近日，太阳能光热联盟理事长单位——中国科学院电工研究所与广东五星太阳能股份有限公司合作自主研发的“储热型水工质太阳能蒸锅系统”已完成示范验证，成果可直接产业化应用。
据悉，储热型水工质太阳能蒸锅系统是基于广东省引进创新创业团队项目“大功率太阳能中高温锅炉研发及产业化”而开发，旨在解决目前导热油工质的太阳能蒸汽系统应用于餐厨领域中食品安全风险大和成本高的问题。
创新技术
该系统以水为储热、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，采用闪蒸技术直接产出清洁蒸汽，用于公共食堂厨房炊事、消毒等。系统采用双重电辅助加热控制，通过合理的系统设计，能够快速、高效、稳定的产生蒸汽蒸饭、烧开水和餐具消毒，同时确保食品卫生的安全性；也解决目前导热油太阳能蒸锅系统易泄露、换热效率低、结构复杂、制造成本高的问题。系统设备模块化设计，根据设计容量装配于不同尺寸的标准集装箱中，集成度高，便于运输、安置与管理。
系统涉及的关键技术主要有：高效集热与储热技术、自动定压技术、储热闪蒸集成技术、防冻技术、运行控制等。
区别于已有的导热油型太阳能蒸锅系统，团队创新性地开发以软水为传热、储热工质的太阳能蒸锅系统。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成本集热，研发了自动定压技术，提升系统压力抑制集热过程中汽化、气蚀，增强换热。研发出了储热闪成技术，实现储热器内直接闪蒸产生清洁蒸汽，无需二次换热，产蒸汽效率高，结构紧凑。
为了保证炊事的高等级食品安全性，水工质中杜绝加入任何防冻添加剂；而在北方冬季容易发生水工质冻结，造成不可逆性破坏。为此，团队针对系统结构开发了物理防冻技术，在此基础上实现高效、低成本集热、储热、放热，保证冬季系统安全运行。
运行原理
太阳能集热器阵列接受太阳辐射能量而升温，当第一温度传感器与第二温度传感器的温度差超过设定上限值时，控制器启动循环泵使储热器中的软水在集热回路中循环，当第一温度传感器与第二温度传感器的温度差低于设定下限值时，控制器关闭循环泵。在太阳辐照好的条件下，软水逐步被集热器阵列加热至饱和态，形成高温高压的饱和水储存在储热器中。
当需要蒸饭时，把需要蒸制的食物置入蒸箱后关好蒸箱门，当储热器中的水温高于设定上限值时，通过控制器使压力调节阀开启，储热器内部压力降低，饱和水因压力降低而闪蒸出大量饱和蒸汽，蒸汽经过蒸汽管输入至蒸箱进行蒸饭，蒸箱中多余的蒸汽由排汽阀排至大气。
控制器通过控制压力调节阀的开度来调节输入蒸箱的饱和蒸汽压力。在太阳辐照差的条件下，当第二温度传感器测得储热器内水温低于设定温度上限值时，控制器完全开启压力调节阀并启动第一电加热器产生蒸汽输入至蒸箱蒸饭。
当第二温度传感器测得储热器内水温低于设定温度下限值时，开启电磁阀使储热器中的热水经热水管进入到蒸箱的水槽中，控制器再开启第二电加热器加热水槽中的水产生蒸汽蒸饭。当液位传感器监测到储热器中的水位低于设定下限值时，控制器通过补水管为储热器补充软水，当液位传感器监测到储热器中的水位达到设定上限值时，停止软水补充。
