[发明专利]一种太阳能集热系统及泄漏检测方法

说明书

本发明提供了一种太阳能集热系统，所述系统包括太阳能集热器、热水管网、热利用装置以及蓄热器，供水管网和回水管网分别设置第三阀门和第四阀门，太阳能集热器运行的时候，第三阀门和第四阀门打开；当太阳能集热器停止运行或者太阳能能量不足，第三阀门和第四阀门关闭，从而使得蓄热器成为新的热源，蓄热器与热利用装置形成新的热力系统。通过设置蓄热器，能够将多于的太阳能储存在蓄热器中，在满足在太阳能条件不足下的热量利用。

技术领域

本发明涉及一种太阳能集热系统，尤其涉及一种智能进行蓄热的太阳能集热系统。

背景技术

随着现代社会经济的高速发展，人类对能源的需求量越来越大。然而煤、石油、天然气等传统能源储备量不断减少、日益紧缺，造成价格的不断上涨，同时常规化石燃料造成的环境污染问题也愈加严重，这些都大大限制着社会的发展和人类生活质量的提高。能源问题已经成为当代世界的最突出的问题之一。因而寻求新的能源，特别是无污染的清洁能源已成为现在人们研究的热点。

太阳能是一种取之不尽用之不竭的清洁能源，而且资源量巨大，地球表面每年收的太阳辐射能总量为1×10 ¹⁸ kW·h，为世界年耗总能量的一万多倍。世界各国都已经把太阳能的利用作为新能源开发的重要一项。然而由于太阳辐射到达地球上的能量密度小（每平方米约一千瓦），而且又是不连续的，这给大规模的开发利用带来一定困难。因此，为了广泛利用太阳能，不仅要解决技术上的问题，而且在经济上必须能同常规能源相竞争。

集热管是利用太阳能产生热能的装置。背景技术中，当利用太阳能加热集热管，太阳能或者直接加热集热管，或者通过二次换热产生蒸汽，尤其是直接加热集热管，利用集热管内部的对流换热来进行集热管上部和下部的流体对流换热，但是此种情况下需要下部热流体自然对流到上部，换热效率低。而且太阳能管路泄漏会直接导致管内高温介质大量流失，热污染环境。

现在现有的集热系统，一般采用一种储热太阳能集热器作为供太阳能集热器进行供热，供太阳能集热器的切换需要人力手工去实现。因此，当储热太阳能集热器发生故障不能继续提供能量时，或为降低供热成本而一种太阳能集热器无法满足时，不能及时的对太阳能集热器进行切换，对生活造成了一定的不便。尤其是在寒冷的冬季，如果太阳能集热器在供热过程中发生故障或不能继续提供太阳能集热器时，若不及时切换太阳能集热器，不仅会发生停热现象，还会因为天气过冷冻坏供热装置，造成一定损失。相变储热是利用材料在发生相变的过程中吸收或释放热能而实现热量存储的一类技术。该类产品采用具有较高相变潜热的材料，通过设计合理的换热、封装结构，搭配智能化控制系统，为热源实现冬季供暖。同时该技术利用电网的峰谷电价差异，在谷电时段将电加热产生的热量进行存储，在峰电或平电时段，将存储的热量放出，为用户供暖。

在我国，具有冬季供暖需求的北方(南方)地区覆盖了约70％的国土面积。长期以来，这些地区清洁供暖比例低，冬季供暖大量使用散煤及热效率低下的小型燃煤锅炉，造成了严重的大气污染。推进清洁取暖对于改善北方地区冬季雾霾具有重要的意义，也是我国建设清洁低碳、安全高效的现代能源体系的有效措施。

相变储能集热系统包含集热器、水泵、换热器、二次网、相变储热装置等设备，在实际使用中存在锅炉直接供热、储热装置供热等情况，因此常用的相变储能集热系统均结构复杂，控制繁琐。

供热过程中可能存在局部热量过多，导致供热温度过高，造成供热浪费，因此需要充分利用供热，利用蓄热功能把热量利用起来。

此外集中热水管网泄露会直接导致管内高温介质大量流失，热污染环境，泄露严重甚至还可能导致地质塌陷，造成人员伤亡，一直以来都是影响管网安全经济运行的主要故障。随着近些年国内集中供热的快速发展，供热区域及管网规模不断扩大，特别是传统火电厂在国家节能减排政策引导下，积极发展热电联产（如低真空改造、切缸改造、循环水余热利用等），使得热网运行安全对电厂机组的安全运行影响越来越大，一旦热水管网发生较大泄露，会直接导致机组跳机，造成重大安全事故。