一水泵3可以与第一储水器一一串联，也可以是多个第一水泵3并联，多个第一储水器并联，之后多个第一水泵3与多个第一储水器串联。

此外，在本实施方式中，换热单元4可以包括：多个换热器，多个换热器并联连接；供暖单元5的数量为至少一个。换热器与供暖单元5的连接方式可以为一个换热器与一个供暖单元5发生热交换，也可以为两个换热器与一个供暖单元5发生热交换，亦或是两个以上换热器与一个供暖单元5发生热交换。换热器可以为管壳式换热器。

本实施方式的基于塔式太阳能聚光系统和电锅炉互补的供暖系统中的第一储水单元2、第一水泵3、塔式太阳能聚光系统1、以及换热单元4可以通过管路顺次连通。

第二种实施方式

本实用新型第二种实施方式提供另一种基于塔式太阳能聚光系统和电锅炉互补的供暖系统。请参见图2，图2为本实用新型第二种实施方式的基于塔式太阳能聚光系统和电锅炉互补的供暖系统的示意图。第二种实施方式的基于塔式太阳能聚光系统和电锅炉互补的供暖系统与第一种实施方式的区别在于，如图2所示，在第一种实施方式的基础上，第二种实施方式的基于塔式太阳能聚光系统和电锅炉互补的供暖系统还包括：设置于塔式太阳能聚光系统的出水端102和第一阀门7之间的第二储水单元11；以及设置于第一阀门7与换热单元的进水端401的第二水泵12。第二储水单元11可将通过塔式太阳能聚光系统1加热升温后的水储存，在没有光照的夜晚或阴雨天，第二种实施方式的供暖系统持续为供暖单元5提供热能，实现全天24小时不间断供热。第二水泵12为升温后的水增压，使升温后的水顺利流入换热单元4中。如果第二储水单元11存储的热水的热量还是不够实现全天24小时为供暖单元5提供热能，则关闭第一阀门7和第二阀门8，打开第三阀门9和第四阀门10，启动电锅炉为供暖单元5提供热能。

在本实施方式中，第二储水单元11可以包括：多个第二储水器，多个第二储水器并联连接。将升温后的水储存在多个第二储水器内，其中一个第二储水器可以作为备用储水器。第二储水器优选为具有保温性能的密封的储水罐。第二储水器的内部还可以设置有上液位计和下液位计，控制升温后的水在第一储水器中的液位，避免升温后的水从第一储水器中溢出或第一储水器中无水的现象发生。当下液位计检测到第二储水器的储水液位位于最低液位时，第一水泵3停止向塔式太阳能聚光系统1供水。第一阀门7和第二阀门8自动关闭，第三阀门9和第四阀门10自动开启，电锅炉6对换热单元4流出的水加热，经过电锅炉6加热的水回流至换热单元4为供暖单元5提供热量。

进一步地，第二储水器的底面高于第二水泵12，以满足汽蚀余量的要求。

还有，在本实施方式中，第二水泵12可以为变频泵，通过调节第二水泵12的频率，调节升温后的水在换热器中的流速，从而调节换热器与供暖单元的热交换效率。第二水泵12的数量为多个，并且多个第二水泵12并联连接。第二水泵12可以与第二储水器一一串联，也可以是多个第二水泵12并联，多个第二储水器并联，之后多个第二水泵12与多个第二储水器串联。

如图2所示，在本实施方式中，第一水泵3的进水端和出水端均设置有电动隔离阀13，优选地，第一水泵3的出水端还设置有止回阀14，防止水倒流。第二水泵12的进水端和出水端均设置有电动隔离阀13，优选地，第二水泵12的出水端还设置有止回阀14，防止水倒流。在塔式太阳能聚光系统的进水端101和塔式太阳能聚光系统的出水端102设置有电动隔离阀13，进一步地，并且在塔式太阳能聚光系统的进水端101还设置有放空阀16。

