CN210267762U - 一种用于碟式太阳能集热系统的换热装置 - Google Patents
一种用于碟式太阳能集热系统的换热装置 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型为一种用于碟式太阳能集热系统的换热装置，属于太阳能光热利用技术领域，本实用新型解决的技术问题在于提供一种用于碟式太阳能集热系统的换热装置，本实用新型所采用的技术方案为；一种用于碟式太阳能集热系统的换热装置，包括：支柱和换热系统，所述支柱上方设置有集热器，所述集热器向换热系统提供热能，所述支柱内部为空腔结构，所述换热系统设置在支柱内部；所述换热系统包括：导热油管路、导热油泵、冷水进水管路和热水出水管路，所述导热油管路一端与集热器相连，所述导热油管路设置在支柱内部，所述导热油管路上设置有导热油泵；该设备广泛应用于太阳能光热利用领域。
Description
技术领域
本实用新型属太阳能光热利用技术领域，具体涉及一种用于碟式太阳能集热系统的换热装置。
背景技术
碟式（又称盘式）太阳能集热系统是世界上最早出现的太阳能动力系统，是目前太阳能集热效率最高的太阳能集热系统。碟式系统的主要特征是采用碟（盘）状抛物面镜聚光集热器，该集热器是一种点聚焦集热器，可使传热工质加热到750℃左右，而且该碟式系统可以独立运行，适用于各种户外环境。
碟式太阳能集热系统中的换热装置则将收集到的热能，通过控制系统自动控制循环泵或电磁阀等功能部件将系统采集到的热能与外部储水水箱进行热交换，储水水箱中的热水再根据需求转换为其它能源进行利用。
现有的换热装置一般设置在碟式太阳能集热系统的外部，换热装置不仅占有较大的土地面积，增加了换热装置的投资成本，而且由于远距离运输造成了换热油管路较长，导热油用量大，提高了换热装置的生产成本；同时换热油管路经过远距离运输时，换热油管路中的换热油会向外部空气散失大量热能，导致换热装置的换热效率下降。因此，提供一种用于碟式太阳能集热系统的换热装置是目前亟待解决的问题。
实用新型内容
本实用新型目的在于提供了一种碟式太阳能集热系统换热装置，用以克服现有换热装置存在投资生产成本高和换热效率低的问题。
本实用新型所采用的技术方案为：一种用于碟式太阳能集热系统的换热装置，包括：支柱和换热系统，所述支柱上方设置有集热器，所述集热器向换热系统提供热能，所述支柱内部为空腔结构，所述换热系统设置在支柱内部。
所述换热系统包括：导热油管路、导热油泵、冷水进水管路和热水出水管路，所述导热油管路一端与集热器相连，所述导热油管路设置在支柱内部，所述导热油管路上设置有导热油泵；
所述冷水进水管路一端与支柱内部连通，所述冷水进水管路另一端与支柱外部的输水管连通，所述输水管上设置有第一水泵，所述热水出水管路一端与支柱内部连通，所述热水出水管路另一端与支柱外部的储水箱连通，所述热水出水管路上设置有第二水泵。
所述支柱内部设置有电加热丝。
所述支柱为硼硅酸材质。
所述支柱的高度为6m~15m，所述支柱的宽度为0.8m~2m。
该换热装置上还设置有自动控制系统，所述自动控制系统包括：单片机、第一温度传感器、第二温度传感器、继电器和电机，所述第一温度传感器设置在集热器底部，所述第二温度传感器设置在热水出水管路的管壁上，所述继电器和电机均设置在支柱上；所述单片机分别与第一温度传感器、第二温度传感器、继电器、电机、导热油泵、第一水泵和第二水泵电气连接。
所述导热油管路中设置的导热油为312号导热油和HD-315合成型导热油。
该换热装置使用时，太阳光照射在集热器上，集热器内部的集热管对对太阳能进行收集，同时导热油泵将导热油管路中的导热油抽到集热器上进行加热，导热油吸收热量后进入支柱内部的导热油管路与支柱内部的水进行换热，换热完成的导热油通过导热油泵抽到集热器上继续加热，完成循环；
外部输水管输送的冷水通过冷水进水管路进入支柱内部，冷水在支柱内部与导热油管路换热后温度升高，温度升高的热水通过热水出水管路向外部储水箱输送热水，而第一水泵用于控制冷水进水管路向支柱内部供水，第二水泵用于控制热水出水管路向支柱外部送水。
