一种太阳能储放热系统的制作方法
一种太阳能储放热系统的制作方法
【专利摘要】一种太阳能储放热系统，固体熔盐在化盐罐内融化，再通过化盐输送泵进入冷熔盐储罐内，冷熔盐储罐内低温熔盐通过冷熔盐输送泵进入熔盐-导热油换热器内，并与高温导热油进行换热，换热后的熔盐进入热熔盐储罐完成储热。反之，通过热熔盐输送泵将热熔盐储罐内的高温熔盐泵入熔盐-导热油换热器内，并与低温导热油进行换热，换热后的熔盐进入冷熔盐储罐内完成放热。本发明的太阳能储放热系统适用范围广，不受昼夜交替及天气影响，光照充足时进行储热，光照不足时进行放热，能够持续稳定高效的提供高温导热油，保证以高温导热油为热源的生产作业能够稳定顺利进行。本发明可以用于蒸汽发电、生活热水、冬季采暖或是工业原料加热等方面，且经济性高。
【专利说明】一种太阳能储放热系统
【技术领域】
[0001]本发明属于太阳能光热利用【技术领域】，特别是涉及一种太阳能储放热系统。
【背景技术】
[0002]众所周知，与风能、水能、潮汐能等新能源相比，太阳能的利用几乎不受地域的限制，由于太阳光无处不在，只要有光照的地方，就会有太阳能可以利用。
[0003]现阶段，对于太阳能的光热利用，已经在各个领域里实际应用开来，包括直接利用太阳光进行光伏发电，或是利用太阳能热进行发电，或是将太阳能热输出作为它用。
[0004]但是，太阳能热的获取会受到地域、天气及昼夜更替等因素的影响，会具有分散性、随机性及间歇性的不足，此时，太阳能热的输出也会受到分散性、随机性及间歇性的影响，因此，相关技术人员为了降低这些不利因素对实际生产的影响，设计了诸多用于太阳能热的储存及释放系统，但在实际使用过程中，无论是从储放热效果还是经济性上都不是很理想，因此，亟需一种经济性高、且能够实现稳定高效的储放太阳能热的系统方案。
【发明内容】
[0005]针对现有技术存在的问题，本发明提供一种太阳能储放热系统，经济性高、且能够稳定高效的储放太阳能热。
[0006]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:一种太阳能储放热系统，包括冷熔盐储罐、热熔盐储罐、冷熔盐输送泵、热熔盐输送泵、化盐输送泵、化盐罐及熔盐-导热油换热器，所述化盐罐通过化盐输送泵与冷熔盐储罐相连通，冷熔盐储罐通过冷熔盐输送泵与熔盐-导热油换热器的熔盐换热腔相连通，熔盐-导热油换热器的熔盐换热腔通过热熔盐输送泵与热熔盐储罐相连通；所述熔盐-导热油换热器的导热油换热管束，其一端与导热油太阳能加热场的导热油供油管路相连通，另一端与导热油太阳能加热场的导热油回油管路相连通；所述冷熔盐储罐内存储低温熔盐，热熔盐储罐内存储高温熔盐；所述熔盐-导热油换热器的导热油换热管束内及导热油太阳能加热场的导热油管路内充装有导热油。
[0007]所述冷熔盐储罐与冷熔盐输送泵、热熔盐储罐与热熔盐输送泵分为高热组和低热组两套。
[0008]所述熔盐采用无机硝酸盐混合物，由60%的NaN03& 40%的KNO 3混合而成。
[0009]所述导热油采用73.5%的联苯醚与26.5%的联苯的共熔混合物。
[0010]为了防止熔盐污染或是吸湿后特性改变，在所述冷熔盐储罐、热熔盐储罐内的熔盐顶部设有氮气汇流排，通过氮气汇流排将熔盐与外部空气隔绝。
[0011]为了防止冷熔盐储罐、热熔盐储罐内的熔盐结晶，在所述冷熔盐储罐、热熔盐储罐内均安装有保温电加热器，在冷熔盐储罐、热熔盐储罐的罐体外均设有电伴热带。
[0012]所述熔盐-导热油换热器采用浮头式热交换器、盘管式热交换器或者板翅式热交换器。
[0013]为了保证系统停运时，在熔盐-导热油换热器内的导热油能够顺利排出，所述熔盐-导热油换热器的管程具有斜度。
[0014]本发明的有益效果:
