[发明专利]一种由空气载热的槽式太阳能光热系统

说明书

一种由空气载热的槽式太阳能光热系统，其特征在于空气集热管连接传热通风软管、水箱和泵一套的气水换热器、离心风机，构成空气循环换热回路设施；采用空气集热管直接将流经集热管的空气加热、风管卡箍连接集热管与通风软管、在支架立柱处将传热通风软管加长，预留旋转长度；太阳能光热的置换流程是：离心风机通过通风软管将空气送入空气集热管，槽式集热器将集热管中的空气加热达180度，送入气水换热器的热空气与水箱中的水热交换，使水温升高5℃，换热后排出的空气降低50℃，返回至集热器中，循环往复；气水换热的换热率是10:1。空气换热在在初期造价成本、中期维护成本、后期配件更换成本等方面，都远低于导热油介质。

技术领域

本发明涉及一种太阳能光热系统，应用于太阳能热利用设备上，实现将太阳能热量用空气载热、与水换热。

背景技术

现有槽式太阳能光热系统由槽式太阳能集热器、导热油、导热油泵、油水换热器、水、储热水箱、补油箱组成。其工作原理是利用槽式聚光太阳能集热器，收集太阳辐射能，直接加热导热油，并转化为热能，再经换热器，用热油使水加热到不同温度，水为传热工质进行不同形式的热利用，比如汽轮机发电、冬季取暖、工业烘干等。

现有槽式太阳能集热器的载热介质是导热油，系统运行前需要对导热油进行高温脱水处理，脱水处理时间长，处理工艺复杂，不易控制，而且导热油造价高。导热油里残留水分会导致管道压力不稳、换热效率低、冬季结冰堵塞管道等事故，导热油长期使用后，会产生胶质物，容易堵塞管道，清洗困难，维护成本高；导热油油管依附集热器支架固定、跟随集热器支架水平旋转、仰俯运动。导热油油管长度不变，其旋转补偿靠旋转接头实现。旋转接头安装在与集热器支架立柱并列的导热油油管转角接头处。旋转接头是由铜壳、密封环、预紧弹簧、轴承、卡簧、管接头等组成。其旋转而不泄露的工作原理是靠预紧弹簧压紧旋转接头的密封环，中间靠轴承支撑。由于导热油温度高，压力大，密封环容易磨损失效，使用现场经常出现集热器接头、旋转接头漏油事故；而且耐高温的密封环只能靠进口、旋转部位无法做保温处理，冬季会有结冰现象。所以在槽式太阳能集热器上，旋转接头往往是决定设备性能的关键点。

发明内容

本发明目的是提供一种由空气载热的槽式太阳能光热系统，实现将太阳能热量用空气载热加热低温水，解决载热油介质成本高、系统稳定性差的问题，更重要的是实现能源绿色环保利用。

一种由空气载热的槽式太阳能光热系统，包括槽式太阳能集热器、水箱、泵、换热器、传热管，其特征在于设备的设置：空气集热管连接传热通风软管、水箱和泵一套的气水换热器、离心风机，构成空气循环换热回路设施；采用槽式太阳能反光镜收集太阳辐射能，直接将流经集热管的空气加热，采用风管卡箍连接空气集热管与通风软管，反光镜集热器支架运动旋转结构是：在反光镜镜片支架近立柱处将传热通风软管加长，预留旋转长度，以补足镜片支架水平或俯仰运动长度；在气水换热器中设置与水箱连通的换热水管进行空气与水的热交换，使水温升高，用于不同形式的热利用；太阳能光热的置换流程是：离心风机通过通风软管将空气送入空气集热管，采用槽式太阳能反光镜收集太阳辐射能，直接将空气集热管中的空气加热达180℃，送入气水换热器的热空气与水箱中的水进行热交换，使水温升高5℃，换热后排出的空气降低50℃，返回至集热器中，循环往复；气水换热的换热率是10:1。

本系统采用的空气集热管，用空气替代油作为换热工质，不用担心泄露损失，显著地减少作业和维修成本。空气集热管在结构上与导热油系统的真空集热管存在较大的差异，利用隔热纤维垫、保温纤维毯可以有效减少热量损失，保证集热效率高。此外隔热纤维垫能阻止热量传给铁方管，可以防止其热变形，保证集热管平直。通风软管工作原理是靠两端预留风管长度来补偿设备的回转运动，由于风管极软，其自身有补偿扭转运动的特点。俯仰回转运动靠一段U型预留风管的弯曲补偿，另一段预留风管通过弯曲和扭转来补偿设备的水平回转运动，两端互不干涉。该系统与传统的不同之处是使用空气作为热载体，空气随处可得，不用担心泄露损失。