集热器底部设置的第一温度传感器用于检测到集热器的工作温度，当太阳能散热不足，集热器采集的温度不能满足对支柱中水的加热时，单片机控制电加热丝加热支柱中的水，使得热水出水管路输出的热水达到温度需求，使得换热装置具有双重保障；设置在热水出水管路的管壁上的第二温度传感器用于检测热水出水管路输出的热水是否满足要求，当热水温度较低时，控制第一水泵和第二水泵停止向支柱内部输送冷水以及向支柱外部输送热水，使集热器持续对导热油进行加热，严格控制热水出水管路的出水温度，提高了换热装置的换热质量和效率。
本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果。
一、本实用新型采用的一种用于碟式太阳能集热系统的换热装置，通过将换热装置设置在支柱内部，不仅减少了换热装置的占地面积，能适应复杂的地形条件，而且节省了换热油管路长距离的铺设，进而导热油用量更少，降低了换热装置的投资和生产使用成。
二、本实用新型采用的一种用于碟式太阳能集热系统的换热装置，换热装置设置在支柱内部，由于换热油管路只与支柱内部的水进行热交换，避免了换热油管路长距离运输过程换热油会向外部空气散失大量热能，提高了换热装置的换热效率，同时支柱为硅硼酸材质，具有可塑性性强、导热系数低和耐高温等优点，使得支柱保温隔热效果更佳。
三、本实用新型采用的一种用于碟式太阳能集热系统的换热装置，通过设置自动控制系统，可实现换热系统的自动控制，即通过单片机控制第一温度传感器、第二温度传感器、第一水泵、第二水泵、导热油泵、电加热丝和电机工作；
第一温度传感器用于检测到集热器的工作温度，当太阳能散热不足，集热器采集的温度不能满足对支柱中水的加热时，单片机控制电加热丝加热支柱中的水，使得热水出水管路输出的热水达到温度需求，使得换热装置具有双重保障；第二温度传感器用于检测热水出水管路输出的热水是否满足要求，当热水温度较低时，控制第一水泵和第二水泵停止运行，使集热器持续对导热油进行加热，严格控制热水出水管路的出水温度，提高了换热装置的换热质量和效率。
附图说明
下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。
图1为本实用新型一种用于碟式太阳能集热系统的换热装置的结构示意图。
图2为本实用新型一种用于碟式太阳能集热系统的换热装置的分解图。
图3为本实用新型一种用于碟式太阳能集热系统的结构图。
图4为本实用新型一种用于碟式太阳能集热系统的换热装置的电气连接图。
图中1为支柱，2为换热系统，3为集热器，4为电加热丝，21为导热油管路，22为导热油泵，23为冷水进水管路，24为热水出水管路，25为第一水泵，26为第二水泵，27为太阳能反射装置，51为单片机，52为第一温度传感器，53为第二温度传感器，54为继电器，55为电机。
具体实施方式
实施例1
如图1至4所示，本实施例中的一种用于碟式太阳能集热系统的换热装置，包括：支柱1和换热系统2，所述支柱1上方设置有集热器3，所述集热器3向换热系统2提供热能，所述支柱1内部为空腔结构，所述换热系统2设置在支柱1内部。
所述换热系统2包括：导热油管路21、导热油泵22、冷水进水管路23和热水出水管路24，所述导热油管路21一端与集热器3相连，所述导热油管路21设置在支柱1内部，所述导热油管路21上设置有导热油泵22；
所述冷水进水管路23一端与支柱1内部连通，所述冷水进水管路23另一端与支柱1外部的输水管连通，所述输水管上设置有第一水泵25，所述热水出水管路24一端与支柱1内部连通，所述热水出水管路24另一端与支柱1外部的储水箱连通，所述热水出水管路24上设置有第二水泵26。
所述支柱1内部设置有电加热丝4。
所述支柱1为硼硅酸材质。
所述支柱1的高度为10m，所述支柱1的宽度为1.4m。
该换热装置上还设置有自动控制系统，所述自动控制系统包括：单片机51、第一温度传感器52、第二温度传感器53、继电器54和电机55，所述第一温度传感器52设置在集热器3底部，所述第二温度传感器53设置在热水出水管路24的管壁上，所述继电器54和电机55均设置在支柱1上；所述单片机51分别与第一温度传感器52、第二温度传感器53、继电器54、电机55、导热油泵22、第一水泵25和第二水泵26电气连接。
