[发明专利]冻土埋管的太阳能光电转换蓄热/蓄电伴热系统

摘要

本发明涉及一种冻土埋管太阳能光电转换蓄热/蓄电伴热系统，其是(1)在用户端流体管道冻土层埋深部分采用太阳能光电转换系统对储热、伴热电阻丝进行通电加热，实现全天候伴热流体供应；(2)用于埋入冻土层内主干管道的伴热保护，防止流体主干管道冻结(凝固)；(3)在用户端流体管道冻土层埋深部分周围包裹相变储热材料保温层，通过白天通电储热，夜间凝固放热，实现热量的储存和延时释放；(4)采用蓄电池将太阳能光电转换系统剩余电量进行储存，采用温控系统根据管道周围实时温度对电路进行控制，实现间断式供电伴热，节约能源。本发明具有结构简单灵活、节能环保等特点，同时无需额外供电和动力设备，能大大减少投资、维护和运营成本。

主权项

一种冻土埋管的太阳能光电转换蓄热伴热系统，其特征在于：包括有太阳能光伏组件、太阳能光伏发电器、用户端流体管道、流体主干管道、用户端流体管道电加热丝、储热保温层电加热丝、相变材料储热保温层；其中太阳能光伏组件架设在支架上，其采集的太阳能供太阳能光伏发电器发电；流体主干管道埋设在冻土层内，流体由用户端流体管道引出；用户端流体管道电加热丝环绕在用户端流体管道位于冻土层内埋深部分，在用户端流体管道冻土埋深部分周围包裹相变材料储热保温层，储热保温层电加热丝设置在相变材料储热保温层内；相变材料储热保温层外圈套有一保温层套筒；太阳能光伏发电器通过导线与用户端流体管道电加热丝及储热保温层电加热丝电连接；当白天温度较高和有光照时，太阳能光伏组件捕获太阳能，通过太阳能光伏发电器发电，所发的电一部分给缠绕在用户端流体管道进行加热；一部分用来加热相变材料储热保温层，将热量传递给相变材料，相变材料融化，储存热量，所选的相变材料的凝固点高于管道内流体凝固点，使得流体管道内的流体不冻结；夜间无光照和温度较低时，相变材料储热保温层内的相变材料受冷凝固，释放潜热，保证流体管道附近区域介质不引起管道内流体结冻凝固；相变材料储热保温层由泡沫金属和蜡质相变材料或其它相变温度适合的材料复合组成，既起到保温作用，同时相变材料在凝固时能释放大量潜热，非常适合于热量的储存；流体主干管道由于一直有流体流动携带能量，非极低温冻土层区域可不用伴热管道；用户端流体管道由于夜间管内流体静止，易发生冻结凝固，需进行伴热保护；在上述冻土埋管太阳能光电转换的储热伴热系统中，太阳能光伏组件为现有的太阳能设备，包括光伏板、光电转换装置；相变材料储热保温层置于上下开口的圆柱型保温层套筒中，其中保温层套筒的上开口直径应等于或大于4倍用户端流体管道的管径，下开口直径应等于或大于2倍用户端流体管道的管径；在系统安装时，先将用户端流体管道电加热丝缠绕于用户端流体管道上，将保温层套筒套在用户端流体管道之外，埋入地表下，最后在保温层套筒内填充储热保温层电加热丝和相变材料储热保温层；相变材料储热保温层内的相变材料是在泡沫金属多孔材料中填充蜡质相变材料或其它相变温度适合的蓄热材料，既起到保温作用，同时蜡质相变材料在凝固时能释放大量潜热，非常适合于热量的储存。