[0015]本发明的太阳能储放热系统适用范围广，不受昼夜交替及天气的影响，光照充足时进行储热，光照不足时进行放热，能够持续稳定高效的提供高温导热油，保证以高温导热油为热源的生产作业能够稳定顺利进行。本发明可以用于蒸汽发电、生活热水、冬季采暖或是工业原料加热等方面，且经济性高。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本发明的一种太阳能储放热系统结构原理图；
[0017]图中，I一冷恪盐储鍾，2一热恪盐储鍾，3一冷恪盐输送栗，4一热恪盐输送栗，5一化盐输送泵，6—化盐罐，7—熔盐-导热油换热器，8—导热油太阳能加热场。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
[0019]如图1所示，一种太阳能储放热系统，包括冷熔盐储罐1、热熔盐储罐2、冷熔盐输送泵3、热熔盐输送泵4、化盐输送泵5、化盐罐6及熔盐-导热油换热器7，所述化盐罐6通过化盐输送泵5与冷熔盐储罐I相连通，冷熔盐储罐I通过冷熔盐输送泵3与熔盐-导热油换热器7的熔盐换热腔相连通，熔盐-导热油换热器7的熔盐换热腔通过热熔盐输送泵4与热熔盐储罐2相连通；所述熔盐-导热油换热器7的导热油换热管束，其一端与导热油太阳能加热场8的导热油供油管路相连通，另一端与导热油太阳能加热场8的导热油回油管路相连通；所述冷熔盐储罐I内存储低温熔盐，热熔盐储罐2内存储高温熔盐；所述熔盐-导热油换热器7的导热油换热管束内及导热油太阳能加热场8的导热油管路内充装有导热油。
[0020]所述冷熔盐储罐I与冷熔盐输送泵3、热熔盐储罐2与热熔盐输送泵4分为高热组和低热组两套。
[0021]所述熔盐采用无机硝酸盐混合物，由60%的NaN03& 40%的KNO 3混合而成。
[0022]所述导热油采用73.5%的联苯醚与26.5%的联苯的共熔混合物。
[0023]为了防止熔盐污染或是吸湿后特性改变，在所述冷熔盐储罐1、热熔盐储罐2内的熔盐顶部设有氮气汇流排，通过氮气汇流排将熔盐与外部空气隔绝。
[0024]为了防止冷熔盐储罐1、热熔盐储罐2内的熔盐结晶，在所述冷熔盐储罐1、热熔盐储罐2内均安装有保温电加热器，在冷熔盐储罐1、热熔盐储罐2的罐体外均设有电伴热带。
[0025]所述熔盐-导热油换热器7采用浮头式热交换器、盘管式热交换器或者板翅式热交换器。
[0026]为了保证系统停运时，在熔盐-导热油换热器7内的导热油能够顺利排出，所述熔盐-导热油换热器7的管程具有斜度。
[0027]下面结合【专利附图】
【附图说明】本发明的一次储放热过程:
[0028]首先，将固体熔盐加入化盐罐6内，再通过电加热器或蒸汽加热盘管对固体熔盐进行加热，直至固体熔盐融化，当熔盐温度达到260°C时，化盐结束，通过化盐输送泵5将化盐罐6内的熔盐泵入冷熔盐储罐I内，此时冷熔盐储罐I内的熔盐为低温熔盐。为了保证冷熔盐储罐I内低温熔盐不发生结晶，必须控制熔盐不低与260°c，一旦冷熔盐储罐I上的任一测温点测得的温度低于260°C时，相应的保温加热器便立即启动，以控制熔盐的温度。之所以选择由60%的NaN03& 40%的KNO 3混合而成的熔盐，是因为其具有成本低、安全性高及对环境无害等优点，且具有良好的储热性能，该种熔盐的比热容为1502J/kg.K，结晶点为223?238°C。而导热油之所以选取73.5%的联苯醚与26.5%的联苯的共熔混合物，是因为其最高使用温度可达400°C，而传统的导热油所采用的矿物油的通常最高使用温度仅为320°C，而本发明中导热油的设计最高使用温度为393°C。
