一種太陽能貯放熱系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種太陽能貯放熱系統(tǒng)，包括太陽能空氣集熱器、物料吸熱分解設備、放熱反應裝置、第一儲料箱，太陽能空氣集熱器通過出風道連通物料吸熱分解設備的入風口，出風道上設有離心風機；物料吸熱分解設備設有排氣口；物料吸熱分解設備的第一排料口通過第一管道連通放熱反應裝置的第一物料輸入口，第一管道上設有控制閥；放熱反應裝置的第三排料口通過第二管道與第一儲料箱連通；控制閥與第三排料口間設有物料輸送器；第一儲料箱通過第三管道與物料吸熱分解設備的進料口連通，進料口設于物料均布器上，物料均布器的物料均布管通入物料吸熱分解設備內(nèi)，第三管道上設有水泵；放熱反應裝置內(nèi)設第一熱交換器，并連通用于通入第二物料的第四管道。
【專利說明】一種太陽能貯放熱系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于太陽能貯放【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及中高溫太陽能熱貯放，尤其是一種太陽能貯放熱系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能作為一種新能源，由于受地理、晝夜和季節(jié)等規(guī)律性變化的影響以及陰晴云雨等隨機因素的制約，并且存在能量密度小、間斷性、周期性、波動性大等缺陷，難以滿足工業(yè)化大規(guī)模連續(xù)穩(wěn)定供能的要求。為了使太陽能成為連續(xù)、穩(wěn)定的能源，就必須解決儲能問題，即把晴朗白天的太陽能貯存起來，以供夜間或陰雨天使用。
[0003]目前，太陽能中高溫儲能主要采用顯熱、相變儲能和化學儲能三種方法。顯然，儲能密度由儲能介質(zhì)的溫差焓決定，相變儲能的儲能密度由相變儲能介質(zhì)的相變焓決定，而溫差焓和相變焓通常比熱化學儲能中的化學反應焓小的多，所以化學儲能的儲能密度比顯熱或相變儲能大，同時，顯熱和相變儲能通常都需要進行保溫，且在常溫下會流失，無法做到長期儲存。
[0004]太陽能熱化學儲能技術(shù)，具有儲能密度高、穩(wěn)定性高且儲能介質(zhì)易于長期儲存的顯著優(yōu)勢，是太陽能中高溫熱利用系統(tǒng)中具有廣泛應用前景的一種技術(shù)。但對于熱化學儲能反應體系需滿足條件多，如反應可逆性好、反應迅速且副反應小、生成物能穩(wěn)定貯存、價格低廉等，同時，太陽能熱化學反應裝置設計與熱化學反應體系相配套等難題限制太陽能熱化學儲能的應用。當前，高溫太陽能熱化學能量存在利用率低、對反應裝置要求高且聚光系統(tǒng)昂貴等難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種能長期使用，無需保溫措施，且能即時產(chǎn)生熱能的太陽能貯放熱系統(tǒng)，且，該太陽能貯放熱系統(tǒng)無需反應裝置高要求的系統(tǒng)相配套。
[0006]為解決上述問題，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案:一種太陽能貯放熱系統(tǒng)，包括太陽能空氣集熱器、物料吸熱分解設備、放熱反應裝置、第一儲料箱，太陽能空氣集熱器通過出風道連通物料吸熱分解設備的入風口，出風道上設有離心風機；物料吸熱分解設備設有排氣口 ；物料吸熱分解設備的第一排料口通過第一管道連通放熱反應裝置的第一物料輸入口，第一管道上設有控制閥；放熱反應裝置的第三排料口通過第二管道與第一儲料箱連通；控制閥與第三排料口間設有物料輸送器；第一儲料箱通過第三管道與物料吸熱分解設備的進料口連通，進料口設于物料均布器上，物料均布器的物料均布管通入物料吸熱分解設備之內(nèi)，第三管道上設有水泵；放熱反應裝置內(nèi)設第一熱交換器，并連通用于通入第二物料的第四管道。
[0007]作為優(yōu)選方案，所述所述的第一管道分成兩段，兩段分別連通熱交換設備的進料口、出料口。[0008]作為優(yōu)選方案，所述熱交換設備內(nèi)設第一熱交換器。
