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1、(10)申请公布号 CN 103574937 A (43)申请公布日 2014.02.12 CN 103574937 A (21)申请号 201310524056.2 (22)申请日 2013.10.30 F24J 2/34(2006.01) F24J 2/30(2006.01) F24J 2/46(2006.01) F24J 1/00(2006.01) (71)申请人 程孝龙 地址 310015 浙江省杭州市舟山东路 66 号 申请人 薛根 轻工业自动化研究所 (72)发明人 程孝龙 薛根 (74)专利代理机构 浙江杭州金通专利事务所有 限公司 33100 代理人 周希良 徐关寿 (54) 。
2、发明名称 一种太阳能贮放热系统 (57) 摘要 本发明公开了一种太阳能贮放热系统， 包括 太阳能空气集热器、 物料吸热分解设备、 放热反应 装置、 第一储料箱， 太阳能空气集热器通过出风道 连通物料吸热分解设备的入风口， 出风道上设有 离心风机 ； 物料吸热分解设备设有排气口 ； 物料 吸热分解设备的第一排料口通过第一管道连通放 热反应装置的第一物料输入口， 第一管道上设有 控制阀 ； 放热反应装置的第三排料口通过第二管 道与第一储料箱连通 ； 控制阀与第三排料口间设 有物料输送器 ； 第一储料箱通过第三管道与物料 吸热分解设备的进料口连通， 进料口设于物料均 布器上， 物料均布器的物料均布管。
3、通入物料吸热 分解设备内， 第三管道上设有水泵 ； 放热反应装 置内设第一热交换器， 并连通用于通入第二物料 的第四管道。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103574937 A CN 103574937 A 1/1 页 2 1. 一种太阳能贮放热系统， 其特征在于包括太阳能空气集热器、 物料吸热分解设备、 放 热反应装置、 第一储料箱， 太阳能空气集热器通过出风道连通物料吸热分解设备的入风口， 出风道上设有离心风机 ； 物料吸热。
4、分解设备设有排气口 ； 物料吸热分解设备的第一排料口 通过第一管道连通放热反应装置的第一物料输入口， 第一管道上设有控制阀 ； 放热反应装 置的第三排料口通过第二管道与第一储料箱连通 ； 控制阀与第三排料口间设有物料输送 器 ； 第一储料箱通过第三管道与物料吸热分解设备的进料口连通， 进料口设于物料均布器 上， 物料均布器的物料均布管通入物料吸热分解设备之内， 第三管道上设有水泵 ； 放热反应 装置内设第一热交换器， 并连通用于通入第二物料的第四管道。 2. 如权利要求 1 所述的太阳能贮放热系统， 其特征在于 ： 所述的第一管道分成两段， 两 段分别连通热交换设备的进料口、 出料口。 3. 。
5、如权利要求 2 所述的太阳能贮放热系统， 其特征在于 ： 热交换设备内设第一热交换 器。 4. 如权利要求 2 或 3 所述的太阳能贮放热系统， 其特征在于 ： 热交换设备的出料口设 有第二物料排放阀。 5. 如权利要求 1 所述的太阳能贮放热系统， 其特征在于 ： 物料吸热分解设备的第一排 料口设有第一物料排放阀。 6. 如权利要求 1 所述的太阳能贮放热系统， 其特征在于 ： 物料输送器包括螺杆、 电机， 螺杆由电机驱动而旋转。 7. 如权利要求 1 所述的太阳能贮放热系统， 其特征在于 ： 第四管道的外端接通第二物 料储料箱。 8. 如权利要求 1-3 或 5-7 任一项所述的太阳能贮放。
6、热系统， 其特征在于 ： 设一全智能 运行管理器， 全智能运行管理器与太阳能空气集热器、 离心风机、 控制阀、 第一热交换器及 水泵都相联， 用于控制太阳能空气集热器、 离心风机、 控制阀、 第一热交换器、 水泵的运行。 权 利 要 求 书 CN 103574937 A 2 1/4 页 3 一种太阳能贮放热系统 技术领域 0001 本发明属于太阳能贮放技术领域， 涉及中高温太阳能热贮放， 尤其是一种太阳能 贮放热系统。 背景技术 0002 太阳能作为一种新能源， 由于受地理、 昼夜和季节等规律性变化的影响以及阴晴 云雨等随机因素的制约， 并且存在能量密度小、 间断性、 周期性、 波动性大等缺陷。
