太阳能光伏环路热水系统及运行控制方法与流程

[0001]
本发明涉及太阳能发电技术领域，尤其涉及太阳能光伏环路热水系统及运行控制方法。


背景技术：

[0002]
太阳能光伏环路热管热水系统将太阳能光伏光热利用技术与环路热管相结合，在正常工作温度范围内，该系统可有效提高太阳能光热综合转换效率，为机组的运行提供电力。但是，与独立的太阳能光伏系统类似，该系统在夏季工作时会出现光伏板、吸热板温度过高的不利工况，而过高的工作温度除了影响太阳能光伏板的光电转换效率和使用寿命之外，还将导致太阳能光热转换效率明显下降。在冬季工作时容易出现热管循环启动较晚，停止运行较早的不利工况，且太阳能光热转换效率普遍较低，不利于太阳能的充分利用。上述两种不利工况，在严寒/热带等极端气候下，将进一步加剧，导致系统运行性能明显降低，导致机组的供电不足，机组需要外界供电才能够正常的运行。因此，上述两种不利工况将严重影响热管型太阳能系统的太阳能综合利用效率和使用寿命，影响机组的运行，降低其节能性和经济性，阻碍该项技术的进一步推广应用。


技术实现要素：

[0003]
本发明的目的是为了解决现有技术中太阳能发电过程中存在机组供电不稳定的问题，而提出的太阳能光伏环路热水系统及运行控制方法。
[0004]
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：太阳能光伏环路热水系统，包括集热蒸发器和罩体，所述集热蒸发器的上端通过第一导热剂传输机构与换热水箱的上端相连接，所述集热蒸发器的下端通过第二导热剂传输机构与换热水箱的下端相连接，所述罩体位于换热水箱的上方，罩体靠近集热蒸发器的一侧为开口状，且罩体远离集热蒸发器侧壁的下端固定安装有水平状的液压伸缩杆，所述液压伸缩杆的输出端连接有安装板，所述安装板的下端安装有滚轮，所述安装板的上端设置有竖直状的支撑杆，所述支撑杆的上端与所述换热水箱的下端面固定连接；所述第一导热剂传输机构和第二导热剂传输机构的结构相同，包括沿液压伸缩杆长度方向设置的第一金属管和第二金属管，所述第一金属管套接在第二金属管的外侧，所述第二金属管外壁的端部固定套设有第一活塞，所述第一活塞与第一金属管的内壁相适配，所述第一金属管内壁上靠近第二金属管的一端设置有圆环形的第二活塞，所述第二活塞的内壁与第一金属管的外壁相适配，所述第一金属管靠近第二金属管的一端还设置有排气口，所述排气口上安装有第一电磁阀，所述第一金属管远离第二金属管的一端与集热蒸发器相连通，所述第二金属管远离第一金属管的一端与换热水箱相连通。
[0005]
优选的，所述第一金属管靠近第二金属管的一端还连接有连接管的一端，所述连接管的另一端真空泵的进口端相连接，所述连接管上安装有第二电磁阀。
[0006]
优选的，所述第一金属管靠近第二金属管的端部固定安装有圆环形的封板，所述
第二活塞与封板相接触，且第二金属管与封板的内壁之间存在间隙。
[0007]
优选的，所述第一金属管的外壁上设置有均匀分布的散热片。
[0008]
优选的，所述第一金属管位于罩体的外侧。
[0009]
优选的，所述换热水箱的内部设置有金属导热盘管，所述金属导热盘管的一端与第一导热剂传输机构相连接，金属导热盘管的另一端与第二导热剂传输机构相连接。
[0010]
优选的，所述换热水箱和集热蒸发器的内部均安装有温度传感器。
[0011]
优选的，当液压伸缩杆处于伸长状态时，换热水箱位于罩体的外侧。
[0012]
优选的，还包括控制柜，所述控制柜与液压伸缩杆、第一电磁阀、第二电磁阀、温度传感器、真空泵电性连接。
[0013]
优选的，一种太阳能光伏环路热水系统的运行控制方法，包括以下步骤：s1、通过温度传感器监测集热蒸发器的温度，当温度传感器监测到的集热蒸发器的温度低于第一温度阈值且高于第二温度阈值时，系统正常运行；s2、当集热蒸发器内部的温度高于第一温度阈值或者集热蒸发器内部的温度低于第二温度阈值时，温度传感器向控制柜发送温度信号；s3、控制柜接收所述温度传感器发送的温度信号，控制柜对液压伸缩杆的状态进行确认，当集热蒸发器内部的温度高于第一温度阈值时，控制柜控制液压伸缩杆处于收缩状态，同时打开排气口上的第一电磁阀，当集热蒸发器内部的温度低于第二温度阈值时，控制柜控制液压伸缩杆处于伸长状态，同时关闭排气口上的第一电磁阀，并打开连接管上的第二电磁阀，同时打开真空泵，通过真空泵对第一金属管和第二金属管之间的间隙进行抽真空。
[0014]
本发明的有益效果是：1、本系统使用过程中，在高温时，将换热水箱移至罩体的内部，第一金属管与第二金属管总长度变长，第一金属管与第二金属管总的外表面积变大，有利于热量的散失，第一金属管外侧设置有散热片，能进一步提升散热效果；在低温时，将换热水箱移至罩体的外部，此时第一金属管与第二金属管总长度变短，第一金属管与第二金属管总的外表面积变小，热量损失变小，使得集热蒸发器能够正常的工作，且第一金属管与第二金属管之间的空隙为真空状，进一步提升了导热剂传输机构的保温效果，减少了热量的损失。
[0015]
2、本系统使用过程中，能够及时的对第一导热剂传输机构和第二导热剂传输机构进行调节，使得导热剂传输机构在保温状态和散热状态中自动的进行切换，便于装置的正常运行，光伏发电产生的电量使得机组能够正常的运行，供电稳定，便于装置的使用。
