基於太陽能中溫集熱、光伏光熱一體裝置的多功能高效利用系統的製作方法
2023-06-27 07:24:06 2
基於太陽能中溫集熱、光伏光熱一體裝置的多功能高效利用系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基於太陽能中溫集熱、光伏光熱一體裝置的多功能高效利用系統，包括太陽能中溫集熱裝置、太陽能光伏光熱一體裝置、吸收式製冷裝置、熱泵裝置、風冷裝置、儲水裝置、換熱器、空調末端裝置、熱水使用裝置、閥門。通過太陽能利用裝置的結合，實現發電、製冷、供熱、供熱水、供蒸汽等功能，充分利用系統內部中產出的各種能量，保證了系統內各個裝置的效率，進而顯著提高了太陽能綜合利用效率。
【專利說明】基於太陽能中溫集熱、光伏光熱一體裝置的多功能高效利用系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種太陽能多功能利用系統，特別是一種含有太陽能中溫集熱、光伏光熱一體裝置的多功能高效利用系統，屬於太陽能利用【技術領域】。
【背景技術】
[0002]太陽能作為一種清潔、無汙染的可再生能源，其開發和利用被認為世界能源戰略的重要組成部分。太陽能低溫熱利用已經成功的商業化，如何將太陽能用在更多的領域，成為了各國科學家致力研究的內容。
[0003]太陽能光伏裝置可以將太陽能轉化為電能，但利用率較低，大部分能量成為熱能散失到空氣中，採用太陽能光伏光熱一體化裝置，不僅可以收集大量的太陽能熱量，並且可以冷卻太陽能光伏矽片，提高太陽能的光電轉化效率，但由於光伏裝置本身的限制以及對溫度的要求，光伏光熱一體化裝置所產生的熱水溫度很低，一般不到50°C，並且加熱啟動慢、運行不穩定，難以大規模的產生有利用價值的熱水。
[0004]此外，隨著太陽能中高溫集熱技術的發展以及太陽能製冷技術的發展，目前利用太陽能中溫集熱的太陽能雙效吸收式製冷系統相對於傳統的太陽能製冷技術可有效的提高太陽能製冷效率，但太陽能吸收式製冷裝置的冷卻水的熱量由於溫度較低，也都沒有利用，損失到空氣中，並且採集的太陽能除供給製冷裝置之外的能量也沒有得到有效的利用。
[0005]熱泵技術可以利用電能將低溫熱源的能量輸送到高溫熱源處，對於熱泵，高溫熱源和低溫熱源的溫差越小，COP(制熱效率)越高，目前熱泵的低溫熱源一般都是空氣或地表水，溫度不高，效率較低，尤其是冬天，熱泵的運行效果和效率大大降低。
[0006]利用熱泵與太陽能技術的結合，不僅可以充分有效的利用太陽能系統的低品位能量，還可以保證熱泵裝置的使用效果和運行效率。
實用新型內容
[0007]技術問題:本實用新型的目的在於克服上述現有相關太陽能利用系統的缺陷，提供了一種能夠實現多種太陽能利用用途的、並且具有高效率、可安全穩定運行的系統。
[0008]技術方案:為解決上述技術問題，本專利提供的技術方案為:
[0009]系統包括太陽能中溫集熱裝置、太陽能光伏光熱一體裝置、吸收式製冷裝置、熱泵裝置、風冷裝置、儲水裝置、換熱器、空調末端裝置、熱水使用裝置、閥門，可實現發電、製冷、供熱、供熱水、供蒸汽等功能。
[0010]將太陽能光伏發電時產生的低品位熱量和太陽能吸收式製冷的低品位冷卻水熱量，利用熱泵轉化成穩定的可利用的高品位熱量。並提高熱泵的制熱效率。
[0011]光伏光熱裝置、吸收式製冷裝置、熱泵裝置及風冷裝置通過並聯帶有調節閥門的管道，可根據實際情況選擇裝置的串接，進而保證了光伏光熱裝置、吸收式製冷裝置的冷卻水需要及熱泵裝置的低溫熱源需要。
[0012]太陽能中溫集熱裝置可根據實際情況選擇用來製冷還是產生蒸汽或熱水。保證能量的有效利用。此外，儲水裝置可通過熱泵裝置或中溫太陽能集熱裝置進行加熱，保證熱水的穩定供應；太陽能光伏裝置產生的電能可以用來直接驅動系統的用電設備。
[0013]有益效果:
[0014]I)該系統有效的利用了太陽能光伏發電時產生的低品位熱量，利用熱泵轉化成穩定的可利用的高品位熱量。
[0015]2)該系統有效的利用了太陽能吸收式製冷的低品位冷卻水熱量，利用熱泵轉化成穩定的可利用的高品位熱量。
[0016]3)採用光伏光熱裝置，可對太陽能光伏板進行冷卻，保證太陽能發電的效率。