7、， 难以满足 工业化大规模连续稳定供能的要求。 为了使太阳能成为连续、 稳定的能源， 就必须解决储能 问题， 即把晴朗白天的太阳能贮存起来， 以供夜间或阴雨天使用。 0003 目前， 太阳能中高温储能主要采用显热、 相变储能和化学储能三种方法。显然， 储 能密度由储能介质的温差焓决定， 相变储能的储能密度由相变储能介质的相变焓决定， 而 温差焓和相变焓通常比热化学储能中的化学反应焓小的多， 所以化学储能的储能密度比显 热或相变储能大， 同时， 显热和相变储能通常都需要进行保温， 且在常温下会流失， 无法做 到长期储存。 0004 太阳能热化学储能技术， 具有储能密度高、 稳定性高且储能介质易于。
8、长期储存的 显著优势， 是太阳能中高温热利用系统中具有广泛应用前景的一种技术。但对于热化学储 能反应体系需满足条件多， 如反应可逆性好、 反应迅速且副反应小、 生成物能稳定贮存、 价 格低廉等， 同时， 太阳能热化学反应装置设计与热化学反应体系相配套等难题限制太阳能 热化学储能的应用。 当前， 高温太阳能热化学能量存在利用率低、 对反应装置要求高且聚光 系统昂贵等难题。 发明内容 0005 针对现有技术存在的问题， 本发明提供了一种能长期使用， 无需保温措施， 且能即 时产生热能的太阳能贮放热系统， 且， 该太阳能贮放热系统无需反应装置高要求的系统相 配套。 0006 为解决上述问题， 本发明。
9、采取如下技术方案 ： 一种太阳能贮放热系统， 包括太阳能 空气集热器、 物料吸热分解设备、 放热反应装置、 第一储料箱， 太阳能空气集热器通过出风 道连通物料吸热分解设备的入风口， 出风道上设有离心风机 ； 物料吸热分解设备设有排气 口 ； 物料吸热分解设备的第一排料口通过第一管道连通放热反应装置的第一物料输入口， 第一管道上设有控制阀 ； 放热反应装置的第三排料口通过第二管道与第一储料箱连通 ； 控 制阀与第三排料口间设有物料输送器 ； 第一储料箱通过第三管道与物料吸热分解设备的进 料口连通， 进料口设于物料均布器上， 物料均布器的物料均布管通入物料吸热分解设备之 内， 第三管道上设有水泵 。
10、； 放热反应装置内设第一热交换器， 并连通用于通入第二物料的第 四管道。 0007 作为优选方案， 所述所述的第一管道分成两段， 两段分别连通热交换设备的进料 口、 出料口。 说 明 书 CN 103574937 A 3 2/4 页 4 0008 作为优选方案， 所述热交换设备内设第一热交换器。 0009 作为优选方案， 所述热交换设备的出料口设有第二物料排放阀。 0010 作为优选方案， 所述物料吸热分解设备的第一排料口设有第一物料排放阀。 0011 作为优选方案， 所述物料输送器包括螺杆、 电机， 螺杆由电机驱动而旋转。 0012 作为优选方案， 所述第四管道的外端接通第二物料储料箱。 0。
11、013 作为优选方案， 所述系统设一全智能运行管理器， 全智能运行管理器与太阳能空 气集热器、 离心风机、 控制阀、 第一热交换器及水泵都相联， 用于控制太阳能空气集热器、 离 心风机、 控制阀、 第一热交换器、 水泵的运行。 0014 本发明采取以上技术方案， 一方面能够利用太阳能空气集热充分集热， 利用热空 气脱水分解有水氯化物， 利用分解后脱水的氯化物的余热实现第一次热交换利用， 根据热 能的需求量和使用时间， 确定输送脱水的氯化物和溶解液到放热反应设备， 促使氯化物溶 解放热， 并利用热交换器实现热交换利用， 使得太阳能热能得到充分利用， 又可以根据生产 或生活需要进行热交换利用。同时。
12、， 本发明系统或方法又无需采取保温措施， 无需昂贵器 材， 氯化物能够循环利用， 能达到降低设备成本和使用成本的目的。另外， 根据需求即时产 生热能实现的热交换利用更加健康。 附图说明 0015 图 1 为本发明太阳能贮放热系统的结构示意图。 0016 图示中 ： 中高温太阳能空气集热器 1 ； 高温智能离心风机 2 ； 物料吸热分解设备 3 ； 物料均布器4 ； 排气口5 ； 第一排料口6 ； 热交换设备7 ； 第二热交换器8 ； 第二物料排放阀9 ； 智能控制阀 10 ； 螺杆 11 ； 智能变频电机 12 ； 放热反应装置 13 ； 第一热交换器 14 ； 第二物料 储料箱 15 ； 第。