[0009]作為優(yōu)選方案，所述熱交換設備的出料口設有第二物料排放閥。
[0010]作為優(yōu)選方案，所述物料吸熱分解設備的第一排料口設有第一物料排放閥。
[0011]作為優(yōu)選方案，所述物料輸送器包括螺桿、電機，螺桿由電機驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)。
[0012]作為優(yōu)選方案，所述第四管道的外端接通第二物料儲料箱。
[0013]作為優(yōu)選方案，所述系統(tǒng)設一全智能運行管理器，全智能運行管理器與太陽能空氣集熱器、離心風機、控制閥、第一熱交換器及水泵都相聯(lián)，用于控制太陽能空氣集熱器、離心風機、控制閥、第一熱交換器、水泵的運行。
[0014]本發(fā)明采取以上技術(shù)方案，一方面能夠利用太陽能空氣集熱充分集熱，利用熱空氣脫水分解有水氯化物，利用分解后脫水的氯化物的余熱實現(xiàn)第一次熱交換利用，根據(jù)熱能的需求量和使用時間，確定輸送脫水的氯化物和溶解液到放熱反應設備，促使氯化物溶解放熱，并利用熱交換器實現(xiàn)熱交換利用，使得太陽能熱能得到充分利用，又可以根據(jù)生產(chǎn)或生活需要進行熱交換利用。同時，本發(fā)明系統(tǒng)或方法又無需采取保溫措施，無需昂貴器材，氯化物能夠循環(huán)利用，能達到降低設備成本和使用成本的目的。另外，根據(jù)需求即時產(chǎn)生熱能實現(xiàn)的熱交換利用更加健康。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明太陽能貯放熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖示中:中高溫太陽能空氣集熱器I ;高溫智能離心風機2 ;物料吸熱分解設備3 ；物料均布器4 ;排氣口 5 ;第一排料口 6 ;熱交換設備7 ;第二熱交換器8 ;第二物料排放閥9 ;智能控制閥10 ;螺桿11 ;智能變頻電機12 ;放熱反應裝置13 ;第一熱交換器14 ;第二物料儲料箱15 ;第一儲料箱16 ;智能水泵17 ;進風口 19 ;出風道20 ;高溫入風口 22 ;進料口 25 ；第一物料輸入口 26 ;第三排料口 27 ;第二物料輸入口 28 ;反應容器29 ;第一物料排放閥30;第二排料口 31 ;第二智能控制閥33 ;全智能運行管理器18。
【具體實施方式】
[0017]以下結(jié)合說明書附圖進一步說明本發(fā)明。
[0018]如圖1所示，本實施例太陽能貯放熱系統(tǒng)包括太陽能中高溫空氣集熱器1，太陽能中高溫空氣集熱器I的一側(cè)設有進風口 19，另一側(cè)通過出風道20連通物料吸熱分解設備3，出風道20上設有高溫智能離心風機2，高溫智能離心風機2通過變頻調(diào)速調(diào)節(jié)風量排送氣體，開啟集熱器I和離心風機2，高溫智能離心風機2將空氣從進風口 19抽進，空氣通過中高溫太陽能空氣集熱器I集熱后，熱空氣從出風道20流經(jīng)高溫智能離心風機2，流向物料吸熱分解設備3的高溫入風口 22，熱空氣通過高溫入風口 22通入物料吸熱分解設備3內(nèi)。
[0019]物料吸熱分解設備3用于通入物料并使得物料在高溫條件下實現(xiàn)脫水分解，物料吸熱分解設備3包括反應容器29和物料均布器4，物料均布器4設有進料口 25和物料均布管，物料均布管通入反應容器29內(nèi)。反應容器29上設有排氣口 5，排氣口 5的位置高于高溫入風口 22。物料吸熱分解設備3通入的物料為有水氯化物(如有水氯化鈣)，有水氯化物經(jīng)與高溫的熱空氣接觸，產(chǎn)生脫水反應。
[0020]物料吸熱分解設備3設有第一排料口 6，第一排料口 6處設有第一物料排放閥30，設置在物料分布管管口的正下方，第一排料口 6連通熱交換設備7，脫水后仍高溫的無水氯化從第一排料口 6進入熱交換設備7，熱交換設備7設有氯化鈣的容納空間，熱交換設備7內(nèi)設置第二熱交換器8，其將脫水后仍高溫的無水氯化物的余熱進行熱交換，實現(xiàn)熱能一次利用或儲存。