[0017]4)熱泵的低溫熱源側溫度可保持在35°C?50°C，遠高於空氣溫度，顯著提高了熱泵的制熱效率。
[0018]5)光伏光熱裝置、吸收式製冷裝置、熱泵裝置及風冷裝置通過並聯帶有調節閥門的管道，可根據實際情況選擇裝置的串接，進而保證了光伏光熱裝置、吸收式製冷裝置的冷卻水需要及熱泵裝置的低溫熱源需要。
[0019]6)太陽能中溫集熱裝置可根據實際情況選擇用來製冷還是產生蒸汽或熱水。保證能量的有效利用，避免浪費。
[0020]7)儲水裝置可通過熱泵裝置或中溫太陽能集熱裝置進行加熱，保證熱水的穩定供應。
[0021]8)太陽能光伏裝置產生的電能可以用來直接驅動系統的用電設備，如泵、調節閥門，避免電能轉換利用所引起的損耗。
[0022]9)整套系統可用來產生電、製冷、供熱、供熱水、供蒸汽等多種用途，並且充分利用了系統內部中產出的各種能量，儘可能實現能效的最大化，科學合理，穩定可靠。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1是基於太陽能中溫集熱、光伏光熱一體裝置的多功能高效利用系統的結構示意圖。
[0024]其中:1是太陽能中溫集熱裝置、2是太陽能光伏光熱一體裝置、3是吸收式製冷裝置、4是熱泵裝置、5是風冷裝置、6是儲水裝置、7是換熱器、8是空調末端裝置、9是熱水使用裝置、1-1是循環介質進口、1-2是循環介質出口、2-1是光伏板冷卻水進口、2-2是光伏板冷卻水出口、3-1是發生器熱源進口、3-2是發生器熱源出口、3-3是冷卻水進口、3-4是冷卻水出口、3-5是冷凍水進口、3-6是冷凍水出口、4-1是吸熱側進口、4-2是吸熱側出口、4_3是產熱側進口、4-4是產熱側出口、5-1是介質進口、介質出口、6-1是熱源第一進口、6-2是熱源第一出口、6-3是熱源第二進口、6-4是熱源第二出口、6-5是第一供熱進口、6-6是第一供熱出口、6-7是第二供熱出口、6-8是第二供熱回水口、7-1是換熱器熱側進口、7-2是換熱器熱側出口、7-3是換熱器冷側進口、7-4是換熱器冷側出口、8-1是空調末端熱源進口、8-2是空調末端熱源出口、8-3是空調末端冷源進口、8-4是空調末端冷源出口、9-1是熱水進口、9_2是熱水回水口、10_1是第一調節閥丨1、10-2是第二調節閥丨1、10-3是第二調節閥門、10-4是第四調節閥門、10-5是第五調節閥門、10-6是第六調節閥門。
【具體實施方式】
[0025]參見圖1，該系統包括太陽能中溫集熱裝置1、太陽能光伏光熱一體裝置2、吸收式製冷裝置3、熱泵裝置4、風冷裝置5、儲水裝置6、換熱器7、空調末端裝置8、熱水使用裝置
9、閥門10 ;太陽能中溫集熱裝置I的循環介質出口 1-2分別與換熱器7的換熱器熱側進口7-1及吸收式製冷裝置3的發生器熱源進口 3-1聯接，太陽能中溫集熱裝置I的循環介質進口 1-1分別與換熱器7的換熱器熱側出口 7-2及吸收式製冷裝置3的發生器熱源出口 3-2聯接，循環介質進口 1-1與換熱器熱側出口 7-2之間設置有第一調節閥門10-1，循環介質進口 1-2與發生器熱源出口 3-2之間設置有第二調節閥門10-2，太陽能光伏光熱一體裝置2的光伏板冷卻水出口 2-2與熱泵裝置4的吸熱側進口 4-1聯接，太陽能光伏光熱一體裝置2的光伏板冷卻水進口 2-1與吸收式製冷裝置3的冷卻水出口 3-4聯接，光伏板冷卻水進口
2-1與光伏板冷卻水出口 2-2之間設置有第三調節閥門10-3，吸收式製冷裝置3的冷卻水進口 3-3與風冷裝置5的介質出口 5-2聯接，冷卻水進口 3-3與冷卻水出口 3_4之間設置有第四調節閥門10-4，風冷裝置5的介質進口 5-1與熱泵裝置4的吸熱側出口 4-2聯接，介質進口 5-1與介質出口 5-2之間設置有第五調節閥門10-5，吸熱側進口 4-1與吸熱側出口4-2之間設置有第六調節閥門10-6，熱泵裝置4的產熱側出口 4-4與儲水裝置6的熱源第一進口 6-1聯接，熱泵裝置4的產熱側進口 4-3與儲水裝置6的熱源第一出口 6-2聯接，換熱器7的換熱器冷側出口 7-4與儲水裝置6的熱源第二進口 6-3聯接，換熱器7的換熱器冷側進口 7-3與儲水裝置6的熱源第二出口 6-4聯接，儲水裝置6的第一供熱出口 6-6與空調末端裝置8的空調末端熱源進口 8-1聯接，儲水裝置6的第一供熱進口 6-5與空調末端裝置8的空調末端熱源出口 8-2聯接，吸收式製冷裝置3的冷凍水出口 3-6與空調末端裝置8的空調末端冷源進口 8-3聯接，吸收式製冷裝置3的冷凍水進口 3-5與空調末端裝置8的空調末端冷源出口 8-4聯接，儲水裝置6的第二供熱出口 6-7與熱水使用裝置9的熱水進口 9-1聯接。儲水裝置6的第二供熱回水口 6-8與熱水回水口 9-2聯接。