13、一储料箱 16 ； 智能水泵 17 ； 进风口 19 ； 出风道 20 ； 高温入风口 22 ； 进料口 25 ； 第一物料输入口26 ； 第三排料口27 ； 第二物料输入口28 ； 反应容器29 ； 第一物料排放阀30; 第二排料口 31 ； 第二智能控制阀 33 ； 全智能运行管理器 18。 具体实施方式 0017 以下结合说明书附图进一步说明本发明。 0018 如图 1 所示， 本实施例太阳能贮放热系统包括太阳能中高温空气集热器 1， 太阳能 中高温空气集热器 1 的一侧设有进风口 19， 另一侧通过出风道 20 连通物料吸热分解设备 3， 出风道 20 上设有高温智能离心风机 2， 高。
14、温智能离心风机 2 通过变频调速调节风量排送 气体， 开启集热器 1 和离心风机 2， 高温智能离心风机 2 将空气从进风口 19 抽进， 空气通过 中高温太阳能空气集热器1集热后， 热空气从出风道20流经高温智能离心风机2， 流向物料 吸热分解设备 3 的高温入风口 22， 热空气通过高温入风口 22 通入物料吸热分解设备 3 内。 0019 物料吸热分解设备 3 用于通入物料并使得物料在高温条件下实现脱水分解， 物料 吸热分解设备3包括反应容器29和物料均布器4， 物料均布器4设有进料口25和物料均布 管， 物料均布管通入反应容器 29 内。反应容器 29 上设有排气口 5， 排气口 5 。
15、的位置高于高 温入风口 22。物料吸热分解设备 3 通入的物料为有水氯化物 （如有水氯化钙） ， 有水氯化物 经与高温的热空气接触， 产生脱水反应。 0020 物料吸热分解设备 3 设有第一排料口 6， 第一排料口 6 处设有第一物料排放阀 30， 说 明 书 CN 103574937 A 4 3/4 页 5 设置在物料分布管管口的正下方， 第一排料口 6 连通热交换设备 7， 脱水后仍高温的无水氯 化从第一排料口 6 进入热交换设备 7， 热交换设备 7 设有氯化钙的容纳空间， 热交换设备 7 内设置第二热交换器 8， 其将脱水后仍高温的无水氯化物的余热进行热交换， 实现热能一次 利用或储存。
16、。 0021 热交换设备 7 设有第二排料口 31， 第二排料口 31 处设有第二物料排放阀 9， 经过 余热热交换之后的无水氯化物通过第二排料口 31 传输至放热反应设备 13， 第二排料口 31 与放热反应设备 13 连通的管道上设置有控制阀 10， 控制阀 10 选用设有微处理器并能够实 现智能化控制功能的智能控制阀， 以控制传输到放热反应设备 13 中无水氯化钙的量。 0022 本实施例物料输送器选用配设智能变频电机12的螺杆11， 电机12驱动螺杆11旋 转。螺杆 11 横穿放热反应装置 13， 其两端分别处于连通放热反应装置 13 的第一物料输入 口 26、 第三排料口 27 的管。
17、道内。当无水氯化物经过智能控制阀 10 后， 流经管道进入螺杆 11， 按控制速度传输到放热反应装置13中， 无水氯化物传输速度通过智能变频电机12控制 螺杆 11 运转速度来决定， 当无水氯化物输送到放热反应装置 13 后， 第二物料输入口 28 输 入水， 第二物料输入口28与第二物料储料箱15连通， 连通的输入管道上设置有第二智能控 制阀 33， 当放热反应装置 13 输入水时， 无水氯化物会发生潮解， 当无水氯化物接触到水时， 会迅速溶解放热， 并变为有水氯化物。 0023 在放热反应设备 13 内连接设置第一热交换器 14， 将无水氯化物溶解释放的热能 进行热交换， 实现热能的二次转。
18、化利用， 螺杆 11 通入放热反应装置 13 并通向第三排料口 27， 螺杆 11 从第三排料口 27 处将有水氯化物从放热反应装置 13 输出到管道中， 该管道连 通热交换设备 7 和第一物料储料箱 16， 此时液态有水氯化物经过管道流入储料箱 16， 储料 箱16与进料口25通过管道连通， 连通的管道上设置智能水泵17， 开启智能水泵17后， 将有 水氯化物输送到物料均布器 4 进入物料吸热分解设备 3。 0024 本系统配设有全智能运行管理器 18， 全智能运行管理器 18 与中高温太阳能空气 集热器 1、 高温智能离心风机 2、 第一物料排放阀 30、 第二物料排放阀 9、 智能控制阀。