[0029]当导热油太阳能加热场8的光照充足时，启动冷熔盐输送泵3，将冷熔盐储罐I内的低温熔盐泵入熔盐-导热油换热器7内，进行低温熔盐与高温导热油之间的换热，换热完成后的熔盐会进入热熔盐储罐2内进行存储，此时热熔盐储罐2内的熔盐为高温熔盐。此过程的目的是将导热油内多余的热量通过高温熔盐储存起来，以备不时之需。
[0030]当导热油太阳能加热场8因夜晚或是天气原因等，无法提供充足的光照时，将不能保证高温导热油的正常供给，这将直接影响以高温导热油为热源的实际生产作业的正常进行，此时启动热熔盐输送泵4，将热熔盐输送泵4内的高温熔盐泵入熔盐-导热油换热器7内，进行高温熔盐与低温导热油之间的换热，换热完成后的熔盐会进入冷熔盐储罐I内进行存储，此时冷熔盐储罐I内的熔盐为低温熔盐。此过程的目的是将高温熔盐内存储的热量返还给导热油，借此加热低温导热油，而通过高温熔盐加热的导热油又可以作为热源，继续支持实际生产作业，保证了实际生产作业的稳定顺利进行。
[0031]实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。
【权利要求】
1.一种太阳能储放热系统，其特征在于:包括冷熔盐储罐、热熔盐储罐、冷熔盐输送泵、热熔盐输送泵、化盐输送泵、化盐罐及熔盐-导热油换热器，所述化盐罐通过化盐输送泵与冷熔盐储罐相连通，冷熔盐储罐通过冷熔盐输送泵与熔盐-导热油换热器的熔盐换热腔相连通，熔盐-导热油换热器的熔盐换热腔通过热熔盐输送泵与热熔盐储罐相连通；所述熔盐-导热油换热器的导热油换热管束，其一端与导热油太阳能加热场的导热油供油管路相连通，另一端与导热油太阳能加热场的导热油回油管路相连通；所述冷熔盐储罐内存储低温熔盐，热熔盐储罐内存储高温熔盐；所述熔盐-导热油换热器的导热油换热管束内及导热油太阳能加热场的导热油管路内充装有导热油。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能储放热系统，其特征在于:所述冷熔盐储罐与冷熔盐输送泵、热熔盐储罐与热熔盐输送泵分为高热组和低热组两套。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能储放热系统，其特征在于:所述熔盐采用无机硝酸盐混合物，由60%的似勵3及40%的KNO 3混合而成。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能储放热系统，其特征在于:所述导热油采用73.5%的联苯醚与26.5%的联苯的共熔混合物。
5.根据权利要求1所述的一种太阳能储放热系统，为了防止熔盐污染或是吸湿后特性改变，其特征在于:在所述冷熔盐储罐、热熔盐储罐内的熔盐顶部设有氮气汇流排，通过氮气汇流排将熔盐与外部空气隔绝。
6.根据权利要求1所述的一种太阳能储放热系统，为了防止冷熔盐储罐、热熔盐储罐内的熔盐结晶，其特征在于:在所述冷熔盐储罐、热熔盐储罐内均安装有保温电加热器，在冷熔盐储罐、热熔盐储罐的罐体外均设有电伴热带。
7.根据权利要求1所述的一种太阳能储放热系统，其特征在于:所述熔盐-导热油换热器采用浮头式热交换器、盘管式热交换器或者板翅式热交换器。
8.根据权利要求1所述的一种太阳能储放热系统，为了保证系统停运时，在熔盐-导热油换热器内的导热油能够顺利排出，其特征在于:所述熔盐-导热油换热器的管程具有斜度。
【文档编号】F24J2/00GK104456987SQ201410799116
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月18日 优先权日:2014年12月18日
【发明者】高学全, 刘明江, 秦学深, 陈蓓, 张成永 申请人:东北大学设计研究院（有限公司）
