[发明专利]一种生物质碳化耦合太阳能供暖装置及方法

说明书

一种生物质碳化耦合太阳能供暖装置，它属于生物质碳化技术余热化利用及太阳能热利用技术领域，包括生物质碳化冷却一体化余热回收装置、PTC太阳能集热系统、蓄热系统和自动控制系统，生物质碳化冷却一体化余热回收装置作为太阳能的辅助热源，与太阳能集热器通过三通阀连接，通过温度传感器控制集热系统运行。集热系统包含三种运行模式：PTC太阳能集热器单一供热；生物质碳化冷却一体化余热回收装置单一供热；PTC太阳能集热器与生物质碳化冷却一体化余热回收装置联合供热。通过合理利用碳化产物余热和太阳能集热，行成一种符合能量品位利用原则的区域供暖装置。

技术领域

本发明属于一种清洁能源供暖系统，具体涉及一种生-光互补供暖设备，它属于生物质碳化技术余热化利用及太阳能热利用技术领域。

背景技术

主动式太阳能供暖系统利用取之不竭的太阳能资源通过光热效应得到热源，但太阳能具有明显的分散性、间断性和不稳定性。采暖负荷也具有明显的季节性，在采暖季的不同时期和一天内的不同时间具有很大的波动性。要保证用户供暖需要则需要相应的辅助热源提供补充热量。

生-光互补供暖是指利用生物质作为能源作为主动式太阳能供暖系统的辅助热源，是解决因农村地区散煤供暖而引起的大气污染问题的重要途径之一。生物质碳化技术将纤维素、半纤维素和木质素较高的物质通过高温热裂解反应产生三相产物，即固相产物生物炭、液相产物木醋液和木焦油、气相产物木燃气，但碳化技术普遍存在生产效率低，热利用率等问题，这是影响生物质碳化技术应用的难点。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供了一种生物质碳化耦合太阳能供暖装置，当PTC集热器无法满足用户热负荷时，启动生物质炭化装置并利用生物质碳化冷却一体化的可燃气回流区回收热解产出的高温热解气冷凝释放的显热和潜热，通过生物炭冷却区回收高温热碳中的显热同时使高温热碳快速冷却，通过板式换热器回收炉膛排放的高温烟气的显热，以水作为热循环工质向用户提供热量，形成一种能耗小，效率高，低碳环保的太阳能供暖装置和碳化装置。

本发明的技术原理：

一种生物质碳化耦合太阳能供暖装置，结构主要包括生物质碳化冷却一体化余热回收装置、PTC太阳能集热器、蓄热水箱和自动控制系统，生物质碳化冷却一体化余热回收装置作为太阳能的辅助热源，与太阳能集热器通过三通阀连接，通过温度传感器控制集热系统运行，集热系统包含三种运行模式：PTC太阳能集热器单一供热；生物质碳化冷却一体化余热回收装置单一供热；PTC太阳能集热器与生物质碳化冷却一体化余热回收装置联合供热。生物质碳化冷却一体化余热回收装置上部主体为炭化区、进料区、可燃气回燃区、隔热区、冷却区和出料区，炭化区设有碳化管道和炉膛，所述炉膛周围有保温层包裹，炉膛上部设有烟气出口与板式烟气换热器相连，板式烟气换热器设有出水口和进水口。可燃气回燃区设有可燃气冷凝套管，套管外层利用循环水冷却套管内层的可冷凝行气体并回收热量，燃气冷凝套管外层上端设有循环水出口并与可燃气回流区出水接口相连，下端设有循环水进口并与可燃气回流区进水接口相连。冷却区外管上端设有循环水出口并与冷却区出水接口相连，下端设有循环水进口与冷却区进水接口相连。当PTC集热器无法满足供暖需要时通过三通阀将PTC集热器与生物质碳化冷却一体化余热回收装置串联联合供热，在夜晚或极端天气时，PTC集热器无法供热，通过改变三通阀开口采用生物质碳化冷却一体化余热回收装置单独供热。

本发明的技术方案：

一种生物质碳化耦合太阳能供暖装置，结构主要包括生物质碳化冷却一体化余热回收装置、PTC太阳能集热系统、蓄热系统和自动控制系统，生物质碳化冷却一体化余热回收装置作为太阳能的辅助热源，与太阳能集热器通过三通阀连接，通过温度传感器控制集热系统运行。