[0021]熱交換設備7設有第二排料口 31，第二排料口 31處設有第二物料排放閥9，經(jīng)過余熱熱交換之后的無水氯化物通過第二排料口 31傳輸至放熱反應設備13，第二排料口 31與放熱反應設備13連通的管道上設置有控制閥10，控制閥10選用設有微處理器并能夠?qū)崿F(xiàn)智能化控制功能的智能控制閥，以控制傳輸?shù)椒艧岱磻O備13中無水氯化鈣的量。
[0022]本實施例物料輸送器選用配設智能變頻電機12的螺桿11，電機12驅(qū)動螺桿11旋轉(zhuǎn)。螺桿11橫穿放熱反應裝置13，其兩端分別處于連通放熱反應裝置13的第一物料輸入口 26、第三排料口 27的管道內(nèi)。當無水氯化物經(jīng)過智能控制閥10后，流經(jīng)管道進入螺桿11，按控制速度傳輸?shù)椒艧岱磻b置13中，無水氯化物傳輸速度通過智能變頻電機12控制螺桿11運轉(zhuǎn)速度來決定，當無水氯化物輸送到放熱反應裝置13后，第二物料輸入口 28輸入水，第二物料輸入口 28與第二物料儲料箱15連通，連通的輸入管道上設置有第二智能控制閥33，當放熱反應裝置13輸入水時，無水氯化物會發(fā)生潮解，當無水氯化物接觸到水時，會迅速溶解放熱，并變?yōu)橛兴然铩?br> [0023]在放熱反應設備13內(nèi)連接設置第一熱交換器14，將無水氯化物溶解釋放的熱能進行熱交換，實現(xiàn)熱能的二次轉(zhuǎn)化利用，螺桿11通入放熱反應裝置13并通向第三排料口27，螺桿11從第三排料口 27處將有水氯化物從放熱反應裝置13輸出到管道中，該管道連通熱交換設備7和第一物料儲料箱16，此時液態(tài)有水氯化物經(jīng)過管道流入儲料箱16，儲料箱16與進料口 25通過管道連通，連通的管道上設置智能水泵17，開啟智能水泵17后，將有水氯化物輸送到物料均布器4進入物料吸熱分解設備3。
[0024]本系統(tǒng)配設有全智能運行管理器18，全智能運行管理器18與中高溫太陽能空氣集熱器1、高溫智能離心風機2、第一物料排放閥30、第二物料排放閥9、智能控制閥10、智能變頻電機12、第一熱交換器14、第二熱交換器8和智能水泵17相聯(lián)而控制其運行。在有太陽光照射時，全智能運行管理器18會自動啟用中高溫太陽能空氣集熱器I和高溫智能離心風機2，啟動后，空氣通過進風口 19進入中高溫太陽能空氣集熱器I被迅速加熱，溫度逐步上升到260攝氏度或以上，并被高溫智能離心風機2排送到高溫入風口 22，此時全智能運行管理器18會自動啟動智能水泵17，智能水泵17將有水氯化物液體抽送到物料均布器4中，有水氯化物通過從排料口 25輸入物料均布管后，從物料均布管送入物料吸熱分解設備3，輸入的有水氯化物被均勻、勻速通過送入通入高溫空氣的反應容器29內(nèi)。
[0025]由于有水氯化物的溶解放熱和脫水條件各不相同，最適用于本系統(tǒng)的當選有水氯化鈣。下面選擇有水氯化鈣進行詳細描述。
[0026]根據(jù)氯化鈣的屬性，低溫下有水氯化鈣溶液結(jié)晶而析出的為六水物，逐漸加熱至300C時則溶解在自身的結(jié)晶水中，繼續(xù)加熱逐漸失水，至200°C時變?yōu)槎?，再加熱?60°C則變?yōu)榘咨嗫谞畹臒o水氯化鈣。當有水氯化鈣通入物料吸熱分解設備3的反應容器29后，與高溫熱空氣接觸，有水氯化鈣逐漸脫水反應生成無水氯化鈣，而經(jīng)過高溫吸熱分解的水在反應容器29中遇熱迅速成為水蒸氣，并通過排氣口 5排出，而在高溫之下反應生成的無水氯化鈣為白色固體，落向第一排料口，當需要使用熱能時，智能運行管理器會自動打開智能控制閥9，將無水氯化鈣輸入熱交換設備7，此時，通過高溫脫水分解的氯化鈣在熱交換設備7中排放余熱，第二熱交換器8同時啟動工作，實現(xiàn)熱交換。如果在白日有太陽光照射的情況下，通過第二熱交換器利用熱能能夠滿足生產(chǎn)或者生活需求時，全智能運行管理器18并不會開啟第二物料排放閥，而是通過在物料分解反應設備3中高溫脫水分解生成氯化鈣，傳輸熱能到第二熱交換器8，慢慢累積無水氯化鈣的數(shù)量。