【专利摘要】一种太阳能储放热系统，固体熔盐在化盐罐内融化，再通过化盐输送泵进入冷熔盐储罐内，冷熔盐储罐内低温熔盐通过冷熔盐输送泵进入熔盐-导热油换热器内，并与高温导热油进行换热，换热后的熔盐进入热熔盐储罐完成储热。反之，通过热熔盐输送泵将热熔盐储罐内的高温熔盐泵入熔盐-导热油换热器内，并与低温导热油进行换热，换热后的熔盐进入冷熔盐储罐内完成放热。本发明的太阳能储放热系统适用范围广，不受昼夜交替及天气影响，光照充足时进行储热，光照不足时进行放热，能够持续稳定高效的提供高温导热油，保证以高温导热油为热源的生产作业能够稳定顺利进行。本发明可以用于蒸汽发电、生活热水、冬季采暖或是工业原料加热等方面，且经济性高。
【专利说明】一种太阳能储放热系统
【技术领域】
[0001]本发明属于太阳能光热利用【技术领域】，特别是涉及一种太阳能储放热系统。
【背景技术】
[0002]众所周知，与风能、水能、潮汐能等新能源相比，太阳能的利用几乎不受地域的限制，由于太阳光无处不在，只要有光照的地方，就会有太阳能可以利用。
[0003]现阶段，对于太阳能的光热利用，已经在各个领域里实际应用开来，包括直接利用太阳光进行光伏发电，或是利用太阳能热进行发电，或是将太阳能热输出作为它用。
[0004]但是，太阳能热的获取会受到地域、天气及昼夜更替等因素的影响，会具有分散性、随机性及间歇性的不足，此时，太阳能热的输出也会受到分散性、随机性及间歇性的影响，因此，相关技术人员为了降低这些不利因素对实际生产的影响，设计了诸多用于太阳能热的储存及释放系统，但在实际使用过程中，无论是从储放热效果还是经济性上都不是很理想，因此，亟需一种经济性高、且能够实现稳定高效的储放太阳能热的系统方案。
【发明内容】
[0005]针对现有技术存在的问题，本发明提供一种太阳能储放热系统，经济性高、且能够稳定高效的储放太阳能热。
[0006]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:一种太阳能储放热系统，包括冷熔盐储罐、热熔盐储罐、冷熔盐输送泵、热熔盐输送泵、化盐输送泵、化盐罐及熔盐-导热油换热器，所述化盐罐通过化盐输送泵与冷熔盐储罐相连通，冷熔盐储罐通过冷熔盐输送泵与熔盐-导热油换热器的熔盐换热腔相连通，熔盐-导热油换热器的熔盐换热腔通过热熔盐输送泵与热熔盐储罐相连通；所述熔盐-导热油换热器的导热油换热管束，其一端与导热油太阳能加热场的导热油供油管路相连通，另一端与导热油太阳能加热场的导热油回油管路相连通；所述冷熔盐储罐内存储低温熔盐，热熔盐储罐内存储高温熔盐；所述熔盐-导热油换热器的导热油换热管束内及导热油太阳能加热场的导热油管路内充装有导热油。
[0007]所述冷熔盐储罐与冷熔盐输送泵、热熔盐储罐与热熔盐输送泵分为高热组和低热组两套。
[0008]所述熔盐采用无机硝酸盐混合物，由60%的NaN03& 40%的KNO 3混合而成。
[0009]所述导热油采用73.5%的联苯醚与26.5%的联苯的共熔混合物。
[0010]为了防止熔盐污染或是吸湿后特性改变，在所述冷熔盐储罐、热熔盐储罐内的熔盐顶部设有氮气汇流排，通过氮气汇流排将熔盐与外部空气隔绝。
[0011]为了防止冷熔盐储罐、热熔盐储罐内的熔盐结晶，在所述冷熔盐储罐、热熔盐储罐内均安装有保温电加热器，在冷熔盐储罐、热熔盐储罐的罐体外均设有电伴热带。
[0012]所述熔盐-导热油换热器采用浮头式热交换器、盘管式热交换器或者板翅式热交换器。
[0013]为了保证系统停运时，在熔盐-导热油换热器内的导热油能够顺利排出，所述熔盐-导热油换热器的管程具有斜度。
[0014]本发明的有益效果:
