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一种太阳能加热供热管网蒸汽和冷凝水的系统及方法
申请号	CN201910158800.9	申请日	2019-03-04	公开(公告)号	CN109737620B	公开(公告)日	2024-02-09
申请人	南京天创电子技术有限公司;			发明人	刘爽; 闵济海; 雷凌; 刘宏钰; 姜红杉; 周华; 雷丽君;
摘要	本发明公开了一种太阳能加热供热管网蒸汽和冷凝水的系统及方法，包括疏水系统和加热系统，加热系统包括槽式太阳能集热器，槽式太阳能集热器通过第一加热管道与过热器连接, 过热器设有两出口,第一过热器出口与主管道连接,第二过热器出口与蒸发器连接；蒸发器设有三出口，第一蒸发器出口通过第二加热管道与槽式太阳能集热器连接，第二蒸发器出口与疏水系统中的疏水集箱连接，第三蒸发器出口与主管道连接，通过集热器加热导热油，导热油分两路循环往复使用，梯级利用能量，效果好，成本低。
权利要求	1.一种太阳能加热供热管网蒸汽和冷凝水的方法，应用的系统结构包括疏水系统和加热系统,其特征在于:所述加热系统包括槽式太阳能集热器(1) ,所述槽式太阳能集热器(1)通过第一加热管道(14)与过热器(3)连接,所述过热器(3)设有两出口,第一过热器出口(3‑1)与主管道(13)连接,第二过热器出口(3‑2)与蒸发器(9)连接；所述蒸发器(9)设有三出口，第一蒸发器出口(9‑1)通过第二加热管道(15)与槽式太阳能集热器(1)连接，第二蒸发器出口(9‑2)与疏水系统中的疏水集箱(7)连接，第三蒸发器出口(9‑3)与主管道(13)连接；所述第一加热管道(14)上连接有高温导热油储罐(4)；所述第二加热管道(15)上连接有低温导热油储罐(5)；所述疏水系统还包括设置在疏水集箱(7)和蒸发器(9)之间的疏水泵(8)以及连接主管路(13)与疏水集箱(7)的疏水管路；其特征在于：槽式太阳能集热器（1）加热循环管道中的导热油，加热后的导热油通过循环泵在管网中循环流动；一路导热油通过过热器(3)加热管网中的饱和蒸汽直至过热状态，经由过热器出来的较低温度的导热油再通过蒸发器(9)加热管网中收集的冷凝水，产生和主管道相同压力和温度的饱和蒸汽，饱和蒸汽经由第三蒸发器出口(9‑3)通往主管道(13)供使用；此时经由蒸发器使用过的导热油经由第一蒸发器出口(9‑1)循环回到槽式太阳能集热器（1）中再次加热；另一路导热油流入高温导热油储罐(4)中，当槽式太阳能集热器（1）中的导热油低于 230℃时，导热油从高温导热油储罐(4)流出通过过热器（3）加热管网中的饱和蒸汽直至过热状态，经由过热器出来的较低温度的导热油再通过蒸发器（9）加热管网中收集的冷凝水，产生和主管道相同压力和温度的饱和蒸汽，饱和蒸汽经由第三蒸发器出口(9‑3)通往主管道(13)供使用；此时经由蒸发器使用过的导热油经直接进入低温导热油储罐(5)，待槽式太阳能集热器（1）内导热油高于230℃时，存储于低温导热油储罐(5)中的导热油进入槽式太阳能集热器(1)进行加热。 2.根据权利要求1所述的一种太阳能加热供热管网蒸汽和冷凝水的方法，其特征在于：在槽式太阳能集热器（1）加热循环管道中的导热油的同时，主管道产生的冷凝疏水通过一组疏水管路支路流入疏水集箱(7)，所述疏水集箱(7)中的冷凝疏水在疏水泵(8)的作用下流入蒸发器(9)中加热，当冷凝疏水加热至与主管道相同压力和温度的饱和状态后流入主管道(13)中供使用。 3.根据权利要求1所述的一种太阳能加热供热管网蒸汽和冷凝水的方法，其特征在于：所述过热器(3)为管壳式过热器。 