本发明涉及盐梯度太阳池热提取技术领域，尤其涉及一种盐梯度太阳池自循环提热的方法和装置。
背景技术：
随着化石能源被大量开发消耗，资源短缺这一问题越来越突出，环境污染等问题也不断被提出。太阳能作为一种可再生能源，具有储量丰富，无污染等优点。盐梯度太阳池是一种集吸收和储存太阳能为一体的太阳能利用方式，由上对流层、非对流层和下对流层构成，其中上对流层为淡水层，非对流层盐浓度呈梯度变化，由浓度差造成的密度梯度可以抑制因温度差而引起的自然对流，底部温度高的盐水不会上浮，这样可有效抑制热对流，起到保温的作用，下对流层为储热层，由浓盐水构成，进入盐池的太阳能转变为热能储存在下对流层中。盐梯度太阳池作为利用太阳能的一种形式，尽管有很多优点，但仍有很多问题有待解决。对于大面积太阳池来说，虽然总储热量大，但是热量的提取和利用还存在很多不足，目前太阳池的提热方式主要有直接提热法和间接提热法，这两种方式都有不足之处。直接提热法直接抽取下对流层的浓盐水进行换热，这对太阳池梯度层的扰动很大。间接提热法是在盐梯度太阳池储热层设置内部换热器，热量通过内部换热器传递到盐梯度太阳池外部，该方法造价高，维护麻烦，并且只适用于中小型太阳池，热利用效率低。
技术实现要素：
综上所述，本发明的目的是针对上述情况，提供了一种盐梯度太阳池自循环提热的方法和装置，该方法和装置以温差为循环动力，在温差作用下进行自然对流换热和循环，达到一种连续提热，稳定循环的目的，克服了现在盐梯度太阳池热量提取技术的不足，并具有连续提热，对太阳池扰动小，热利用效率高等优点。
本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：
一种盐梯度太阳池自循环提热的方法：
该方法包括盐梯度太阳池（1）和自循环提热模块，自循环提热模块由循环通道（6）和热充放器（8）组成，热充放器（8）内部设置有相变蓄热单元（9）和换热器（11），所述的循环通道（6）与热充放器（8）相连的接口应高于循环通道（6）与下对流层（4）相连的接口，即循环通道（6）按斜向上的方向布置，热充放器（8）中的液面低于盐梯度太阳池（1）上表面；其中，由盐梯度太阳池（1）吸收和储存的热量通过循环通道（6）传递给热充放器（8），并通过热充放器（8）中的换热器（11）将热量不断提取出来，从而构成了自循环提热系统。
进一步，该方法的工作原理在于：盐梯度太阳池（1）的下对流层（4）具有盐水循环通道（6），热盐水在温差所导致的密度差的驱动下，流入位于循环通道（6）另一端的热充放器（8）中，在热充放器（8）中放热，温度降低，密度增大，故放热后的冷盐水沿着循环通道（6）底部流回盐梯度太阳池（1）的下对流层（4），如此周而复始，下对流层（4）中的盐水以自然对流换热的方式，将热量不断从盐梯度太阳池（1）带入热充放器（8）中，以实现盐梯度太阳池（1）的热量提取。
进一步，所述的热充放器（8）通过相变蓄热材料增大热储存密度，并具有向用户提供热量的换热功能。
进一步，所述的热充放器（8）中的液面高度可以通过热充放器（8）中自由空间（10）的气体压力调节。
一种盐梯度太阳池自循环提热的装置：
盐梯度太阳池（1）下对流层（4）边壁设置循环通道（6），循环通道（6）一端与盐梯度太阳池（1）下对流层（4）相连，一端与热充放器（8）相连，从而热充放器（8）通过循环通道（6）与盐梯度太阳池（1）形成相通的盐水流通空间。热充放器（8）顶部设置有气体管道（13），气体管道（13）上设置有阀门（12），气体管道（13）一端与热充放器（8）中的自由空间（10）相连，另一端与气体压力控制器（14）相连。
进一步，所述的盐梯度太阳池自循环提热是指盐梯度太阳池（1）下对流层（4）中的热盐水在密度差的作用下，通过循环管道（6）流入热充放器（8）中，在热充放器（8）中释放热量，温度降低后的冷盐水又沿着循环通道（6）流入下对流层（4），从而实现将热量不断从下对流层（4）传递到热充放器（8）中。
进一步，所述的热充放器（8）顶部为具有一定气体的自由空间（10），该自由空间（10）的壁面与气体管道（13）相连，气体管道（13）上设置阀门（12），气体管道（13）的另一端与压力控制器（14）相连，压力控制器（14）用于控制热充放器（8）中自由空间（10）的压力，从而控制热充放器（8）中的液面高度。
进一步，所述的热充放器（8）底部添加相变蓄热单元（9），该相变蓄热单元（9）为装有相变储热材料的固体封装结构。
进一步，所述的循环通道（6）与热充放器（8）相连的接口处设置格栅（7），以防止热充放器（8）中的相变蓄热单元（9）流入循环通道（6）。
进一步，所述的热充放器（8）中设置换热器（11），并设置用于用户热量提取的冷流体进口（15）及换热后的热流体出口（16），从而将热充放器（8）中的热量不断提供给用户。
本方法和装置克服了直接提热法和间接提热法的不足，并继承了现有换热方式的优点，换热效率高，对盐梯度太阳池扰动小。
本发明专利的有益效果：
1.本发明专利所提供的盐梯度太阳池自循环提热方法以盐水自身的温差所导致的自然对流为驱动力，将热量提取出来，对盐梯度太阳池（1）梯度层稳定性影响很小。
2.本发明专利提供的盐梯度太阳池自循环提热方法以盐水自身的温差所导致的自然对流为驱动力，将热量传递到外部热充放器（8），不需在盐梯度太阳池（1）中设置内置换热器，造价少，易于维护，无需外部动力。
