[实用新型]太阳能驱动的两用联合系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳能发电和供热技术领域，具体涉及一种太阳能驱动的两用联合系统。

背景技术

太阳能作为一种环保无污染的低品位能源，已获得广泛的关注。现有的太阳能技术充分利用了太阳能高能量的特点，收集太阳能并进行光热、光电等转换，以解决一部分供暖供电问题。

然而，现有的太阳能装置只能在单一设备上进行单一使用，如太阳能热水器就只能提供热量，为水加热供洗浴使用，但是家庭中的基本用电还是不能满足；而太阳能电池板则只能单一的供电，而不能对水系统进行加热以满足家庭用水要求；所以现有单一的太阳能利用设备不能满足家庭日益多样化的需求，并且受时间、地域等的限制很大，无法长久的稳定、高效运行，同时由于太阳能设备受到季节的约束，利用率不足，容易造成设备闲置等问题(如夏季，热水需求小，太阳能热水设备处于闲置状态)。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的上述不足，提供一种水电两用，能降低能耗，改善太阳能的间歇性与不稳定性，使接收到的太阳能得到充分利用的太阳能驱动的两用联合系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种太阳能驱动的两用联合系统，该系统包括加热装置、热交换装置和供电、供暖两用装置；

所述的加热装置包括集热器，保温水箱；集热器设置有出水口和进水口，保温水箱设置有第一进水口、第二进水口、第一出水口和第二出水口；所述的集热器的出水口与保温水箱的第一进水口通过管道连接，集热器的进水口与保温水箱的第一出水口通过管道连接；且集热器的进水口与保温水箱的第一出水口相互连接的管道上设置有集热循环泵；

所述的热交换装置包括蒸发器，蒸发器的上端设置有进口和出口；所述的蒸发器的进口与保温水箱的第二出水口通过管道连接，蒸发器的出口与保温水箱的第二进水口通过管道连接；

所述的供电、供暖两用装置包括与蒸发器连通的输入管道和输出管道，所述的输出管道通过管道并联有螺杆膨胀机和螺杆压缩机，所述的螺杆膨胀机和螺杆压缩机均通过一个单向阀与切换阀通过管道相连接，切换阀上设置有第一出口管和第二出口管，所述的第一出口管与散热器的一端连接，散热器的另一端与通过设有膨胀阀的管道与蒸发器相连接；所述的第二出口管与冷却装置相连接，冷却装置的另一端通过设有工质泵的管道与蒸发器连接；所述的供电、供暖两用装置的上述连接管道内流动有工质。

采用上述结构，本实用新型结合热泵、有机朗肯循环原理提出了一种太阳能驱动的两用联合系统，将太阳能转化成热能储存在循环水中，并采用低沸点有机工质，夏天通过工质的压力差推动机械装置发电，冬天利用太阳能作为热泵的蒸发器热源，提高热泵效率，并将采集到的热供给到家庭中，实现了太阳能向机械能和热能的高效转化，可用于代替其它供电和供暖设备，使两者在同一设备中实现。从而降低能耗，改善了太阳能的间歇性与不稳定性的不足，使接受到的太阳能能得到充分利用，同时减少电能损耗。以冬天为例，真空管面积只需达到27㎡，达到一定换热量，便可使热负荷为10kw·h的散热器工作24h，每天节约电约240kw·h。同样以夏季为例，白天真空管内温度达90℃，蒸发器内工质进行热交换以后温度达80℃，压强达265kpa,以选用工质R113为例，可实现每天发电10kw·h左右，且在运行过程中，工质处于密闭环境循环利用，无任何有害排放。

夏季供电系统：(1)输出装置：被真空管即太阳能集热器加热至一定温度的循环水与蒸发器中的低沸点工质进行热交换，工质在外部高温环境下受热汽化，形成高温高压气体，经过温度感应器后开关控制器打开，通过螺杆膨胀机膨胀做功，提供机械能用以发电。(2)回流装置：切换阀门使经过螺杆膨胀机的工质流向冷却装置，使工质充分冷凝液化，由工质泵将液体工质抽至上层，通过节流阀回到蒸发器中，完成一个循环。注：发出电量通过电力外供电路向外供电，发电量不足时由市电辅助供电电路补充电力。

冬季供暖系统：(1)输出装置：加热至一定温度的循环水与蒸发器中的低沸点工质进行热交换，使蒸发器中工质在外部高温环境下受热汽化，气体工质经抽气泵通过螺杆压缩机被压缩，切换阀门使工质压向散热器中，由于散热器外部环境为低温低压状态，散热器中的气体工质冷凝放热，热量用以供暖；(2)回流装置：散热器中气体工质冷凝放热后经膨胀阀回到蒸发器中，完成一整个循环。