[0026]太陽能光伏光熱一體裝置2所產生的電能可用來提供該系統中運行所需要的電能。太陽能光伏光熱一體裝置2為帶有聚光裝置的太陽能光伏光熱一體裝置。吸收式製冷裝置3採用單效吸收式製冷劑。循環介質進口 1-1的設定溫度為70°C、循環介質出口 1-2的設定溫度為90°C、光伏板冷卻水進口 2-1設定溫度為37°C、光伏板冷卻水出口 2-2設定溫度為45°C、冷卻水進口 3-3設定溫度為32°C、冷卻水出口 3_4設定溫度為37°C、產熱側出口 4-4設定溫度為65°C。
[0027]本專利還可以有其它實施方式，凡依據本專利的技術實質所採用的任何細微修改、等效變換、替代所形成的技術方案，均落在本專利要求保護的範圍之內。
【權利要求】
1.一種基於太陽能中溫集熱、光伏光熱一體裝置的多功能高效利用系統，其特徵在於該系統包括太陽能中溫集熱裝置、太陽能光伏光熱一體裝置、吸收式製冷裝置、熱泵裝置、風冷裝置、儲水裝置、換熱器、空調末端裝置、熱水使用裝置、閥門；太陽能中溫集熱裝置的循環介質出口分別與換熱器的換熱器熱側進口及吸收式製冷裝置的發生器熱源進口聯接，太陽能中溫集熱裝置的循環介質進口分別與換熱器的換熱器熱側出口及吸收式製冷裝置的發生器熱源出口聯接，循環介質進口與換熱器熱側出口之間設置有第一調節閥門，循環介質進口與發生器熱源出口之間設置有第二調節閥門，太陽能光伏光熱一體裝置的光伏板冷卻水出口與熱泵裝置的吸熱側進口聯接，太陽能光伏光熱一體裝置的光伏板冷卻水進口與吸收式製冷裝置的冷卻水出口聯接，光伏板冷卻水進口與光伏板冷卻水出口之間設置有第三調節閥門，吸收式製冷裝置的冷卻水進口與風冷裝置的介質出口聯接，冷卻水進口與冷卻水出口之間設置有第四調節閥門，風冷裝置的介質進口與熱泵裝置的吸熱側出口聯接，介質進口與介質出口之間設置有第五調節閥門，吸熱側進口與吸熱側出口之間設置有第六調節閥門，熱泵裝置的產熱側出口與儲水裝置的熱源第一進口聯接，熱泵裝置的產熱側進口與儲水裝置的熱源第一出口聯接，換熱器的換熱器冷側出口與儲水裝置的熱源第二進口聯接，換熱器的換熱器冷側進口與儲水裝置的熱源第二出口聯接，儲水裝置的第一供熱出口與空調末端裝置的空調末端熱源進口聯接，儲水裝置的第一供熱進口與空調末端裝置的空調末端熱源出口聯接，吸收式製冷裝置的冷凍水出口與空調末端裝置的空調末端冷源進口聯接，吸收式製冷裝置的冷凍水進口與空調末端裝置的空調末端冷源出口聯接，儲水裝置的第二供熱出口與熱水使用裝置的熱水進口聯接。
2.根據權利要求1所述的基於太陽能中溫集熱、光伏光熱一體裝置的多功能高效利用系統，其特徵在於所述的儲水裝置還包括第二供熱回水口、熱水使用裝置還包括熱水回水口，第二供熱回水口與熱水回水口聯接。
3.根據權利要求1所述的基於太陽能中溫集熱、光伏光熱一體裝置的多功能高效利用系統，其特徵在於所述的太陽能光伏光熱一體裝置所產生的電能可用來提供本系統中運行所需要的電能。
4.根據權利要求1所述的基於太陽能中溫集熱、光伏光熱一體裝置的多功能高效利用系統，其特徵在於所述的太陽能光伏光熱一體裝置為帶有聚光裝置的太陽能光伏光熱一體>j-U ρ?α裝直。
5.根據權利要求1所述的基於太陽能中溫集熱、光伏光熱一體裝置的多功能高效利用系統，其特徵在於所述的換熱器冷側出口和換熱器冷側進口可以連接蒸汽管道，用以產生蒸汽。
【文檔編號】F24J2/00GK204027080SQ201420484267
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年8月25日 優先權日:2014年8月25日
【發明者】王金平, 王蘭英 申請人:南京帕偌特太陽能有限公司