附图说明
[0016]
图1为本发明提出的太阳能光伏环路热水系统的主视结构示意图；图2为本发明提出的太阳能光伏环路热水系统的导热剂传输机构结的构示意图；图3为本发明提出的太阳能光伏环路热水系统的液压伸缩杆伸长后的主视结构示意图。
[0017]
图中：1集热蒸发器、2第一导热剂传输机构、3换热水箱、4第二导热剂传输机构、5罩体、6液压伸缩杆、7安装板、8支撑杆、9滚轮、21第一金属管、22第二金属管、23第一活塞、24第二活塞、25排气口、26连接管、27真空泵、28封板、29散热片。
具体实施方式
[0018]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0019]
参照图1-3，太阳能光伏环路热水系统，包括集热蒸发器1和罩体5，所述集热蒸发器1的上端通过第一导热剂传输机构2与换热水箱3的上端相连接，所述集热蒸发器1的下端通过第二导热剂传输机构4与换热水箱3的下端相连接，所述罩体5位于换热水箱3的上方，罩体5靠近集热蒸发器1的一侧为开口状，且罩体5远离集热蒸发器1侧壁的下端固定安装有水平状的液压伸缩杆6，所述液压伸缩杆6的输出端连接有安装板8，所述安装板8的下端安装有滚轮9，所述安装板8的上端设置有竖直状的支撑杆8，所述支撑杆8的上端与所述换热水箱3的下端面固定连接；所述第一导热剂传输机构2和第二导热剂传输机构4的结构相同，包括沿液压伸缩杆6长度方向设置的第一金属管21和第二金属管22，所述第一金属管21套接在第二金属管22的外侧，所述第二金属管22外壁的端部固定套设有第一活塞23，所述第一活塞23与第一金属管21的内壁相适配，所述第一金属管21内壁上靠近第二金属管22的一端设置有圆环形的第二活塞24，所述第二活塞24的内壁与第一金属管21的外壁相适配，所述第一金属管21靠近第二金属管22的一端还设置有排气口25，所述排气口25上安装有第一电磁阀，所述第一金属管21远离第二金属管22的一端与集热蒸发器1相连通，所述第二金属管22远离第一金属管21的一端与换热水箱3相连通。
[0020]
进一步的，第一金属管21靠近第二金属管22的一端还连接有连接管26的一端，所述连接管26的另一端真空泵27的进口端相连接，所述连接管26上安装有第二电磁阀。
[0021]
进一步的，第一金属管21靠近第二金属管22的端部固定安装有圆环形的封板28，所述第二活塞24与封板28相接触，且第二金属管22与封板28的内壁之间存在间隙。
[0022]
进一步的，第一金属管21的外壁上设置有均匀分布的散热片29。
[0023]
进一步的，第一金属管21位于罩体5的外侧。
[0024]
进一步的，换热水箱3的内部设置有金属导热盘管，所述金属导热盘管的一端与第一导热剂传输机构2相连接，金属导热盘管的另一端与第二导热剂传输机构4相连接。
[0025]
进一步的，换热水箱3和集热蒸发器1的内部均安装有温度传感器。
[0026]
进一步的，当液压伸缩杆6处于伸长状态时，换热水箱3位于罩体5的外侧。
[0027]
进一步的，还包括控制柜，所述控制柜与液压伸缩杆、第一电磁阀、第二电磁阀、温度传感器、真空泵电性连接。
[0028]
进一步的，一种太阳能光伏环路热水系统的运行控制方法，包括以下步骤：s1、通过温度传感器监测集热蒸发器1的温度，当温度传感器监测到的集热蒸发器1的温度低于第一温度阈值（本实施例中为70℃）且高于第二温度阈值（本实施例中为25℃）时，系统正常运行；s2、当集热蒸发器1内部的温度高于第一温度阈值或者集热蒸发器1内部的温度低于第二温度阈值时，温度传感器向控制柜发送温度信号；s3、控制柜接收所述温度传感器发送的温度信号，控制柜对液压伸缩杆6的状态进行确认，当集热蒸发器1内部的温度高于第一温度阈值时，控制柜控制液压伸缩杆6处于收缩状态，同时打开排气口25上的第一电磁阀，当集热蒸发器1内部的温度低于第二温度阈值时，
控制柜控制液压伸缩杆6处于伸长状态，同时关闭排气口25上的第一电磁阀，并打开连接管26上的第二电磁阀，同时打开真空泵27，通过真空泵对27第一金属管21和第二金属管22之间的间隙进行抽真空。
[0029]
本实施例中，本系统使用过程中，在高温时，通过液压伸缩杆6配合安装板7和滚轮9将换热水箱3移至罩体5的内部，第一金属管21与第二金属管22总长度变长，第一金属管21与第二金属管22总的外表面积变大，有利于热量的散失，第一金属管21外侧设置有散热片29，能进一步提升散热效果；在低温时，通过液压伸缩杆6配合安装板7和滚轮9将换热水箱3移至罩体5的外部，此时第一金属管21与第二金属管22总长度变短，第一金属管21与第二金属管22总的外表面积变小，热量损失变小，使得集热蒸发器1能够正常的工作，且在真空泵27的作用下，第一金属管21与第二金属管22之间的空隙为真空状，进一步提升了导热剂传输机构的保温效果，减少了热量的损失。
[0030]
本装置中，换热水箱3的内部还设置有电热丝，温度低时，可以通过电热丝对换热水箱3进行预热。
[0031]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。