19、 10、 智 能变频电机 12、 第一热交换器 14、 第二热交换器 8 和智能水泵 17 相联而控制其运行。在有 太阳光照射时， 全智能运行管理器18会自动启用中高温太阳能空气集热器1和高温智能离 心风机 2， 启动后， 空气通过进风口 19 进入中高温太阳能空气集热器 1 被迅速加热， 温度逐 步上升到260摄氏度或以上， 并被高温智能离心风机2排送到高温入风口22， 此时全智能运 行管理器 18 会自动启动智能水泵 17， 智能水泵 17 将有水氯化物液体抽送到物料均布器 4 中， 有水氯化物通过从排料口 25 输入物料均布管后， 从物料均布管送入物料吸热分解设备 3， 输入的有水氯化物。
20、被均匀、 匀速通过送入通入高温空气的反应容器 29 内。 0025 由于有水氯化物的溶解放热和脱水条件各不相同， 最适用于本系统的当选有水氯 化钙。下面选择有水氯化钙进行详细描述。 0026 根据氯化钙的属性， 低温下有水氯化钙溶液结晶而析出的为六水物， 逐渐加热至 30时则溶解在自身的结晶水中， 继续加热逐渐失水， 至 200时变为二水物， 再加热至 260则变为白色多孔状的无水氯化钙。当有水氯化钙通入物料吸热分解设备 3 的反应容 器 29 后， 与高温热空气接触， 有水氯化钙逐渐脱水反应生成无水氯化钙， 而经过高温吸热 分解的水在反应容器 29 中遇热迅速成为水蒸气， 并通过排气口 5 。
21、排出， 而在高温之下反应 生成的无水氯化钙为白色固体， 落向第一排料口， 当需要使用热能时， 智能运行管理器会自 说 明 书 CN 103574937 A 5 4/4 页 6 动打开智能控制阀 9， 将无水氯化钙输入热交换设备 7， 此时， 通过高温脱水分解的氯化钙 在热交换设备 7 中排放余热， 第二热交换器 8 同时启动工作， 实现热交换。如果在白日有 太阳光照射的情况下， 通过第二热交换器利用热能能够满足生产或者生活需求时， 全智能 运行管理器18并不会开启第二物料排放阀， 而是通过在物料分解反应设备3中高温脱水分 解生成氯化钙， 传输热能到第二热交换器 8， 慢慢累积无水氯化钙的数量。。
22、在晚上， 或者阴 雨天， 需要使用热能时， 全智能运行管理器 18 会自动控制并启动智能水泵、 智能控制阀 10， 输送无水氯化钙， 启动智能变频电机 12， 将无水氯化钙通过螺杆 11 旋转送入放热反应装置 13， 此时， 通过控制第二智能控制阀 33 使水从第二物料输入口 28 流入放热反应装置 13， 通 过全智能运行管理器 28 控制智能变频电机 12 和第二智能控制阀控制水和无水氯化钙， 将 水和无水氯化钙的输送到放热反应装置 13 的量控制在 3.08/1 到 6.16/1 比例之间， 此时， 已经输入放热反应装置 13 的无水氯化钙与水接触， 并溶解于水， 迅速溶解放热， 氯化钙。
23、易 溶于水， 常温下， 且会放出大量的热， 持续输入无水氯化钙和水， 就是持续溶解放热， 氯化钙 的溶解焓为-176.2cal/g， 当产生热能时， 全智能运行管理器18启动第一热交换器14， 将氯 化钙溶解释放的热能进行热交换， 实现热能的即时产生， 即时热交换， 即时使用。螺杆 11 同 时逐步将有水氯化钙通过第三排料口 27 排出放热反应装置 13， 通过管道输送到第一储料 箱 15。当有太阳光照时， 全智能运行管理器 18 会自动启用智能水泵 17， 将有水氯化钙通过 管道输送到物料分解反应设备3的反应容器29中， 自动控制启动中高温太阳能空气集热器 1 和高温智能离心风机 2 开始对有水氯化钙进行高温脱水分解反应的循环。 0027 本领域的普通技术人员应当认识到， 以上实施例仅是用来说明本发明而非作为对 本发明的限定， 只要在本发明的范围内， 对以上实施例的变化、 变形都将落入本发明的保护 范围。 说 明 书 CN 103574937 A 6 1/1 页 7 图 1 说 明 书 附 图 CN 103574937 A 7 。