CN102563960B - 太阳能冷热电三联供系统 - Google Patents

太阳能冷热电三联供系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种太阳能冷热电三联供系统包括:太阳能光热光电一体化组件,其包括位于背面的太阳能集热器和位于正面的太阳能电池;第一储热水箱,其能够与所述太阳能光热光电一体化中的太阳能集热器进行流体循环,用于收集太阳能集热器产生的热能;储电系统,所述太阳能光热光电一体化组件中的太阳能电池产生的电能被存储到储电系统;光热组件;第二储热水箱,其能够与所述光热组件进行流体循环,用于收集光热组件产生的热能;热泵换热终端;和热泵。其中,所述第一储热水箱、第二储热水箱或热泵换热终端能够选择性地与所述热泵的蒸发端和冷凝端进行流体循环。其仅利用太阳能,通过系统内部的调节与匹配,为用户最优地分配冷、热、电能源。

Description

太阳能冷热电三联供系统

技术领域

[0001 ] 本发明涉及一种太阳能冷热电三联供系统。

背景技术

[0002] 在本申请中,将“太阳能冷热电三联供系统”定义为:利用太阳能为唯一输入能源,可为用户提供冷能(夏季制冷)、热能(40°C至90°C的生活热水和冬季取暖)及电能(太阳能发电的部分由系统内部使用。剩余部分提供给用户使用)的综合能源生产系统。

[0003] 本发明要解决的核心技术问题是利用可再生绿色能源-太阳能,进行冷、热、电能源的生产。其中本发明特别关注的是提高系统整体效率以及保证系统冷、热、电负荷与用户需求的匹配。

[0004] 在现有技术中,还没有一种能够稳定且高效地为用户提供冷、热、电太阳能系统。

发明内容

[0005] 本发明提供一种太阳能冷热电三联供系统,其仅利用太阳能,通过系统内部的调节与匹配,为用户最优地分配冷、热、电能源。

[0006] 根据本发明的一个方面,提供一种太阳能冷热电三联供系统包括:太阳能光热光电一体化组件,所述太阳能光热光电一体化组件包括位于背面的太阳能集热器和位于正面的太阳能电池;第一储热水箱,所述第一储热水箱能够与所述太阳能光热光电一体化组件中的太阳能集热器进行流体循环,用于收集太阳能集热器产生的热能;储电系统,所述太阳能光热光电一体化组件中的太阳能电池产生的电能被存储到所述储电系统;光热组件;第二储热水箱,所述第二储热水箱能够与所述光热组件进行流体循环,用于收集光热组件产生的热能;热栗换热终端;和热栗。其中,所述第一储热水箱、第二储热水箱或热栗换热终端能够选择性地与所述热栗的蒸发端和冷凝端进行流体循环。

[0007] 在本发明的一个优选实施例中,当需要通过热栗将所述第一储热水箱中的热能转移到所述第二储热水箱中时,所述热栗的蒸发端与所述第一储热水箱进行流体循环,并且所述热栗的冷凝端与所述第二储热水箱进行流体循环。

[0008] 根据本发明的一个优选实施例,所述太阳能冷热电三联供系统还包括吸收式空调和制冷终端,其中,所述第二储热水箱能够与所述吸收式空调进行流体循环,用于向所述吸收式空调提供热能;所述吸收式空调能够与所述制冷终端进行流体循环,用于向所述制冷终端提供冷能。

[0009] 根据本发明的一个优选实施例,当需要通过热栗向所述制冷终端提供冷能时,所述热栗的蒸发端与所述制冷终端进行流体循环,并且所述热栗的冷凝端与所述热栗换热终端进行流体循环。

[0010] 根据本发明的一个优选实施例,当需要通过热栗将环境热能转移到所述第一储热水箱或第二储热水箱时,所述热栗的蒸发端与所述热栗换热终端进行流体循环,并且所述热栗的冷凝端与所述第一储热水箱或第二储热水箱进行流体循环。

[0011] 根据本发明的一个优选实施例,所述储电系统分别向用户、热栗和吸收式空调供电。

[0012] 根据本发明的一个优选实施例,所述第一储热水箱向用户提供具有第一温度的热水,所述第二储热水箱向用户提供具有高于第一温度的第二温度的热水。其中,所述第一温度的热水可以在40°C至60°C,所述第二温度的热水可以在61°(:至90°(:。

