[发明专利]微型分布式太阳能驱动冷热电联供系统

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种能源技术领域的系统，具体是一种微型分布式太阳能驱动冷热电联供系统。

背景技术

可再生能源的开发和利用对于解决人类日益严峻的能源问题具有决定性的意义。太阳能是地球上大多数能源的最初来源，同时也被认为是最有潜力的可再生能源之一。太阳能热力发电系统有塔式、槽式以及碟式三种类型。由于太阳能能量密度低，热源温度不高，开发利用难度较大。太阳能热电系统主要是基于各种集热技术的热力循环(特别是有机物朗肯循环)系统。有机物朗肯循环(ORC)，是以低沸点有机物为工质的闭式朗肯循环。当热源温度低于370℃时，以水作为朗肯循环工质是不经济的；而以有机物为循环工质能克服水的缺点，实现较高的发电效率。并且不同的有机物工质，可以用于回收不同温度范围的低品位热能，具有很好的适应性。

吸附式制冷是利用气体-固体之间的吸附与解吸作用，起到类似于压缩式制冷中压缩机的作用。气体工质在解吸过程中具有较高压力，进入冷凝器冷凝；而在吸附过程中压力较低，从而工质在蒸发器中蒸发吸热，实现类似热力循环的过程。上述过程是间歇式的，如果使用两个以上的吸附床，则可以实现连续工作；并且若采用连续回热型多床吸附式制冷系统，COP可以达到1.2甚至更高。吸附式冷水机组主要适用于有低温热源(55℃-99℃热水)并需要提供空调冷水的场合，十分适合太阳能热水器所生产的热水。由于吸附式制冷所采用的工质为绿色环保的自然工质，可以有效克服CFC类蒸汽压缩式制冷工质对环境的破坏，使得吸附式制冷取得了比较多的应用。吸附式制冷的最大优点是可以采用各种低品位热能，当热源温度低于100℃时其COP仍是十分可观的。吸附式制冷在国内外已有大量研究，并且有商业化产品。

冷热电联供分布式供能系统是指分布在用户端的能源梯级利用和可再生能源及资源综合利用设施。分布式能源直接安装在用户端，通过在现场对能源实现温度对口梯级利用，尽量减少中间输送环节的损耗，实现资源利用的最大化。分布式能源系统的最主要的优点是用在冷热电联产中，温度对口、梯级利用。

经对现有技术的文献检索发现，中国发明专利名称为：太阳能平板式冷热联供装置及其液体循环方法，申请号为：00129169.6，该专利公开了一种基于吸附原理的太阳能冷热联供系统。系统采用制冷和供热双循环方式，其中制冷过程回收冷凝热、吸附床显热和吸附剂吸附热。该专利仅考虑冷热联供，没有涉及供电的应用，并且该专利没有涉及冷热电联供时的控制策略问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种微型分布式太阳能驱动冷热电联供系统，使其能够利用太阳能热水器热水进行冷热电联供，成本低，所利用的能源为绿色可再生的太阳能，发电、供冷和供热过程均不消耗化石能源，并且功能齐全。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：太阳能集热系统、有机物朗肯循环的热力发电系统、吸附式制冷系统、供暖和热水系统、热水分配及控制系统、补燃装置。连接方式为：太阳能集热系统通过补燃装置与热水分配及控制系统管道连接，有机物朗肯循环的热力发电系统、吸附式制冷系统以及供暖和热水系统通过管道并联在热水分配及控制系统下游。

所述太阳能集热系统包括太阳能真空管热水器阵列、集热水箱，两者通过管道互相连接，形成循环。太阳光照射真空管，使得水温升高，密度减小，热水向上运动，而比重大的冷水下降。热水始终位于上部，即集热水箱中。太阳能热水器中热水的升温情况与外界温度关系不大，主要取决于光照。太阳能真空管热水器直接采用市场上销售的商业化产品。

所述有机物朗肯循环的热力发电系统是本发明的核心系统之一，包括蒸发器、冷凝器、冷却器、膨胀机、循环泵、发电机、储液罐。连接管道按照蒸发器、膨胀机、冷凝器、冷却器、储液罐、循环泵的次序形成闭式朗肯循环，具体连接关系为：蒸发器二次侧进口连接循环泵出口，蒸发器二次侧出口连接膨胀机入口，膨胀机出口连接冷凝器二次侧入口，冷凝器二次侧出口连接冷却器二次侧入口，冷却器二次侧出口连接储液罐入口，储液罐出口连接循环泵入口，循环泵出口连接蒸发器二次侧入口，最终形成循环。蒸发器一次侧入口连接热水分配与控制系统，蒸发器一次侧出口连接至太阳能集热系统。冷凝器和冷却器一次侧入口与外界自来水管道连接，冷凝器和冷却器出口直接排放。膨胀机与发电机通过联轴器进行连接。