[0015]本发明的太阳能储放热系统适用范围广，不受昼夜交替及天气的影响，光照充足时进行储热，光照不足时进行放热，能够持续稳定高效的提供高温导热油，保证以高温导热油为热源的生产作业能够稳定顺利进行。本发明可以用于蒸汽发电、生活热水、冬季采暖或是工业原料加热等方面，且经济性高。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本发明的一种太阳能储放热系统结构原理图；
[0017]图中，I一冷恪盐储鍾，2一热恪盐储鍾，3一冷恪盐输送栗，4一热恪盐输送栗，5一化盐输送泵，6—化盐罐，7—熔盐-导热油换热器，8—导热油太阳能加热场。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
[0019]如图1所示，一种太阳能储放热系统，包括冷熔盐储罐1、热熔盐储罐2、冷熔盐输送泵3、热熔盐输送泵4、化盐输送泵5、化盐罐6及熔盐-导热油换热器7，所述化盐罐6通过化盐输送泵5与冷熔盐储罐I相连通，冷熔盐储罐I通过冷熔盐输送泵3与熔盐-导热油换热器7的熔盐换热腔相连通，熔盐-导热油换热器7的熔盐换热腔通过热熔盐输送泵4与热熔盐储罐2相连通；所述熔盐-导热油换热器7的导热油换热管束，其一端与导热油太阳能加热场8的导热油供油管路相连通，另一端与导热油太阳能加热场8的导热油回油管路相连通；所述冷熔盐储罐I内存储低温熔盐，热熔盐储罐2内存储高温熔盐；所述熔盐-导热油换热器7的导热油换热管束内及导热油太阳能加热场8的导热油管路内充装有导热油。
[0020]所述冷熔盐储罐I与冷熔盐输送泵3、热熔盐储罐2与热熔盐输送泵4分为高热组和低热组两套。
[0021]所述熔盐采用无机硝酸盐混合物，由60%的NaN03& 40%的KNO 3混合而成。
[0022]所述导热油采用73.5%的联苯醚与26.5%的联苯的共熔混合物。
[0023]为了防止熔盐污染或是吸湿后特性改变，在所述冷熔盐储罐1、热熔盐储罐2内的熔盐顶部设有氮气汇流排，通过氮气汇流排将熔盐与外部空气隔绝。
[0024]为了防止冷熔盐储罐1、热熔盐储罐2内的熔盐结晶，在所述冷熔盐储罐1、热熔盐储罐2内均安装有保温电加热器，在冷熔盐储罐1、热熔盐储罐2的罐体外均设有电伴热带。
[0025]所述熔盐-导热油换热器7采用浮头式热交换器、盘管式热交换器或者板翅式热交换器。
[0026]为了保证系统停运时，在熔盐-导热油换热器7内的导热油能够顺利排出，所述熔盐-导热油换热器7的管程具有斜度。
[0027]下面结合【专利附图】
【附图说明】本发明的一次储放热过程:
[0028]首先，将固体熔盐加入化盐罐6内，再通过电加热器或蒸汽加热盘管对固体熔盐进行加热，直至固体熔盐融化，当熔盐温度达到260°C时，化盐结束，通过化盐输送泵5将化盐罐6内的熔盐泵入冷熔盐储罐I内，此时冷熔盐储罐I内的熔盐为低温熔盐。为了保证冷熔盐储罐I内低温熔盐不发生结晶，必须控制熔盐不低与260°c，一旦冷熔盐储罐I上的任一测温点测得的温度低于260°C时，相应的保温加热器便立即启动，以控制熔盐的温度。之所以选择由60%的NaN03& 40%的KNO 3混合而成的熔盐，是因为其具有成本低、安全性高及对环境无害等优点，且具有良好的储热性能，该种熔盐的比热容为1502J/kg.K，结晶点为223?238°C。而导热油之所以选取73.5%的联苯醚与26.5%的联苯的共熔混合物，是因为其最高使用温度可达400°C，而传统的导热油所采用的矿物油的通常最高使用温度仅为320°C，而本发明中导热油的设计最高使用温度为393°C。
[0029]当导热油太阳能加热场8的光照充足时，启动冷熔盐输送泵3，将冷熔盐储罐I内的低温熔盐泵入熔盐-导热油换热器7内，进行低温熔盐与高温导热油之间的换热，换热完成后的熔盐会进入热熔盐储罐2内进行存储，此时热熔盐储罐2内的熔盐为高温熔盐。此过程的目的是将导热油内多余的热量通过高温熔盐储存起来，以备不时之需。
