[发明专利]全天候太阳能槽式集热及电加热耦合系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种供热系统，特别是一种中高温全天候太阳能槽式集热及电加热耦合系统。本发明是一种不受天气影响的加热供热系统，该系统可提供恒定的中高温空气热场，可应用于盐水介观分离和剩余污泥介观干化等应用。

背景技术

能源短缺是世界面临的一个很严峻的问题，太阳能作为一种清洁无污染的新能源具有十分广阔的开发前景，随着对太阳能的大规模开发利用研究，发现固定式太阳能采集板的采光率和光热转换率低下；采用太阳能自动跟踪仪可使太阳能采光板始终与太阳光垂直，保持光能最大的采集率和聚热率。

太阳能聚光采热技术是一项较为成熟的太阳能利用技术，但由于受气象条件的限制，太阳能聚光采热技术具有温度不稳定，易流失缺点，由此限制了太阳能聚光集热技术的产业化应用。电加热技术具有稳定的供热模式，但因其能耗大，所以很难大规模应用于实际生产。本发明综合太阳能集热技术和电加热技术的优点，将二者耦合在一起，目的在于提供全天候稳定的中高温热场。

发明内容

为解决上述技术中存在的问题，本发明提供一种全天候太阳能槽式集热及电加热耦合系统，该系统将太阳能槽式集热装置、太阳光自动跟踪技术和电加热技术有机的耦合在一起，不仅提高了太阳能利用率、最大限度的利用自然能源，而且可全天候提供稳定的中高温空气热场。

为实现上述目的，本发明需要解释方案是提供一种全天候太阳能槽式集热及电加热耦合系统，其中：该系统包括太阳能槽式集热区、电加热区、高温反应区、系统控制区。通过风机驱动将净化后冷空气抽入到太阳能真空集热管中，在太阳能槽式聚热板的作用下，空气被迅速加热，如加热后的空气温度达到高温反应区所需温度,则直接用于高温反应，如加热后空气温度低于高温反应区所需温度，则需空气加热机补足温差，以此在高温反应区形成一个恒定的中高温温度场。

所述太阳能槽式集热区中的太阳能真空集热管固定在太阳能槽式聚热板凹槽中心轴线上，太阳能槽式聚热板背面固定轴上设有太阳能自动跟踪仪。冷空气经空气泵和空气净化器进入太阳能集热真空管，经太阳能加热后的空气由保温管输送至高温反应区。高温反应区进气端设有温度传感器，如空气温度未达到高温反应区所需温度，则通过电加热区的空气加热机将太阳能加热出气继续升温至所需温度。以此来形成一个中高温全天候太阳能槽式集热及电加热耦合系统，系统控制区通过系统控制面板的调节装置控制系统运行的工作状态，高温反应区可提供高温反应热场来进行盐水介观分离和剩余污泥干化等应用。

所述的太阳能槽式集热区包括有太阳能真空集热管、太阳能槽式聚热板、太阳光自动跟踪仪；在所述太阳能槽式聚热板的转动轴上设置太阳光自动跟踪仪，通过控制太阳光自动跟踪仪的阳光捕捉器和电机，带动太阳能槽式聚热板追随太阳光转动，太阳能真空集热管固定在太阳能槽式聚热板的聚光焦点的中心线上；太阳能真空集热管外层为真空保温层；

所述的电加热区包括有空气加热机、空气越流管；空气加热机通过连通保温管与太阳能槽式集热区相连接，在连通保温管内设有温度传感器；

所述的系统控制区包括在电源总线设有系统运行总开关及在各功能分区供电总线设有分开关，在系统运行控制面板上设有系统运行控制中枢、系统运行状态显示屏、空气流量控制器、太阳能加热温度调节器、太阳光自动跟踪仪控制器、阀门启闭控制系统、电加热温度及流量控制器；通过系统内设置的感应器，将系统运行数据传输到系统运行控制中枢中，经过电信号转变在系统运行状态显示屏中显示出当前系统运行状态，进行系统运行控制。

本发明的效果：

1、该系统的太阳能槽式聚热板以南北方向放置，在太阳光自动跟踪仪的带动下能全天候跟踪太阳光，具有很高的光能利用率和光热转换效率，使得光能利用率达到了最大化。

2、本系统通过系统控制区控制不同位置的阀门开启，可改变不同的供热模式，供热温度可变，热空气流量可控，中高温热场规模可控，该系统具有自动化、模式多、综合性强的特点。

3、该系统在运行状态下通过太阳能槽式聚热板与空气加热机的相互耦合作用能够提供稳定的中高温空气温度场，该温度场可用于盐水介观分离和剩余污泥介观干化等应用。

4、该系统可根据不同的气候条件，通过控制不同位置的蝶阀开启，可实现太阳能集热管串并联结构和太阳能集热区与电加热区的串并联结构，实现不同供热模式，维持中高温热场空气温度恒定。

5、该系统在太阳能集热区与空气电加热区的作用下能提供100℃-400℃范围的热空气，流量为50m³/h-600m³/h。