太陽能蒸汽集熱系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種太陽能蒸汽集熱系統，所述太陽能蒸汽集熱系統包括真空集熱管裝置、變頻高頻電鍋爐、數控電腦控制裝置和水預處理設備，真空集熱管裝置、變頻高頻電鍋爐、水預處理設備相互聯通，數控電腦控制裝置控制真空管集熱裝置、水預處理設備、變頻高頻電鍋爐的運行，所述真空集熱管裝置由大空隙真空集熱管部件和Z字型聯集管部件組成，大空隙真空集熱管部件由大空隙真空集熱管和帶翅片的U型熱交換管組成，所述大空隙真空集熱管的真空保溫層厚度為大空隙真空集熱管外管厚度的八倍以上。本實用新型專利技術具有集熱溫度高、保溫效果好，熱能轉換利用率高，結構合理，性價比高等特點。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種太陽能蒸汽集熱系統。
技術介紹
能源是人類社會發展的首要要素，隨著全球人口的快速增長和現代工業的極速發展，能源供需矛盾日益突出，人類過度的資源開采和使用中污染物的大量排放，嚴重影響到了我們賴以生存的自然環境；所以尋求綠色、環保、可再生能源早已引起世界各國的高度重視。太陽能作為新能源的研究和開發利用，自二十世紀五十年代起世界各國的科學家，就如何吸收太陽的熱能和熱能轉換，進行了大量的探索研究，八十年代真空集熱技術的成功為太陽能的利用創造了條件。但是現有技術中的真空太陽能蒸汽集熱系統多為低溫真 空集熱器，只是利用太陽能向人們提供一些生活熱水，有效利用率低下；根本無法為大量需要高溫熱能的工農業生產服務(利用太陽能提供高溫蒸汽)，雖有聚焦高溫集熱器在能源轉換中使用，但因產品結構、安裝條件和其投資成本而無法推廣應用到大量需要節能減排的工農業生產中去。
技術實現思路
本技術所要解決的技術問題是克服現有技術中所存在的上述不足，所要解決的第一個技術問題是，通過真空集熱管和集熱體聯集的改進，從而使太陽能蒸汽集熱系統處于高溫工作狀態，通過低壓真空熱交換技術，實現直接利用太陽能熱生產高溫蒸汽為工農業生產服務，使太陽能真正成為可替代礦物能的綠色新能源。本技術所要解決的另一個問題是通過變頻高頻電鍋爐的使用，從而提高電鍋爐的加熱速度和效率，同時更好地提高鍋爐使用安全性和使用壽命。本技術解決上述第一個技術問題所采用的技術方案是該太陽能蒸汽集熱系統，包括真空集熱管裝置、變頻高頻電鍋爐、數控電腦控制裝置和水預處理設備，真空集熱管裝置、變頻高頻電鍋爐、水預處理設備通過聯接管路相互聯通，數控電腦控制裝置與真空管集熱裝置、水預處理設備、變頻高頻電鍋爐均電連接并控制真空管集熱裝置、水預處理設備、變頻高頻電鍋爐的運行，其特征是所述真空集熱管裝置由大空隙真空集熱管部件和Z型聯集管部件組成，大空隙真空集熱管部件由大空隙真空集熱管和帶翅片的U型熱交換管組成，Z型聯集管部件由軟接或硬接Z字型管件和帶保溫層的外殼組成。所述大空隙真空集熱管的真空保溫層厚度為大空隙真空集熱管外管厚度的八倍以上。本技術所述水預處理設備包括軟水器、儲熱水箱、管道、出氣管、熱水循環管，所述數控電腦控制裝置包括電腦控制器、注水流量閥、出氣閥、第一熱水循環閥、第二熱水循環閥、第一排空閥、第二排空閥、補水閥、電源系統、第一注水泵、第二注水泵、排空泵、集熱管溫度傳感器、水箱水位傳感器、水箱溫度傳感器、水箱加熱器，集熱管溫度傳感器安裝在Z型聯集管部件出口端，水箱水位傳感器、水箱溫度傳感器安裝在儲熱水箱內，注水流量閥、第一熱水循環閥的進水口聯通至第二注水泵出水口，第二注水泵進水口與儲熱水箱聯通，注水流量閥、第一熱水循環閥出水口與真空管集熱裝置一端聯通，真空管集熱裝置一端與排空泵進水口聯通，排空泵出水口與第一排空閥進水口聯通，第一排空閥出水口與儲熱水箱聯通，真空管集熱裝置另一端安裝有第二排空閥，真空管集熱裝置另一端與儲熱水箱之間聯接有熱水循環管，第二熱水循環閥安裝在熱水循環管上，真空管集熱裝置另一端與變頻高頻電鍋爐之間通過出氣管聯通，出氣管上安裝有出氣閥，軟水器與儲熱水箱之間的聯接管路上安裝有補水閥，變頻高頻電鍋爐與數控電腦控制裝置之間的聯接管路上安裝有第一注水泵，水箱加熱器安裝儲熱水箱中，電腦控制器與電源系統電連接構成控制器，控制器與注水流量閥、出氣閥、第一熱水循環閥、第二熱水循環閥、第一排空閥、第二排空閥、補水閥、第二注水泵、排空泵、集熱管溫度傳感器、水箱水位傳感器、水箱溫度傳感器、水箱加熱器和變頻高頻電鍋爐均電連接，電腦控制器中設置有信號放大器，信號放大器的輸入與溫度傳感儀電連接，電源系統中設置有調頻器，信號放大器的輸出與調頻器輸入電連接，調頻器的輸出與感應加熱器電連接。