所述导热油管路21中设置的导热油为312号导热油和HD-315合成型导热油。
所述继电器54和电机55均固定设置在支柱1上。
该换热装置的换热系统2与集热器3之间设置还设置有太阳能反射装置27，所述太阳能反射装置27为太阳能反射镜，太阳能反射镜可以太阳光线反射射入集热器中，对太阳能进行二次收集。
该换热装置使用时，太阳光照射在集热器3上，集热器3内部的集热管对对太阳能进行收集，同时导热油泵22将导热油管路21中的导热油抽到集热器3上进行加热，导热油吸收热量后进入支柱1内部的导热油管路21与支柱1内部的水进行换热，换热完成的导热油通过导热油泵22抽到集热器3上继续加热，完成循环；
外部输水管输送的冷水通过冷水进水管路23进入支柱1内部，冷水在支柱1内部与导热油管路21换热后温度升高，温度升高的热水通过热水出水管路24向外部储水箱输送热水，而第一水泵25用于控制冷水进水管路23向支柱1内部供水，第二水泵26用于控制热水出水管路24向支柱1外部送水。
集热器3底部设置的第一温度传感器52用于检测到集热器3的工作温度，当太阳能散热不足，集热器3采集的温度不能满足对支柱1中水的加热时，单片机51控制电加热丝4加热支柱1中的水，使得热水出水管路24输出的热水达到温度需求，使得换热装置具有双重保障；设置在热水出水管路24的管壁上的第二温度传感器53用于检测热水出水管路24输出的热水是否满足要求，当热水温度较低时，控制第一水泵25和第二水泵26停止向支柱1内部输送冷水以及向支柱1外部输送热水，使集热器3持续对导热油进行加热，严格控制热水出水管路24的出水温度，提高了换热装置的换热质量和效率。
实施例2
如图1至4所示，本实施例中的一种用于碟式太阳能集热系统的换热装置，包括：支柱1和换热系统2，所述支柱1上方设置有集热器3，所述集热器3向换热系统2提供热能，所述支柱1内部为空腔结构，所述换热系统2设置在支柱1内部。
所述换热系统2包括：导热油管路21、导热油泵22、冷水进水管路23和热水出水管路24，所述导热油管路21一端与集热器3相连，所述导热油管路21设置在支柱1内部，所述导热油管路21上设置有导热油泵22；
所述冷水进水管路23一端与支柱1内部连通，所述冷水进水管路23另一端与支柱1外部的输水管连通，所述输水管上设置有第一水泵25，所述热水出水管路24一端与支柱1内部连通，所述热水出水管路24另一端与支柱1外部的储水箱连通，所述热水出水管路24上设置有第二水泵26。
所述支柱1内部设置有电加热丝4。
所述支柱1为硼硅酸材质。
所述支柱1的高度为12m，所述支柱1的宽度为1.6m。
该换热装置上还设置有自动控制系统，所述自动控制系统包括：单片机51、第一温度传感器52、第二温度传感器53、继电器54和电机55，所述第一温度传感器52设置在集热器3底部，所述第二温度传感器53设置在热水出水管路24的管壁上，所述继电器54和电机55均设置在支柱1上；所述单片机51分别与第一温度传感器52、第二温度传感器53、继电器54、电机55、导热油泵22、第一水泵25和第二水泵26电气连接。
所述导热油管路21中设置的导热油为312号导热油和HD-315合成型导热油。
所述继电器54和电机55均固定设置在支柱1上。
该换热装置的换热系统2与集热器3之间设置还设置有太阳能反射装置27，所述太阳能反射装置27为太阳能反射镜，太阳能反射镜可以太阳光线反射射入集热器中，对太阳能进行二次收集。
该换热装置使用时，太阳光照射在集热器3上，集热器3内部的集热管对对太阳能进行收集，同时导热油泵22将导热油管路21中的导热油抽到集热器3上进行加热，导热油吸收热量后进入支柱1内部的导热油管路21与支柱1内部的水进行换热，换热完成的导热油通过导热油泵22抽到集热器3上继续加热，完成循环；
外部输水管输送的冷水通过冷水进水管路23进入支柱1内部，冷水在支柱1内部与导热油管路21换热后温度升高，温度升高的热水通过热水出水管路24向外部储水箱输送热水，而第一水泵25用于控制冷水进水管路23向支柱1内部供水，第二水泵26用于控制热水出水管路24向支柱1外部送水。