[0013] 根据本发明的一个优选实施例,所述热栗为地源热栗,并且所述热栗换热终端为地埋管。

[0014] 根据本发明的另一个优选实施例,所述热栗为空气源热栗,并且所述热栗换热终端为室外机组。

[0015] 根据本发明的又一个优选实施例,所述热栗为水源热栗,并且所述热栗换热终端为地下水吸、排系统。

[0016] 在本发明的太阳能冷热电三联供系统中,由于第一储热水箱、第二储热水箱或热栗换热终端能够选择性地与热栗的蒸发端和冷凝端进行流体循环,即,第一储热水箱、第二储热水箱和热栗换热终端中的任一个能够选择性地与热栗的蒸发端和冷凝端流体连通,因此,热栗既能够实现第一储热水箱和第二储热水箱之间的热能转移,也能够实现热栗换热终端与第一储热水箱、第二储热水箱或室内的制冷终端之间的热能转移,从而实现热能的最佳匹配。另外,太阳能冷热电三联供系统所需电能完全实现自给,并且能够向用户提供电能和不同温度的热水。

附图说明

[0017]图1显示根据本发明的一个优选实施例的太阳能冷热电三联供系统。

具体实施方式

[0018] 下面通过实施例,并结合附图,对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中,相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释,而不应当理解为对本发明的一种限制。

[0019]图1显示根据本发明的一个优选实施例的太阳能冷热电三联供系统。

[0020] 如图1所示,在本发明的一个优选实施例中,太阳能冷热电三联供系统,主要包括:太阳能光热光电一体化组件1、热栗换热终端2、光热组件3、第一储热水箱4a、第二储热水箱4b、热栗5和储电系统6等。

[0021] 尽管未图示,在本发明的一个优选实施例中,太阳能光热光电一体化组件I包括位于背面的太阳能集热器和位于正面的太阳能电池。由于太阳能光热光电一体化组件I的结构属于公知技术,因此,在这里不再详细说明。

[0022] 如图1所示,第一储热水箱4a与太阳能光热光电一体化组件I中的太阳能集热器之间具有进行流体循环的管路,用于收集太阳能集热器产生的热能。

[0023] 如图1所示,太阳能光热光电一体化组件I中的太阳能电池产生的电能被直接存储到储电系统6。

[0024] 请继续参见图1,在图示的优选实施例中,第二储热水箱4b与光热组件3之间具有进行流体循环的管路,用于收集光热组件3产生的热能。

[0025] 如图1所示,第一储热水箱4a向用户7提供具有第一温度的热水(低温热水),第二储热水箱4b向用户7提供具有第二温度的热水(高温热水)。在本发明的一个优选实施例中,低温热水的温度可以为40-60摄氏度,高温热水的温度可以为61-90摄氏度。

[0026] 如图1所示,太阳能冷热电三联供系统还可以包括吸收式空调9和能够与吸收式空调9进行流体循环的制冷终端8,第二储热水箱4b与吸收式空调9之间具有进行流体循环的管路,用于向吸收式空调9提供热能,同时吸收式空调9还利用储电系统6提供电能。这样,吸收式空调9就可以利用第二储热水箱4b的热能和储电系统6的电能进行工作,从而通过位于室内的制冷终端8向室内提供冷能。由于吸收式空调9属于现有技术,这里不再详细说明。

[0027] 尽管未图示,在本发明的一个优选实施例中,热栗5可以为地源热栗,并且热栗换热终端2可以为地埋管,该地埋管作为地源热栗的吸热/散热端。

[0028] 尽管未图示,在本发明的另一个优选实施例中,热栗5可以为空气源热栗,并且热栗换热终端2可以为室外机组。

[0029] 尽管未图示,在本发明的又一个优选实施例中,热栗5可以为水源热栗,并且热栗换热终端2可以为地下水吸、排系统。下面借助图1所示的实施例来详细说明通过热栗5如何进行各种热能的匹配过程。

[0030] 如图1所示,当需要通过热栗5将第一储热水箱4a中的热能转移到第二储热水箱4b中时,打开阀门41、42、43,并且关闭阀门44、45、46、47,使得热栗5的蒸发端与第一储热水箱4a进行流体循环,并且使得热栗5的冷凝端与第二储热水箱4b进行流体循环,从而能够通过热栗5将第一储热水箱4a中的热能转移到第二储热水箱4b中,用于加热第二储热水箱4b。

[0031] 如图1所示,当需要通过热栗5将环境热能转移到第二储热水箱4b时,打开阀门43、45,并且关闭阀门41、42、44、46、47,使得热栗5的蒸发端与热栗换热终端2进行流体循环,并且使得热栗5的冷凝端与第二储热水箱4b进行流体循环,从而能够通过热栗5将环境热能转移到第二储热水箱4b中,用于加热第二储热水箱4b。

[0032] 如图1所示,当需要通过热栗5将环境热能转移到第一储热水箱4a时,打开阀门41、45、46,并且关闭阀门42、43、44、47,使得热栗5的蒸发端与热栗换热终端2进行流体循环,并且使得热栗5的冷凝端与第一储热水箱4a进行流体循环,从而能够通过热栗5将环境热能转移到第一储热水箱4a中,用于加热第一储热水箱4a。