[0030]当导热油太阳能加热场8因夜晚或是天气原因等，无法提供充足的光照时，将不能保证高温导热油的正常供给，这将直接影响以高温导热油为热源的实际生产作业的正常进行，此时启动热熔盐输送泵4，将热熔盐输送泵4内的高温熔盐泵入熔盐-导热油换热器7内，进行高温熔盐与低温导热油之间的换热，换热完成后的熔盐会进入冷熔盐储罐I内进行存储，此时冷熔盐储罐I内的熔盐为低温熔盐。此过程的目的是将高温熔盐内存储的热量返还给导热油，借此加热低温导热油，而通过高温熔盐加热的导热油又可以作为热源，继续支持实际生产作业，保证了实际生产作业的稳定顺利进行。
[0031]实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。
【权利要求】
1.一种太阳能储放热系统，其特征在于:包括冷熔盐储罐、热熔盐储罐、冷熔盐输送泵、热熔盐输送泵、化盐输送泵、化盐罐及熔盐-导热油换热器，所述化盐罐通过化盐输送泵与冷熔盐储罐相连通，冷熔盐储罐通过冷熔盐输送泵与熔盐-导热油换热器的熔盐换热腔相连通，熔盐-导热油换热器的熔盐换热腔通过热熔盐输送泵与热熔盐储罐相连通；所述熔盐-导热油换热器的导热油换热管束，其一端与导热油太阳能加热场的导热油供油管路相连通，另一端与导热油太阳能加热场的导热油回油管路相连通；所述冷熔盐储罐内存储低温熔盐，热熔盐储罐内存储高温熔盐；所述熔盐-导热油换热器的导热油换热管束内及导热油太阳能加热场的导热油管路内充装有导热油。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能储放热系统，其特征在于:所述冷熔盐储罐与冷熔盐输送泵、热熔盐储罐与热熔盐输送泵分为高热组和低热组两套。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能储放热系统，其特征在于:所述熔盐采用无机硝酸盐混合物，由60%的似勵3及40%的KNO 3混合而成。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能储放热系统，其特征在于:所述导热油采用73.5%的联苯醚与26.5%的联苯的共熔混合物。
5.根据权利要求1所述的一种太阳能储放热系统，为了防止熔盐污染或是吸湿后特性改变，其特征在于:在所述冷熔盐储罐、热熔盐储罐内的熔盐顶部设有氮气汇流排，通过氮气汇流排将熔盐与外部空气隔绝。
6.根据权利要求1所述的一种太阳能储放热系统，为了防止冷熔盐储罐、热熔盐储罐内的熔盐结晶，其特征在于:在所述冷熔盐储罐、热熔盐储罐内均安装有保温电加热器，在冷熔盐储罐、热熔盐储罐的罐体外均设有电伴热带。
7.根据权利要求1所述的一种太阳能储放热系统，其特征在于:所述熔盐-导热油换热器采用浮头式热交换器、盘管式热交换器或者板翅式热交换器。
8.根据权利要求1所述的一种太阳能储放热系统，为了保证系统停运时，在熔盐-导热油换热器内的导热油能够顺利排出，其特征在于:所述熔盐-导热油换热器的管程具有斜度。
【文档编号】F24J2/00GK104456987SQ201410799116
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月18日 优先权日:2014年12月18日
【发明者】高学全, 刘明江, 秦学深, 陈蓓, 张成永 申请人:东北大学设计研究院（有限公司）
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