一種輔助加熱太陽能系統(tǒng)及海水淡化系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于太陽能領(lǐng)域，尤其涉及一種太陽能集熱器系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代社會經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人類對能源的需求量越來越大。然而煤、石油、天然氣等傳統(tǒng)能源儲備量不斷減少、日益緊缺，造成價格的不斷上漲，同時常規(guī)化石燃料造成的環(huán)境污染問題也愈加嚴(yán)重，這些都大大限制著社會的發(fā)展和人類生活質(zhì)量的提高。太陽能熱轉(zhuǎn)化是一種能量轉(zhuǎn)換效率和利用率高而且成本低廉、可在全社會廣泛推廣的太陽能利用方式。在太陽能熱利用裝置中，關(guān)鍵是要將太陽輻射能轉(zhuǎn)換成熱能，實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換的器件稱為太陽能集熱器。但目前的太陽能集熱器都是圓管結(jié)構(gòu)，在某些情況下會導(dǎo)致太陽能熱量無法充分吸收。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明旨在提供一種節(jié)能環(huán)保的太陽能系統(tǒng)及包括太陽能系統(tǒng)的海水淡化系統(tǒng)，提高太陽能海水淡化的工作能力。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種輔助加熱太陽能系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括所述系統(tǒng)包括集熱器及其熱利用裝置，所述集熱器與熱利用裝置之間通過管路連接，集熱器吸收太陽能，加熱集熱器中的水，加熱后的水通過出水管路進(jìn)入熱利用裝置，在熱利用裝置流出的水再進(jìn)入集熱器中進(jìn)行換熱，其特征在于，熱利用裝置管路中的水在進(jìn)入熱利用裝置之前進(jìn)入流經(jīng)輔助加熱裝置。
[0005]作為優(yōu)選，所述輔助加熱設(shè)備根據(jù)檢測的流經(jīng)輔助加熱裝置中的水的溫度自動啟動加熱。
[0006]作為優(yōu)選，所述熱利用裝置是海水淡化裝置。
[0007]作為優(yōu)選，所述集熱器包括集熱管、反射鏡和集熱板，相鄰的兩個集熱管之間通過集熱板連接，從而使多個集熱管和相鄰的集熱板之間形成管板結(jié)構(gòu);所述集熱器包括兩塊管板結(jié)構(gòu)，所述兩塊管板結(jié)構(gòu)之間形成一定的夾角，所述夾角方向與反射鏡的圓弧線結(jié)構(gòu)彎曲的方向相對，反射鏡的焦點位于管板結(jié)構(gòu)形成的夾角之間，所述的集熱管的橫截面是長方形，所述的集熱板連接長方形的角。
[0008]作為優(yōu)選，所述的集熱管的橫截面是正方形。
[0009]作為優(yōu)選，所述集熱管內(nèi)部設(shè)置內(nèi)翅片，所述內(nèi)翅片連接長方形的對角，所述內(nèi)翅片將集熱管內(nèi)部分為多個小通道，在內(nèi)翅片上設(shè)置連通孔，從而使相鄰的小通道彼此連通；
所述正方形的內(nèi)邊長為L，所述連通孔的半徑r，所述同一翅片上相鄰的連通孔之間的距離為I，滿足如下關(guān)系:
l/L*10=a*ln(r/L*10)+b;
其中In是對數(shù)函數(shù)，a，b是參數(shù)，1.5〈a〈l.6,2.9〈b〈3.0;
0.34<1/L<0.38;0.14<r/L<0.17;
30mm<L<120mm；
5mm<r<17mm0
[0010]作為優(yōu)選，所述海水淡化裝置包括蒸發(fā)室，蒸發(fā)室內(nèi)設(shè)置布液器，其中，太陽能集熱器加熱的熱水進(jìn)入蒸發(fā)室，在蒸發(fā)室內(nèi)經(jīng)過布液器的海水噴淋換熱后，再進(jìn)入板式換熱器，與板式換熱器中的海水進(jìn)行換熱，然后再循環(huán)回到集熱器中進(jìn)行加熱，所述板式換熱器中換熱后的海水進(jìn)入蒸發(fā)室內(nèi)的布液器。
