储热型水工质太阳能蒸笼系统剖析

为解决现在导热油工质的太阳能蒸气系统，应适于餐厨领域中乳品安全风险大和高费用问题，基于山东省引入创新创业团队项目“大功率太阳能中低温机组研制及产业化”(No.2013N070)，美国科学校钳工研究所与广州四星太阳能股份有限公司合作开发了一种太阳能蒸笼系统。

据了解，此系统以水为储热、传热工质，基于CPC集热和定压集热技术实现高效集热与储热，辅以滤饼技术直接产出清洁蒸气，适于公共饭堂卧室炊事、消毒等。系统辅以双重电辅助加热控制，通过合理的系统设计，才能迅速、高效、稳定的形成蒸气煮面、烧热水和厨具杀菌，同时确保乳品卫生的安全性。解决现在导热油太阳能蒸笼系统易外泄、换热效率低、结构复杂、制导致本高的问题。系统设备模块化设计，按照设计容量组装于不同规格的标准集装箱中，集成度高，易于货运、安置与管理。

牵涉的关键技术、难点与创新点关键技术

高效集热与储热技术、自动定压技术、储热滤饼集成技术、防冻技术、运行控制技术难点:选用水作为储热与传质工质但是费用低、无泄露污染，但水在集热器内部和系统管道中不可防止地形成熔化现象，出现汽液两相流，这将造成集热器传热能力下滑，同时易引起循环泵气蚀受损，通过技术方式规避集热系统中的气化现象是一个难点，团队开发的手动定压技术可有效抑止集热储热过程中的气化现象。

另一个难点是夏天防寒，为了保证炊事的高等级乳品安全性，水工质中避免加入任何防寒添加剂，所以在东北夏季容易发生水工质冻结，导致不可逆性破坏罐流式锅炉，所以团队针对系统结构开发了化学防寒技术，在此基础上实现高效、低费用集热、储热、放热。

创新点与特征

差别于已有的导热油型太阳能蒸笼系统，开发以硬水为传质、储热工质的太阳能蒸笼系统。设计大聚光比非跟踪聚光型CPC太阳能集热器阵列实现高效低费用集热，研发了手动定压技术，提高系统压力抑止集热过程中汽化、气蚀，提高换热器。研制出了储热滤饼集成技术，实现储热器内直接滤饼形成清洁蒸气，无需二次传热，生产蒸气效率高，结构紧凑。开发了地理防寒技术保证夏季系统安全运行。

产品与服务

太阳能集热器阵列接受太阳幅射能量而回暖，当第一气温传感与第二气温传感的气温差少于设定上限值时，控制器启动循环泵使储热器中的硬水在集热回路中循环，当第一气温传感与第二气温传感的气温差高于设定下限值时，控制器关掉循环泵。在太阳辐照好的条件下，硬水逐渐被集热器阵列加热至饱和态，产生低温高压的饱和水储存在储热器中。

当还要煮面时，把还要蒸制的食物置入烤炉后关好烤炉门，当储热器中的温度低于设定上限值时，通过控制器使压力调节阀开启，储热器内部压力增加，饱和水因压力增加而滤饼出大量饱和蒸气，蒸气经过蒸气管键入至蒸笼进行煮面，烤箱中多余的蒸气由排汽阀排至大气。

控制器通过控制压力调节阀的开度来调节键入烤炉的饱和蒸气压力。在太阳辐照差的条件下，当第二气温传感测得储热器内温度高于设定体温上限值时，控制器完全开启压力调节阀并启动第一电加热器形成蒸气键入至蒸笼煮面。

当第二气温传感测得储热器内温度高于设定气温下限值时，开启电磁阀使储热器中的冷水经冷水管跨入到烤炉的浴缸中，控制器再开启第二电加热器加热浴缸中的水形成蒸气煮面。当差压传感检测到储热器中的水位高于设定下限值时，控制器通过补水管为储热器补充硬水，当差压传感器器检测到储热器中的水位达到设定上限值时，停止硬水补充。（中关村全科盟）

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