本技術所述變頻高頻電鍋爐包括高頻發生器、液位控制器、電接點壓力表、溫度傳感儀、氣水分離裝置、電鍋爐爐體和感應加熱器，氣水分離裝置通過聯接管路與電鍋爐爐體聯通，高頻發生器、液位控制器、電接點壓力表、溫度傳感儀、氣水分離裝置和感應加熱 器均安裝在電鍋爐爐體內，高頻發生器、電接點壓力表、溫度傳感儀和感應加熱器均與控制器電連接，液位控制器與第一注水泵電連接。本技術數控電腦控制裝置還設置有一個集熱管第二溫度傳感器，集熱管第二溫度傳感器安裝在真空管集熱裝置的中部或者中上部，集熱管第二溫度傳感器與控制器電連接。本技術數控電腦控制裝置還設置有顯示裝置，顯示裝置與控制器電連接。本技術與現有技術相比，具有以下優點及效果1、大空隙全玻真空集熱管提高了集熱溫度和保溫效果，熱能轉換利用率達到90%以上；2、制造工藝簡單、結構設計科學合理，產品性價比優勢顯著，與現有太陽能蒸汽集熱裝置比，可節減投資達50%以上；3、全程自動化控制，實現了太陽能與蒸汽鍋爐的有機結合，使太陽能真正成為可供使用的綠色新能源；4、整體結構簡單、安裝方便，不受地理氣候環境條件限制，為工農業生產耗能大戶進行節能減排技改，提供了一種經濟、安全、可靠的綠色環保產品。附圖說明圖I為本技術實施例的整體結構示意圖。圖2為本技術實施例真空管集熱裝置的結構和連接關系示意圖。圖3為本技術實施例大空隙真空集熱管部件的結構示意圖。圖4為圖3所示大空隙真空集熱管的A-A剖視放大示意圖。圖5為本技術實施例變頻聞頻電鍋爐的結構和連接關系不意圖。圖6為本技術實施例水預處理設備的結構和連接關系示意圖。圖7為本技術實施例的電路原理示意圖。圖8為本技術施施例的變頻電流原理示意圖。具體實施方式參見圖I 圖8，本技術實施例太陽能蒸汽集熱系統，主要由真空管集熱裝置I、變頻高頻電鍋爐II、數控電腦控制裝置III和水預處理設備IV組成，真空管集熱裝置I、水預處理設備IV、變頻高頻電鍋爐II通過聯接管路相互聯通，數控電腦控制裝置III與真空管集熱裝置I、水預處理設備IV、變頻高頻電鍋爐II均電連接并控制真空管集熱裝置I、水預處理設備IV、變頻高頻電鍋爐II的運行，真空管集熱裝置I可以安裝在陽光充足的屋面、墻面或空曠的地面，其余設備安裝在室內。真空管集熱裝置I由大空隙真空集熱管部件I -I和Z型聯集管部件I -2組成，大空隙真空集熱管部件I -I由大空隙真空集熱管I和帶翅片的U型熱交換管2組成，Z型聯集管部件I -2由接管3、帶保溫層的外罩8組成。本實施例大空隙真空集熱管I的真空保溫層4厚度(大空隙真空集熱管I外管與內管之間沿直徑方向的距離)L ^ 8*D(D為大空 隙真空集熱管I外管的厚度，下同，參見圖4)，該改進使得當集熱溫度(指U型熱交換管2內的溫度)達到250°C高溫時大空隙真空集熱管I外管表面溫度仍然保持在常溫狀態(即在環境溫度±2°C以內，現有真空管的集熱保溫空間厚度通常< 2*D，當集熱溫度達到“150°C”時集熱管表面溫度通常達到38°C，高溫效率明顯下降)，通過Z型聯集管部件I -2將大空隙真空集熱管I串集成巨型太陽能集熱體(太陽能靠面積收集能量，只有足夠大的集熱面積才能提供可用蒸汽)，通過數控電腦控制裝置III，將儲熱水箱25中的高溫熱水注入真空管集熱裝置I進行沸騰氣化，此時高溫蒸汽則從出氣管12流出。變本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種太陽能蒸汽集熱系統，包括真空集熱管裝置、變頻高頻電鍋爐、數控電腦控制裝置和水預處理設備，真空集熱管裝置、變頻高頻電鍋爐、水預處理設備通過聯接管路相互聯通，數控電腦控制裝置與真空管集熱裝置、水預處理設備、變頻高頻電鍋爐均電連接并控制真空管集熱裝置、水預處理設備、變頻高頻電鍋爐的運行，其特征是：所述真空集熱管裝置由大空隙真空集熱管部件和Z型聯集管部件組成，大空隙真空集熱管部件由大空隙真空集熱管和帶翅片的U型熱交換管組成，所述大空隙真空集熱管的真空保溫層厚度為大空隙真空集熱管外管厚度的八倍以上。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王金炬，
申請(專利權)人：王金炬，
類型：實用新型
國別省市：