[0011]作為優(yōu)選，集熱器循環(huán)水儲存在循環(huán)水箱中，所述循環(huán)水箱設(shè)置在板式換熱器和集熱器之間。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明太陽能熱水器具有如下的優(yōu)點:
I)本發(fā)明提供了一種輔助加熱的太陽能系統(tǒng)，能夠及時補充太陽能不足情況下的太陽能吸收。
[0013]2)提供了一種新式結(jié)構(gòu)的方管集熱管太陽能集熱器，可以避免圓管集熱器的集熱盲點，提高了體陽能吸熱效率。
[0014]3)通過在集熱管內(nèi)部開設(shè)連通孔，在保證提高換熱效率的同時，減少了集熱管內(nèi)的流動阻力。
[0015]4)通過集熱管內(nèi)的通孔的面積的規(guī)律變化，達(dá)到最優(yōu)的集熱效果以及流動阻力。
[0016]5)本發(fā)明通過多次試驗，在保證換熱量最大以及流動阻力滿足要求的情況下，得到一個最優(yōu)的太陽能集熱器優(yōu)化結(jié)果，并且通過試驗進(jìn)行了驗證，從而證明了結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0017]6)本發(fā)明提出了一種新式太陽能海水淡化系統(tǒng)以及裝置，提高了海水淡化率。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明太陽能熱利用系統(tǒng)的不意圖；
圖2是本發(fā)明太陽能集熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明集熱管橫截面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明內(nèi)翅片連通孔分布示意圖；
圖5是本發(fā)明內(nèi)翅片連通孔錯列分布示意圖；
圖6是本發(fā)明集熱管內(nèi)正方形尺寸示意圖；
圖7是太陽能蓄熱和海水淡化并聯(lián)系統(tǒng)流程示意圖；
圖8是太陽能海水淡化控制系統(tǒng)的示意圖；
圖9是海水淡化裝置系統(tǒng)示意圖；
圖10是方形管和圓管對比示意圖。
[0019]附圖標(biāo)記如下:
1、太陽能集熱器2、外部輔助加熱3、循環(huán)水栗4、循環(huán)水箱5、循環(huán)水補水栗6、板式換熱器7、噴淋盤8、一級蒸發(fā)室9、二級蒸發(fā)室10、三級蒸發(fā)室U、淡水箱12、淡水排水栗13、濃海水箱14、濃海水排水栗15、海水預(yù)熱換熱器16、海水進(jìn)水栗17反射鏡，18集熱管，19集熱板，20集箱，21集箱，22集熱器入水管，23集熱器出口管，熱利用裝置24，內(nèi)翅片25，連通孔26，小通道27，蓄熱器28，海水淡化裝置29，閥門30，閥門31，溫度傳感器32，蓄熱器入口管33，出水管路34，回水管路36，閥門37、溫度傳感器38，水箱39，出口管40，入口管41，溫度傳感器42，出口管閥門43，入口管閥門44，中央控制器45閥門46。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】做詳細(xì)的說明。
[0021]圖1展示了一種太陽能集熱器系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括集熱器I及其熱利用裝置24，所述集熱器I與熱利用裝置24之間通過管路連接。
[0022]所述集熱器結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括集熱管18、反射鏡17和集熱板19，相鄰的兩個集熱管18之間通過集熱板19連接，從而使多個集熱管18和相鄰的集熱板19之間形成管板結(jié)構(gòu);所述太陽能集熱器系統(tǒng)包括兩塊管板結(jié)構(gòu)，所述兩塊管板結(jié)構(gòu)之間形成一定的夾角，所述夾角方向與反射鏡的圓弧線結(jié)構(gòu)彎曲的方向相對，反射鏡17的焦點D位于管板結(jié)構(gòu)形成的夾角之間。
