[发明专利]一种基于太阳能碟式聚光的吸附式冷热电联产系统

说明书

技术领域

  本发明涉及一种太阳能热利用系统，特别涉及一种基于太阳能碟式聚光冷热电联产吸附式制冷系统，属于太阳能利用技术领域。

背景技术

随着化石能源的大量开采，油价煤价不断上涨，充分利用太阳能显然具有可持续发展和节能减排的双重伟大意义。太阳能技术的大力推广在很大程度上缓解了能源问题。综合近年来国内外碟式太阳能发电技术,碟式/Stirling太阳能发电系统最高热电转换率可达29.4%，输出效率26%左右。具有操作灵活、清洁、高效等诸多优点。

吸附式制冷在原理上和技术上都已经较为成熟，但在应用太阳能作为能源供应的时候，大多都是直接采用吸附床与集热器作为一体的技术，这就不可避免的只能实现间歇制冷。对于采用平板集热器收集太阳能，再通过热水加热吸附床的系统，由于集热器在85℃以上时集热效率不高，这就会造成整个系统的制冷性能较差。对于采用真空管集热器收集太阳能的再用于驱动吸附式制冷的系统，国内外学者对此做了大量的研究和试验，结果不算太理想，主要原因还是集热器收集的热水温度不够高，一般都低于100℃，使得吸附床的解吸量太少,导致吸附式制冷效率不高。

普遍来说，普通的间歇式吸附制冷机制冷效率约0.39，连续式吸附制冷机制冷效率一般可以大于1.3。连续式吸附制冷机可以实现连续制冷，相比间歇式吸附制冷技术，更有实用的前景和技术优势。

太阳能碟式聚光系统可以对太阳光进行有效聚光，并通过高效的聚光吸收集热器接收太阳辐射，最终可以稳定获得550℃以上的高温工质。目前碟式聚光系统已经在美国，澳大利亚，西班牙等发达国家投入工业应用，具有良好的性价比和系统稳定性。

综上分析，采用一种能稳定获得550℃以上的太阳能碟式聚光集热器，配合连续式吸附制冷机和发电机，将会获得较高的系统制冷效率和稳定的系统制冷性能以及稳定的系统发电功率。基于太阳能碟式聚光冷热电联产吸附式制冷系统，在实现高效率制冷和稳定连续运行的同时，还对外输出一定温度的热水和电量，对于太阳能吸附式制冷产品的商业化具有重要意义。

发明内容

本发明目的在于克服现有的太阳能吸附式制冷系统的缺陷，提供一种基于太阳能碟式聚光的吸附式冷热电联产系统，利用碟式聚光系统收集热量，驱动吸附式制冷机和发电机，在实现制冷的过程中对外输出热水和电能。本发明保证了常规天气下系统制冷性能的高效和稳定，克服了太阳能制冷技术的间歇式制冷的现象，同时还能输出热水和电能，提高了整个系统的运行效率和能量利用效率，更好的实现了能量的最大化利用和转换。

本发明通过以下技术方案完成：一种基于太阳能碟式聚光的吸附式冷热电联产系统，包括太阳能碟式聚光集热连续吸附制冷系统、贮热系统及蒸汽涡轮机发电系统，其特征是采用太阳能碟式聚光系统收集太阳能，采用贮热油箱和贮热水箱储存热量，采用连续式吸附制冷机实现制冷，采用蒸汽涡轮机实现热电联产；由太阳能碟式旋转抛物面反射镜、球形旋转腔体接收器、跟踪转动装置、机组支架和连接管道构成的集热系统，以导热油和水为传热介质，通过油泵和水泵传输到贮热油箱和水箱，各部件通过循环管道连接；由贮热油箱、油泵、换热器、循环管道构成的换热加热系统，通过油泵将导热油送入连续式吸附制冷机；连续式吸附制冷机的两个吸附床交替受热/降温，解吸/吸附制冷剂，并通过冷凝器冷凝，最终储存于蒸发器中，然后另一床由于降温而吸附蒸发器内的制冷剂，实现制冷。在进入冷凝器和进入蒸发器的管道间连接一个小型电泵，以便加速吸附床解吸；而在蒸汽涡轮发电系统中，经过蒸汽涡轮机吸热后的热水对外输出，最终可以实现热电联供。

上述的太阳能碟式聚光连续吸附式制冷系统由高精度旋转抛物面反射镜面、球形旋转腔体式接收器、油泵、吸附床、换热器和连接管道构成。通过碟式聚光镜面将太阳光汇聚到球形旋转腔体式接收器上，加热导热油，并通过油泵储存于贮热油箱内。

上述的太阳能蒸汽涡轮机发电系统由涡轮机、水泵、贮热水箱、换热器和连接管道组成。通过碟式聚光镜面将太阳光汇聚到球形旋转腔体式接收器上，加热水，加热后水变成水蒸气推动涡轮机转动发电，做功后水蒸气变成水，并通过水泵储存于贮热水箱内。

上述的换热加热系统，由水泵、循环管道、换热器构成。换热器内部设置为蛇形换热器，用于导热油管道和热水管道进行换热，有利于水管中热水的回热和热量的有效利用。

上述的连续式吸附制冷机由两个高效传热的翅片管式吸附床组成，并共用冷凝器和蒸发器，通过两个吸附床的交替加热解吸/降温吸附来实现制冷。

上述的翅片管式吸附床采用多管翅片管作为吸附床，翅片管内填充沸石分子筛-氨工质对。