如图2所示，在本实施方式中，在第一阀门7与第二水泵12连通的管路上还可以设置滤网15，用于过滤升温后的水，避免水中的杂质过多堵塞换热器。

如图2所示，在本实施方式中，第二种实施方式的基于塔式太阳能聚光系统的供暖系统还包括：设置于所述塔式太阳能聚光系统的进水端101与所述第一水泵3之间的缓冲罐17。在突然断电的情况下，第一水泵3停止运行，缓冲罐17内的加压气体推动缓冲罐17内的水从塔式太阳能聚光系统的进水端101注入塔式太阳能聚光系统1，防止由于塔式太阳能聚光系统1的聚光比较高，其内断水，造成塔式太阳能聚光系统1的吸热器的温度过高而损坏。

在本实施方式中，第一储水单元2的有效容积可以与第二储水单元11的有效容积相同，即第一储水器的有效容积与第二储水器的有效容积相同。

以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本实用新型的技术方案，并不用以限制本实用新型。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于塔式太阳能聚光系统和电锅炉互补的供暖系统，其特征在于，包括：

塔式太阳能聚光系统(1)，所述塔式太阳能聚光系统(1)具有塔式太阳能聚光系统的进水端(101)和塔式太阳能聚光系统的出水端(102)；

与所述塔式太阳能聚光系统的进水端(101)连通的第一储水单元(2)；

设置于所述塔式太阳能聚光系统的进水端(101)与所述第一储水单元(2)之间的第一水泵(3)；

换热单元(4)，所述换热单元(4)具有换热单元的进水端(401)和换热单元的出水端(402)，

所述换热单元的进水端(401)与所述塔式太阳能聚光系统的出水端(102)连通，所述换热单元的出水端(402)与所述第一储水单元(2)连通；

与所述换热单元(4)进行热交换的供暖单元(5)；

电锅炉(6)，所述电锅炉(6)具有电锅炉的进水端(601)和电锅炉的出水端(602)；

所述电锅炉的进水端(601)与所述换热单元的出水端(402)连通，所述电锅炉的出水端(602)与所述换热单元的进水端(401)连通；

设置于所述塔式太阳能聚光系统的出水端(102)的第一阀门(7)；

设置于所述第一储水单元(2)的进水端的第二阀门(8)；

设置于所述电锅炉的进水端(601)的第三阀门(9)；以及

设置于所述电锅炉的出水端(602)的第四阀门(10)；

所述供暖系统还包括：

设置于所述塔式太阳能聚光系统的进水端(101)与所述第一水泵(3)之间的缓冲罐(17)。

2.根据权利要求1所述的供暖系统，其特征在于，所述供暖系统还包括：

设置于所述塔式太阳能聚光系统的出水端(102)和所述第一阀门(7)之间的第二储水单元(11)；以及

设置于所述第一阀门(7)与所述换热单元的进水端(401)的第二水泵(12)。

3.根据权利要求1或2所述的供暖系统，其特征在于，所述第一储水单元(2)包括：多个第一储水器，所述多个第一储水器并联连接。

4.根据权利要求1或2所述的供暖系统，其特征在于，所述第一水泵(3)为变频泵，所述第一水泵(3)的数量为多个，并且多个所述第一水泵(3)并联连接。

5.根据权利要求1或2所述的供暖系统，其特征在于，所述换热单元(4)包括多个换热器，所述多个换热器并联连接；

所述供暖单元(5)的数量为至少一个。

6.根据权利要求2所述的供暖系统，其特征在于，所述第二储水单元(11)包括：多个第二储水器，所述多个第二储水器并联连接。

7.根据权利要求6所述的供暖系统，其特征在于，所述第二储水器的内部设置有上液位计和下液位计。

8.根据权利要求2所述的供暖系统，其特征在于，所述第二水泵(12)为变频泵，所述第二水泵(12)的数量为多个，并且多个所述第二水泵(12)并联连接。

9.根据权利要求2所述的供暖系统，其特征在于，所述第一储水单元(2)的有效容积与所述第二储水单元(11)的有效容积相同。