在晚上，或者陰雨天，需要使用熱能時，全智能運行管理器18會自動控制并啟動智能水泵、智能控制閥10，輸送無水氯化鈣，啟動智能變頻電機12，將無水氯化鈣通過螺桿11旋轉(zhuǎn)送入放熱反應裝置13，此時，通過控制第二智能控制閥33使水從第二物料輸入口 28流入放熱反應裝置13，通過全智能運行管理器28控制智能變頻電機12和第二智能控制閥控制水和無水氯化鈣，將水和無水氯化鈣的輸送到放熱反應裝置13的量控制在3.08/1到6.16/1比例之間，此時，已經(jīng)輸入放熱反應裝置13的無水氯化鈣與水接觸，并溶解于水，迅速溶解放熱，氯化鈣易溶于水，常溫下，且會放出大量的熱，持續(xù)輸入無水氯化鈣和水，就是持續(xù)溶解放熱，氯化鈣的溶解焓為-176.2cal/g，當產(chǎn)生熱能時，全智能運行管理器18啟動第一熱交換器14，將氯化鈣溶解釋放的熱能進行熱交換，實現(xiàn)熱能的即時產(chǎn)生，即時熱交換，即時使用。螺桿11同時逐步將有水氯化鈣通過第三排料口 27排出放熱反應裝置13，通過管道輸送到第一儲料箱15。當有太陽光照時，全智能運行管理器18會自動啟用智能水泵17，將有水氯化鈣通過管道輸送到物料分解反應設備3的反應容器29中，自動控制啟動中高溫太陽能空氣集熱器I和高溫智能離心風機2開始對有水氯化鈣進行高溫脫水分解反應的循環(huán)。
[0027]本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應當認識到，以上實施例僅是用來說明本發(fā)明而非作為對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的范圍內(nèi)，對以上實施例的變化、變形都將落入本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種太陽能貯放熱系統(tǒng)，其特征在于包括太陽能空氣集熱器、物料吸熱分解設備、放熱反應裝置、第一儲料箱，太陽能空氣集熱器通過出風道連通物料吸熱分解設備的入風口，出風道上設有離心風機；物料吸熱分解設備設有排氣口 ；物料吸熱分解設備的第一排料口通過第一管道連通放熱反應裝置的第一物料輸入口，第一管道上設有控制閥；放熱反應裝置的第三排料口通過第二管道與第一儲料箱連通；控制閥與第三排料口間設有物料輸送器；第一儲料箱通過第三管道與物料吸熱分解設備的進料口連通，進料口設于物料均布器上，物料均布器的物料均布管通入物料吸熱分解設備之內(nèi)，第三管道上設有水泵；放熱反應裝置內(nèi)設第一熱交換器，并連通用于通入第二物料的第四管道。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽能貯放熱系統(tǒng)，其特征在于:所述的第一管道分成兩段，兩段分別連通熱交換設備的進料口、出料口。
3.如權(quán)利要求2所述的太陽能貯放熱系統(tǒng)，其特征在于:熱交換設備內(nèi)設第一熱交換器。
4.如權(quán)利要求2或3所述的太陽能貯放熱系統(tǒng)，其特征在于:熱交換設備的出料口設有第二物料排放閥。
5.如權(quán)利要求1所述的太陽能貯放熱系統(tǒng)，其特征在于:物料吸熱分解設備的第一排料口設有第一物料排放閥。
6.如權(quán)利要求1所述的太陽能貯放熱系統(tǒng)，其特征在于:物料輸送器包括螺桿、電機，螺桿由電機驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)。
7.如權(quán)利要求1所述的太陽能貯放熱系統(tǒng)，其特征在于:第四管道的外端接通第二物料儲料箱。
8.如權(quán)利要求1-3或5-7任一項所述的太陽能貯放熱系統(tǒng)，其特征在于:設一全智能運行管理器，全智能運行管理器與太陽能空氣集熱器、離心風機、控制閥、第一熱交換器及水泵都相聯(lián)，用于控制太陽能空氣集熱器、離心風機、控制閥、第一熱交換器、水泵的運行。
【文檔編號】F24J2/34GK103574937SQ201310524056
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月30日
【發(fā)明者】程孝龍, 薛根 申請人:程孝龍, 薛根, 輕工業(yè)自動化研究所