4.根据权利要求1所述的一种太阳能加热供热管网蒸汽和冷凝水的方法，其特征在于：所述高温导热油储罐(4)与第一加热管道(14)的连接管路上以及低温导热油储罐(5)与第二加热管道(15)的连接管路上均设置有导热油截止阀(12)。 5.根据权利要求1所述的一种太阳能加热供热管网蒸汽和冷凝水的方法，其特征在于：所述蒸发器(9)与主管道(13)的连接管路上以及过热器(3)与主管道(13)的连接管路上均设置有电磁阀(10)。 6.根据权利要求1所述的一种太阳能加热供热管网蒸汽和冷凝水的方法，其特征在于：所述疏水管路包括一组疏水管路支路，所述疏水管路支路上设置有疏水阀(6)。
说明书全文	一种太阳能加热供热管网蒸汽和冷凝水的系统及方法技术领域 [0001] 本发明涉及一种太阳能加热供热管网蒸汽和冷凝水的系统及方法，属于清洁能源利用的技术领域。背景技术 [0002] 集中供热目前存在管网热损失、管路输送能耗、维护成本高、冷凝水无法回收、冷凝水影响热计量等问题。集中供热管道保温层材料多使用岩棉材料，使用中易沉降，会导致管道与保温层间出现缝隙，供热过程中，缝隙中空气与管壁发生对流换热，导致供热管网热损耗较大。供热凝结水问题，在供热中一直没有得到很好的解决。造成凝结水的因素有很多，如：设备、管件、管道连接不牢靠、管件材质、供热温度等等，都可能导致凝结水。另一方面，管网系统施工技术和质量也影响着凝结水的形成，如果没有按照严格的操作流程进行施工，也可能导致管网凝结水问题的出现。凝结水不仅会气侵管道，缩短管道寿命，还会影响整体的供热质量，增强供热消耗，集中供热管网优化应将凝结水考虑进来。 [0003] 现有的热网改造技术基本都是传统的更换保温材料，优化热网线路设计，但改造成本太大，改善效果有限，而且施工周期较长，影响现有用户使用热量。发明内容 [0004] 发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种太阳能加热供热管网蒸汽和冷凝水的系统，高温导热油依次加热供热饱和蒸汽和冷凝水，能力梯级利用。 [0005] 技术方案：为解决上述技术问题，本发明的太阳能加热供热管网蒸汽和冷凝水的系统，包括疏水系统和加热系统, [0006] 加热系统包括槽式太阳能集热器1,槽式太阳能集热器1通过第一加热管道14与过热器3连接,过热器3设有两出口,第一过热器出口3‑1与主管道13连接,第二过热器出口3‑2与蒸发器9连接；蒸发器9设有三出口，第一蒸发器出口9‑1通过第二加热管道15与槽式太阳能集热器1连接，第二蒸发器出口9‑2与疏水系统中的疏水集箱7连接，第三蒸发器出口9‑3与主管道13连接； [0007] 第一加热管道14上连接有高温导热油储罐4；第二加热管道15上连接有低温导热油储罐5； [0008] 疏水系统还包括设置在疏水集箱7和蒸发器9之间的疏水泵8以及连接主管路13与疏水集箱7的疏水管路； [0009] 疏水泵8还起到循环泵的作用,使得疏水在管道中流动。 [0010] 进一步地，过热器3为管壳式过热器。 [0011] 进一步地，高温导热油储罐4与第一加热管道14的连接管路上以及低温导热油储罐5与第二加热管道15的连接管路上均设置有导热油截止阀12。 [0012] 进一步地，蒸发器9与主管道13的连接管路上以及过热器3与主管道13的连接管路上均设置有电磁阀10。 [0013] 进一步地，疏水管路包括一组疏水管路支路，疏水管路支路上设置有疏水阀6。 [0014] 为了更好的利用本发明提供的太阳能加热供热管网蒸汽和冷凝水的系统，本发明还提供一种太阳能加热供热管网蒸汽和冷凝水的方法，包括如下方式：槽式太阳能集热器1加热循环管道中的导热油，加热后的导热油通过循环泵在管网中循环流动； [0015] 一路导热油通过过热器3加热管网中的饱和蒸汽直至过热状态，经由过热器出来的较低温度的导热油再通过蒸发器9加热管网中收集的冷凝水，产生和主管道相同压力和温度的饱和蒸汽，饱和蒸汽经由第三蒸发器出口9‑3通往主管道13供使用；此时经由蒸发器使用过的导热油经由第一蒸发器出口9‑1循环回到槽式太阳能集热器1中再次加热； [0016] 另一路导热油流入高温导热油储罐4中，当槽式太阳能集热器出口导热油低于230℃时，导热油从高温导热油储罐4流出通过过热器3加热管网中的饱和蒸汽直至过热状态，经由过热器出来的较低温度的导热油再通过蒸发器9加热管网中收集的冷凝水，产生和主管道相同压力和温度的饱和蒸汽，饱和蒸汽经由第三蒸发器出口9‑3通往主管道13供使用；此时经由蒸发器使用过的导热油经直接进入低温导热油储罐5，待槽式太阳能集热器中导热油高于230℃时，存储于低温导热油储罐5中的导热油进入槽式太阳能集热器1进行加热。 [0017] 进一步地，在槽式太阳能集热器加热循环管道中的导热油的同时，主管道产生的冷凝疏水通过一组疏水管路支路流入疏水集箱7，所述疏水集箱7中的冷凝疏水在疏水泵8的作用下流入蒸发器9中加热，当冷凝疏水加热至饱和状态后流入主管道13中供使用。冷凝疏水的工作流程为先加热到主管内相同温度和压力的饱和蒸汽，与主管内的蒸汽汇合后，再在过热器中被加热成过热状态。 [0018] 本发明的工作原理为：根据天气情况和供热管网蒸汽流量，控制另一部分高温导热油流入高温储热罐4中，在夜间或阴雨天时，从高温储罐4中流出加热供热饱和蒸汽，加热后低温导热油流回低温储罐5中。温度逐渐升高，然后流出太阳能集热器。被加热后的高温导热油流入储热系统中高温储罐中，其中一部分高温导热油会从高温储罐中流出，先后在通过蒸发器和过热器两级换热器中与被加热介质换热，然后流回低温储罐中。冷凝疏水在蒸发器9中被加热器至饱和状态后汇入供热管中，然后与管内蒸汽一同在过热器中与高温导热油换热；另一部分高温导热油储存在高温储罐中，待夜间无日照时继续输出换热，使高温导热油热量得到充分利用。 [0019] 有益效果：(1)太阳能作为清洁能源低成本、无污染，高温导热油依次加热供热饱和蒸汽和冷凝水，能量梯级利用，较大改善现有蒸汽品质和冷凝水损耗；(2)采用本发明，对原有的供热管网改造地方较少，改造成本较低，可行性较高。附图说明 [0020] 图1为本发明实施例的结构示意图。 [0021] 其中：1槽式太阳能集热器，2循环泵，3过热器，3‑1第一过热器出口，3‑2第二过热器出口，4高温导热油储罐，5低温导热油储罐，6疏水阀，7疏水集箱，8疏水泵，9蒸发器，9‑1第一蒸发器出口，9‑2第二蒸发器出口，9‑3第三蒸发器出口，10蒸汽电磁阀，11疏水截止阀，12导热油截止阀，13主管道，14第一加热管道，15第二加热管道。具体实施方式 [0022] 下面结合附图对本发明作更进一步的说明。 [0023] 实施例 [0024] 本发明的太阳能加热供热管网蒸汽和冷凝水的系统，包括疏水系统和加热系统,[0025] 加热系统包括槽式太阳能集热器1,槽式太阳能集热器1通过第一加热管道14与过热器3连接,过热器3设有两出口,第一过热器出口3‑1与主管道13连接,第二过热器出口3‑2与蒸发器9连接；蒸发器9设有三出口，第一蒸发器出口9‑1通过第二加热管道15与槽式太阳能集热器1连接，第二蒸发器出口9‑2与疏水系统中的疏水集箱7连接，第三蒸发器出口9‑3与主管道13连接； [0026] 第一加热管道14上连接有高温导热油储罐4；第二加热管道15上连接有低温导热油储罐5； [0027] 疏水系统还包括设置在疏水集箱7和蒸发器9之间的疏水泵8以及连接主管路13与疏水集箱7的疏水管路； [0028] 疏水泵8还起到循环泵的作用,使得疏水在管道中流动。 [0029] 过热器3为管壳式过热器。高温导热油储罐4与第一加热管道14的连接管路上以及低温导热油储罐5与第二加热管道15的连接管路上均设置有导热油截止阀12。蒸发器9与主管道13的连接管路上以及过热器3与主管道13的连接管路上均设置有电磁阀10。疏水管路包括一组疏水管路支路，疏水管路支路上设置有疏水阀6。高温导热油储罐与过热器之间还设置有循环泵2。 [0030] 为了更好的利用本发明提供的太阳能加热供热管网蒸汽和冷凝水的系统，本发明还提供一种太阳能加热供热管网蒸汽和冷凝水的方法，包括如下方式：槽式太阳能集热器1加热循环管道中的导热油，加热后的导热油通过循环泵在管网中循环流动； [0031] 一路导热油通过过热器3加热管网中的饱和蒸汽直至过热状态，经由过热器出来的较低温度的导热油再通过蒸发器9加热管网中收集的冷凝水，产生和主管道相同压力和温度的饱和蒸汽，饱和蒸汽经由第三蒸发器出口9‑3通往主管道13供使用；此时经由蒸发器使用过的导热油经由第一蒸发器出口9‑1循环回到槽式太阳能集热器1中再次加热； [0032] 另一路导热油流入高温导热油储罐4中，当槽式太阳能集热器出口导热油低于230℃时，导热油从高温导热油储罐4流出通过过热器3加热管网中的饱和蒸汽直至过热状态，经由过热器出来的较低温度的导热油再通过蒸发器9加热管网中收集的冷凝水，产生和主管道相同压力和温度的饱和蒸汽，饱和蒸汽经由第三蒸发器出口9‑3通往主管道13供使用；此时经由蒸发器使用过的导热油经直接进入低温导热油储罐5，待槽式太阳能集热器中导热油高于230℃时，存储于低温导热油储罐5中的导热油进入槽式太阳能集热器1进行加热。 [0033] 在槽式太阳能集热器加热循环管道中的导热油的同时，主管道产生的冷凝疏水通过一组疏水管路支路流入疏水集箱7，疏水集箱7中的冷凝疏水在疏水泵8的作用下流入蒸发器9中加热，当冷凝疏水加热至饱和状态后流入主管道13中供使用。冷凝疏水的工作流程为先加热到主管内相同温度和压力的饱和蒸汽，与主管内的蒸汽汇合后，再在过热器中被加热成过热状态。 [0034] 本发明的工作流程为： [0035] 当槽式太阳能集热器中的导热油低于230℃时时，槽式太阳能集热器1加热循环管道中的导热油，加热后的导热油通过循环泵在供热管网中循环流动，导热油分为两路循环流动，第一路导热油经由过热器、蒸发器加热饱和蒸汽和冷凝水，从而供主管道使用，此时经由过热器、蒸发器的导热油温度降低循环回到槽式太阳能集热器中再次加热，循环往复。第二路导热油流入高温导热油储罐中储备，当槽式太阳能集热器中的导热油低于230℃时时，第一路导热油停止循环，第二路导热油从高温导热油储罐中流出通过过热器、蒸发器加热供热管网中的饱和蒸汽和冷凝水，此时经由过热器、蒸发器的导热油流入低温导热油储罐5，待槽式太阳能集热器中导热油高于230℃时，存储于低温导热油储罐5中的导热油进入槽式太阳能集热器1进行加热。 [0036] 在上述导热油工作的同时，主管道产生的冷凝疏水通过一组疏水管路支路流入疏水集箱7，疏水集箱7中的冷凝疏水在疏水泵8的作用下流入蒸发器9中加热，当冷凝疏水加热至饱和状态后流入主管道13中供使用，设置于疏水泵8一侧的疏水截止阀11根据需求开启或停止阀门。 [0037] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。