[发明专利]一种太阳能蒸汽装置

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种利用太阳能进行集热、发电产生蒸汽的装置，属于太阳能光热、光电应用技术领域。

背景技术

目前真空管太阳能集热、太阳能光伏发电的技术都已经相当成熟，但应用方面仅局限于提供生活用热水、路灯照明、并网发电等，还极少涉及到工农业设备方面的应用。而服装、医药、食品等企业的熨烫、染色、干燥、消毒、蒸煮都离不开蒸汽。传统的燃油、燃煤、燃气锅炉使用时都需要消耗传统燃料，并且会对环境造成不同程度的污染，电蒸汽发生器虽然操作简单，无污染，但运行费用较高。因此需要有一种操作简单、无污染、运行成本低，使用寿命长的蒸汽发生装置来替代这些传统的蒸汽锅炉或电蒸汽发生器。由于现有太阳能集热所获取的热水能升温至100℃以上，如果利用该热能加以其它尽量少的能源辅助而产生稳定的蒸汽将具有广阔的市场前景，而且利用太阳能产生蒸汽是实现低碳排放的有效途径。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种利用太阳能真空管集热器对水加热及储存、同时利用太阳能光伏板组件发电产生电能、与市电辅助三者结合进行蒸汽发生，可以实现产生连续稳定的蒸汽供使用的太阳能蒸汽装置。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，所述的太阳能蒸汽装置，它主要包括太阳能集热器、贮热水箱、电辅助蒸汽发生器、光伏发电组件、控制系统及附属元件，多个太阳能集热器串联连接成为一组集热群，集热群通过管道、循环泵与贮热水箱连接，通过温差循环控制使贮热水箱中的水升温直至沸腾；贮热水箱通过注液泵、单向阀连通于电辅助蒸汽发生器，所述的电辅助蒸汽发生器内分别安装有与市电连接的市电加热器和与光伏发电组件连接的光伏加热器，并由所述电辅助蒸汽发生器通过蒸汽连接管连通用气设备。

所述的太阳能集热器主要由联接箱、导热管以及真空集热管构成，所述联接箱包括一在箱体外壳内设置的集热流道，集热流道与箱体外壳之间设置有至少一层可抗150℃以上温度的保温材料，以实现对集热流道内被加热的水或气的保温；集热流道下部置有导热管，导热管外部套接有真空集热管；所述集热流道的两端设置有连接端口，连接端口的一端通过管道与循环泵串联并接至贮热水箱，另一端经多个集热器串联而成的集热群经管道连接至贮热水箱，所述集热群和贮热水箱上分别安装有与控制器连接并由控制器获知两者温差的温度传感器，所述控制器与循环泵连接并根据温差信号指令触发循环泵工作，并实现所述对水进行温差循环控制使贮热水箱中的水升温直至沸腾,以提供蒸汽转化过程中所需的全部显热和部分潜热的热水。

所述的贮热水箱由内胆和外壳体以及之间的保温材料构成，在所述的贮热水箱内安置有与控制器分别相连的为检测水位的水位传感器和为检测水温的温度传感器，所述的控制器由水位传感器获取水位信号并由此水位信号对控制器相连的、设置在贮热水箱进水管路上的电磁阀实施开关，在所述进水管路上还串联有进水单向阀。

所述的贮热水箱通过管道连通于由炉胆、壳体以及中间保温材料构成的蒸气发生器；所述的炉胆内安装有与市电连接的市电加热器和与光伏发电组件连接的光伏加热器，在炉胆上安置有分别控制市电加热器和光伏加热器电源通/断、并且可以调整压力的限压开关以及压力表和安全阀,还设置有液位显示窗和排除冷水的排污阀；所述光伏电的控制压力大于市电的控制压力，以便使太阳能光电电加热优先；阳光充足时由光伏电加热，阳光不足时由市电辅助加热产生蒸汽。

所述的光伏发电组件由多块光伏发电板串联和并联组成，所述光伏发电组件所产生的光伏电正极，用电线连接到通/断开关的输入接线端，通/断开关的输出接线端用导线与光伏加热器连接，光伏电组件的负极用导线并接后与光伏加热器的公共端连接；其中通/断开关的各路输入、输出触点之间并联接有电容器，以实现消除触点断开、闭合时的拉弧烧蚀。

所述的串联和并联包括先由多块光伏发电板串联成为一组，再根据所需光伏加热器的功率，将多组并联成一路，使光伏电的路数、功率、电压与加热器相匹配。

所述的贮热水箱下部安装有由热交换器组成的余热回收装置，该余热回收装置通过一疏水阀与用气设备连接,并使用气设备经所述疏水阀排出的热水和热气通过该余热回收装置回收余热后对贮热水箱中的水进行换热升温；所述贮热水箱的上半部内置有热交换导热器，该热交换导热器的一端连接冷水进水管，另一端连接生活用热水的供水管。

本发明至少解决了在阳光充足时，可以全部利用太阳能产生稳定的蒸汽；在阳光不足时，能用市电辅助加热以达到产生稳定的蒸汽；在没有阳光时，能利用贮热水箱中储存的热水用市电加热，也能大幅度节省电能。