[0023]作為一個改進(jìn)，所述的集熱管18的橫截面是長方形，所述的集熱板19連接長方形的角。
[0024]現(xiàn)有技術(shù)一般都采用圓管結(jié)構(gòu)，但是在實踐中發(fā)現(xiàn)采用圓管結(jié)構(gòu)，對于兩個圓管之間距離比較近時，因為兩個靠近的圓弧之間的距離很小，使得兩個圓管相鄰的部分無法充分地吸收太陽能，如圖10所述，如果從下部或者上部照射或者反射，其中的陰影部分可能無法得到光照，從而造成集熱管局部吸熱不均勻，容易造成集熱管的損壞。而本發(fā)明通過設(shè)置集熱管橫截面為方管結(jié)構(gòu)，克服了圓管結(jié)構(gòu)的缺點，使得相鄰的集熱管18之間具有相對于圓管來說較多的空間，從上部和下部照射，使得太陽能能夠反射進(jìn)去，從而達(dá)到吸熱均勻，從其他角度反射，相對于圓管而言，也能夠達(dá)到吸收更多熱量的目的。
[0025]作為優(yōu)選，所述的集熱管18的橫截面是正方形。
[0026]傳統(tǒng)的集熱器都是將集熱管直接設(shè)置在焦點上，一旦位置發(fā)生偏移，則熱量就不會集熱到集熱管中，通過上述結(jié)構(gòu)，太陽光照射在反射鏡17，通過反射鏡17反射到管板結(jié)構(gòu)，將熱量集熱到管板結(jié)構(gòu)中的集熱管18中。通過這種結(jié)構(gòu)，即使因為安裝或者運行問題導(dǎo)致管板結(jié)構(gòu)位置發(fā)生改變，則太陽能依然會集熱到集熱管18中，從而避免熱量損失；同時因為傳統(tǒng)的集熱器都是將集熱管直接設(shè)置在焦點上，造成集熱管局部過熱，造成集熱管局部損失過大，壽命過短，甚至造成集熱管內(nèi)部過熱，產(chǎn)生過熱蒸汽，充滿整個集熱管，造成集熱管內(nèi)部壓力過大，損壞集熱管，而采取本申請的結(jié)構(gòu)，既可以將熱量充分的吸收，又可以將熱量相對的分散，避免熱量過于集中，使得整體集熱管吸熱均勻，延長集熱管的使用壽命。
[0027]作為一個優(yōu)選，反射鏡17的焦點D位于兩塊管板結(jié)構(gòu)最低端連線的中點上。通過上述設(shè)置，可以保證最大程度上吸收太陽能，避免太陽能因為焦點偏移而損失，同時還能保證板狀結(jié)構(gòu)盡量可能減少遮擋的照射在反射鏡17上的陽光。通過實驗證明，采用上述結(jié)構(gòu)，太陽能吸收的效果最好。
[0028]作為優(yōu)選，集熱管的橫截面積不相同。沿著管板結(jié)構(gòu)的中部(即最高位置)向兩邊最低位置(即圖2集熱管A向B、C方向)延伸方向上，集熱管的橫截面積越來越大。在實驗中發(fā)現(xiàn)，從中部向兩側(cè)延伸，吸熱量逐漸升高，通過分析主要原因是因為有管板結(jié)構(gòu)的阻擋，導(dǎo)致中部受熱最少，而從中部向兩邊延伸，吸收熱量逐漸升高。通過集熱管橫截面積的不斷變大，可以增加下部的水流量，可以使得整個集熱管中水的受熱均勻，避免兩側(cè)溫度過高而中間溫度過低。這樣也可以避免中間的集熱管的材料長期在高溫下容易損壞，可以保持整個集熱管的溫度均勻，延長使用壽命。
[0029]作為優(yōu)選，沿著管板結(jié)構(gòu)的中部(即最高位置)向兩邊最低位置(即圖2集熱管A向B、C方向)延伸方向上，集熱管橫截面面積增加的幅度逐漸變小。在實驗中發(fā)現(xiàn)，對于吸熱量，沿著管板結(jié)構(gòu)的中部(即最高位置)向兩邊最低位置(即圖2集熱管A向B、C方向)延伸方向上的增幅逐漸遞減，因此將管徑做了如此變化，以滿足相應(yīng)的要求。
[0030]作為優(yōu)選，最大的橫截面積與最小的橫截面積的比值小于1.22。
[0031]作為優(yōu)選，管板結(jié)構(gòu)的下壁面(與反射鏡17相對的面)上設(shè)置用于強化傳熱的凸起，以加強對太陽能的吸收。沿著管板結(jié)構(gòu)的中部(即最高位置)向兩邊最低位置(即圖2集熱管A向B、C方向)延伸方向上，集熱