集热器3底部设置的第一温度传感器52用于检测到集热器3的工作温度，当太阳能散热不足，集热器3采集的温度不能满足对支柱1中水的加热时，单片机51控制电加热丝4加热支柱1中的水，使得热水出水管路24输出的热水达到温度需求，使得换热装置具有双重保障；设置在热水出水管路24的管壁上的第二温度传感器53用于检测热水出水管路24输出的热水是否满足要求，当热水温度较低时，控制第一水泵25和第二水泵26停止向支柱1内部输送冷水以及向支柱1外部输送热水，使集热器3持续对导热油进行加热，严格控制热水出水管路24的出水温度，提高了换热装置的换热质量和效率。
上述实施方式仅示例性说明本实用新型的原理及其效果，而非用于限制本实用新型。对于熟悉此技术的人皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改进。因此，凡举所述技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
Claims (6)
1.一种用于碟式太阳能集热系统的换热装置，包括：支柱（1）和换热系统（2），所述支柱（1）上方设置有集热器（3），所述集热器（3）向换热系统（2）提供热能，其特征在于，所述支柱（1）内部为空腔结构，所述换热系统（2）设置在支柱（1）内部。
2.根据权利要求1所述的一种用于碟式太阳能集热系统的换热装置，其特征在于：所述换热系统（2）包括：导热油管路（21）、导热油泵（22）、冷水进水管路（23）和热水出水管路（24），所述导热油管路（21）一端与集热器（3）相连，所述导热油管路（21）设置在支柱（1）内部，所述导热油管路（21）上设置有导热油泵（22）；
所述冷水进水管路（23）一端与支柱（1）内部连通，所述冷水进水管路（23）另一端与支柱（1）外部的输水管连通，所述输水管上设置有第一水泵（25），所述热水出水管路（24）一端与支柱（1）内部连通，所述热水出水管路（24）另一端与支柱（1）外部的储水箱连通，所述热水出水管路（24）上设置有第二水泵（26）。
3.根据权利要求2所述的一种用于碟式太阳能集热系统的换热装置，其特征在于：所述支柱（1）内部设置有电加热丝（4）。
4.根据权利要求3所述的一种用于碟式太阳能集热系统的换热装置，其特征在于：所述支柱（1）为硼硅酸材质。
5.根据权利要求4所述的一种用于碟式太阳能集热系统的换热装置，其特征在于：所述支柱（1）的高度为6m~15m，所述支柱（1）的宽度为0.8m~2m。
6.根据权利要求1至5任一权利要求所述的一种用于碟式太阳能集热系统的换热装置，其特征在于：该换热装置上还设置有自动控制系统，所述自动控制系统包括：单片机（51）、第一温度传感器（52）、第二温度传感器（53）、继电器（54）和电机（55），所述第一温度传感器（52）设置在集热器（3）底部，所述第二温度传感器（53）设置在热水出水管路（24）的管壁上，所述继电器（54）和电机（55）均设置在支柱（1）上；所述单片机（51）分别与第一温度传感器（52）、第二温度传感器（53）、继电器（54）、电机（55）、导热油泵（22）、第一水泵（25）和第二水泵（26）电气连接。
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| CN201920964689.8U CN210267762U (zh) | 2019-06-25 | 2019-06-25 | 一种用于碟式太阳能集热系统的换热装置 |
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| CN201920964689.8U Active CN210267762U (zh) | 2019-06-25 | 2019-06-25 | 一种用于碟式太阳能集热系统的换热装置 |
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