[发明专利]一种太阳能集热与电锅炉联合制中温蒸汽的装置及方法

权利要求书

1.一种太阳能集热与电锅炉联合制中温蒸汽的装置，其特征在于，包括太阳能集热器、电锅炉和蒸汽电加热器；所述太阳能集热器和电锅炉的进水口均与进水泵相连，所述太阳能集热器的输出口通过第一电动调节阀门Ka与蒸汽电加热器相连，所述太阳能集热器的出水口还接有安全阀K0；所述电锅炉的输出口通过第二电动调节阀门Kb与蒸汽电加热器相连，所述蒸汽电加热器与太阳能集热器和电锅炉的输出口相连，所述蒸汽电加热器出口设有第三电动调节阀门Kc；还包括PLC控制器，所述太阳能集热器的出水口还接有第一温度传感器Ta，所述电锅炉的出水口还接有第二温度传感器Tb，所述蒸汽电加热器出口还接有第三温度传感器Tc，所述第一温度传感器Ta、第二温度传感器Tb、第三温度传感器Tc、第一电动阀门Ka、第二电动阀门Kb、第三电动阀门Kc均与PLC控制器相连；

所述太阳能集热器包括级联的太阳能集热阵列，所述太阳能集热阵列的核心部件包括中温管、铜调节器、反光板、联箱组件；

所述太阳能集热器核心部件中温管的吸热涂层由钛金涂层作为膜层材料，真空管采用溶胶凝胶法实现增透；所述太阳能集热器采用φ47mm真空管内管作为接收器，接收器半径r=37/2=18.5mm，所述真空管的外壁与反光板之间的距离为1mm，渐开线初始的角度θ₀=41°；

所述太阳能集热器核心部件反光板采用涂有保护涂层的金属材料精确辊压成型，设置在真空管的后面，半接收角为23.5°，开口宽度为115mm，聚光比C为2.5。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能集热与电锅炉联合制中温蒸汽的装置，其特征在于，所述太阳能集热器核心部件铜调节器采用U型管设计，按集热器面积不同分为单U、双U和三U结构，循环工质不在真空管内，通过调节U型管内的循环工质流量提高换热效率。

3.根据权利要求1所述的一种太阳能集热与电锅炉联合制中温蒸汽的装置，其特征在于，所述太阳能集热器核心部件联箱组件包括联集管、联集箱，每根真空管内的U型管开口端分别与两支所述联集管焊接，且所述联集管被保温层包裹放置于联箱中；循环介质从集热器的两端选择一端作为循环进口；测温管焊接于所述联集箱的两端，从所述联集箱侧盖伸出，用于测量集热器温度。

4.一种太阳能集热与电锅炉联合制中温蒸汽的方法，其特征在于，该方法采用权利要求1-3中任一项所述的一种太阳能集热与电锅炉联合制中温蒸汽的装置，包括以下步骤：

步骤S010，根据用户侧所需蒸汽温度上下限设定太阳能集热器温度输出门限T1、停止输出门限T2和半开输出门限T3，第一电动阀门Ka、第二电动阀门Kb、第三电动阀门Kc均保持关闭状态；

步骤S020，打开进水泵，为太阳能集热器和电锅炉补水，补水之后太阳能集热器和电锅炉开始运行；

步骤S030，根据T1、T2和T3控制第一电动阀门Ka的开闭程度，使得太阳能集热器对蒸汽电加热器进行供能；当第二温度传感器Tb监测温度达到T1时，控制第二电动阀门Kb的开闭程度，使得电锅炉进行补充供能；当第三温度传感器Tc监测温度达到用户侧温度上限时，控制第三电动阀门Kc的开闭程度。

5.根据权利要求4所述的一种太阳能集热与电锅炉联合制中温蒸汽的方法，其特征在于，所述步骤S030中，当第一温度传感器Ta监测温度达到T1时，将第一电动阀门Ka设定为全开；当第一温度传感器Ta监测温度不大于T3且大于T2时，将第一电动阀门Ka设定为半开；当第一温度传感器Ta监测温度不大于T2时，关闭第一电动阀门Ka。

6.根据权利要求5所述的一种太阳能集热与电锅炉联合制中温蒸汽的方法，其特征在于，所述步骤S030中，控制第二电动阀门Kb开闭程度的方法包括：第一电动阀门Ka处于完全打开状态时，控制第二电动阀门Kb到完全闭合；当第一电动阀门Ka处于半开状态时，控制第二电动阀门Kb到半开位置；当第一电动阀门Ka处于闭合状态时，控制第二电动阀门Kb到全开位置。