3.本发明专利提供的一种盐梯度太阳池自循环提热的方法和装置，热充放器（8）中设置相变蓄热单元（9），能够将热量以高能量密度储存下来，并在热提取过程中释放出来。
4.本发明专利提供的一种盐梯度太阳池自循环提热的方法和装置，热充放器（8）中的液面高度可以通过热充放器（8）中自由空间（10）的气体压力进行调节，从而控制太阳池中的热提取量，达到控制自循环提热的目的。
5.本发明专利提供的盐梯度太阳池自循环提热方法中所述的热充放器（8）中设置有用户冷流体进口（15）和热流体出口（16），通过换热器（11）可实现给用户连续稳定供热。
附图说明
图1是本发明方法的示意图。
图2是本发明装置的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步地详细描述。
如图1、2所示，该方法包括盐梯度太阳池（1）和自循环提热模块，自循环提热模块由循环通道（6）和热充放器（8）组成，热充放器（8）内部设置相变蓄热单元（9）和换热器（11），循环通道（6）与热充放器（8）相连的接口应高于循环通道（6）与下对流层（4）相连的接口，即循环通道（6）按斜向上的方向布置，热充放器（8）中的液面低于盐梯度太阳池（1）上表面；在盐梯度太阳池（1）的下对流层（4）设置有盐水循环通道（6），热盐水在温差所导致的密度差的驱动下，流入位于循环通道（6）另一端的热充放器（8）中，在热充放器（8）中放热，温度降低，密度增大，故放热后的冷盐水沿着循环通道（6）底部流回盐梯度太阳池（1）的下对流层（4），如此周而复始，下对流层（4）盐水以自然对流换热的方式，将热量不断从盐梯度太阳池（1）带入热充放器（8）中，并通过热充放器（8）中的换热器（11）将热量不断提取出来，从而构成了自循环提热系统，实现盐梯度太阳池（1）的热提取。
如图2所示，该装置的工作过程如下：太阳辐射能由上对流层（2）进入盐梯度太阳池（1），通过导热在非对流层（3）散失到环境中一部分热量，剩余的太阳辐射能转变成热能在下对流层（4）中储存下来，其中非对流层（3）起到保温层的作用，同时下对流层（4）中设置多孔介质层（5），多孔介质不但具有良好的导热性能和较大的比热容，还具有一定时间内蓄热的作用，从而增强太阳池的储热平均温度并有效抑制盐梯度太阳池（1）的盐扩散现象。下对流层（4）边壁设置循环通道（6），循环通道（6）一端与盐梯度太阳池（1）下对流层（4）相连，一端与热充放器（8）相连，从而热充放器（8）通过循环通道（6）与盐梯度太阳池（1）形成相通的盐水流通空间。热充放器（8）顶部设置有气体管道（13），气体管道（13）上设置有阀门（12），气体管道（13）一端与热充放器（8）中的自由空间（10）相连，另一端与气体压力控制器（14）相连，压力控制器（14）用于控制热充放器（8）中自由空间（10）的气体压力，从而控制热充放器（8）中的液面高度，从而控制太阳池中的热提取量，达到控制自循环提热的目的。同时，热充放器（8）底部添添加装有相变储热材料的相变蓄热单元（9），通过相变蓄热材料增大热储存密度从而增加热充放器（8）的换热量，并在循环通道（6）与热充放器（8）相连的接口处设置格栅（7），以防止热充放器（8）中的相变蓄热单元（9）随盐水流入太阳池造成太阳池扰动；热盐水在温差所导致的密度差的驱动下，流入位于循环通道（6）另一端的热充放器（8）中，在热充放器（8）中放热，温度降低，密度增大，故放热后的冷盐水沿着循环通道（6）底部流回盐梯度太阳池（1）的下对流层（4），同时压力控制器（14）也可以调节热充放器（8）中自由空间（10）中的气体压力，放热后的冷盐水在密度差和压力的驱动下流入盐梯度太阳池（1）的下对流层（4）中，如此周而复始，盐梯度太阳池（1）下对流层（4）中的热盐水在密度差的作用下，通过循环管道6流入热充放器（8）中，在热充放器（8）中释放热量，温度降低后的盐水又沿着循环通道（6）流入下对流层（4），从而实现将热量不断从下对流层（4）传递到热充放器（8）中，热充放器（8）中设置换热器（11），并设置用于用户热量提取的冷流体进口（15）及换热后的热流体出口（16），冷流体从冷流体进口（15）进入换热器（11），在换热器（11）中换热后的热流体从热流体出口（16）流出，从而将热充放器（8）中的热量不断提供给用户。
本发明专利所述的热充放器（8）中的换热器（11）提热可以采用热管提热，同时热充放器（8）设置为两层，下层放置热管的冷凝段，上层放置热管的蒸发段。
本发明专利所述的热充放器（8）中的相变蓄热单元（9）中的相变蓄热材料可以采用石蜡。
根据以上所述的装置与盐梯度太阳池（1）和热充放器（8）相连的循环通道（6）可以设置机械装置，使其倾斜角度变为可调的，具体角度应和当地太阳辐射角度相关。
本发明专利所述的热充放器（8）中可设置温度传感器，并通过单片机控制压力控制器（14），温度降低到一定值时，可控制压力控制器（14），增大热充放器（8）中自由空间（10）的气体压力，使热充放器（8）中的盐水回流入下对流层（4）中。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。