[0033] 请继续参见图1,当需要通过热栗5向制冷终端8提供冷能时,打开阀门44、47,并且关闭阀门41、42、43、45、46,使得热栗5的蒸发端与制冷终端8进行流体循环,并且使得热栗5的冷凝端与热栗换热终端2进行流体循环,从而能够通过热栗5为位于室内的制冷终端8提供冷能,同时能够将室内多余的热能经热栗换热终端2排放到地下。

[0034] 在本发明的一个优选实施例中,如图1所示,热栗5由储电系统6供电。而且,储电系统6还可以把多余的电能供应给用户7。

[0035] 请注意,在本申请中,实现第一储热水箱4a、第二储热水箱4b或热栗换热终端2选择性地与热栗5的蒸发端和冷凝端进行流体循环连通的管路不限于图1所示的实施例,因为,实现同一功能的管路连接是千变万化的,难以一一列举,例如,在本申请中,第一储热水箱4a、第二储热水箱4b或热栗换热终端2中的任一个可以都通过单独的管路分别与热栗5的蒸发端和冷凝端连接,通过各个单独的管路上的阀门控制各个单独的管路的通断,或者,例如,还可以通过一个具有多个可控通路的阀块来实现第一储热水箱4a、第二储热水箱4b或热栗换热终端2中的任一个与热栗5的蒸发端和冷凝端的选择性连接。

[0036] 在图1所示的优选实施例中,为了进行流体循环,可以在各个循环管路上设置循环栗10。但是,为了附图简洁,在一些流体循环管路上没有显示这些循环栗。

[0037] 虽然结合附图对本发明进行了说明,但是附图中公开的实施例旨在对本发明优选实施方式进行示例性说明,而不能理解为对本发明的一种限制。

[0038] 虽然本总体发明构思的一些实施例已被显示和说明,本领域普通技术人员将理解,在不背离本总体发明构思的原则和精神的情况下,可对这些实施例做出改变,本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。

Claims (10)

1.一种太阳能冷热电三联供系统,包括: 太阳能光热光电一体化组件(I),所述太阳能光热光电一体化组件(I)包括位于背面的太阳能集热器和位于正面的太阳能电池; 第一储热水箱(4a),所述第一储热水箱(4a)能够与所述太阳能光热光电一体化组件(I)中的太阳能集热器进行流体循环,用于收集太阳能集热器产生的热能; 储电系统(6),所述太阳能光热光电一体化组件(I)中的太阳能电池产生的电能被存储到所述储电系统(6); 光热组件⑶; 第二储热水箱(4b),所述第二储热水箱(4b)能够与所述光热组件(3)进行流体循环,用于收集光热组件产生的热能; 热栗换热终端(2);和 热栗(5), 其特征在于: 所述第一储热水箱(4a)、第二储热水箱(4b)或热栗换热终端(2)能够选择性地与所述热栗(5)的蒸发端和冷凝端进行流体循环。
2.根据权利要求1所述的太阳能冷热电三联供系统,其特征在于: 当需要通过热栗(5)将所述第一储热水箱(4a)中的热能转移到所述第二储热水箱(4b)中时,所述热栗(5)的蒸发端与所述第一储热水箱(4a)进行流体循环,并且所述热栗(5)的冷凝端与所述第二储热水箱(4b)进行流体循环。
3.根据权利要求1所述的太阳能冷热电三联供系统,还包括吸收式空调(9)和制冷终端(8),其中, 所述第二储热水箱(4b)能够与所述吸收式空调(9)进行流体循环,用于向所述吸收式空调(9)提供热能; 所述吸收式空调(9)能够与所述制冷终端(8)进行流体循环,用于向所述制冷终端(8)提供冷能。
4.根据权利要求3所述的太阳能冷热电三联供系统,其特征在于: 当需要通过热栗(5)向所述制冷终端(8)提供冷能时,所述热栗(5)的蒸发端与所述制冷终端(8)进行流体循环,并且所述热栗(5)的冷凝端与所述热栗换热终端(2)进行流体循环。
5.根据权利要求1所述的太阳能冷热电三联供系统,其特征在于: 当需要通过热栗(5)将环境热能转移到所述第一储热水箱(4a)或第二储热水箱(4b)时,所述热栗(5)的蒸发端与所述热栗换热终端(2)进行流体循环,并且所述热栗(5)的冷凝端与所述第一储热水箱(4a)或第二储热水箱(4b)进行流体循环。
6.根据权利要求3所述的太阳能冷热电三联供系统,其特征在于:所述储电系统(6)分别向用户(7)、热栗(5)和吸收式空调(9)供电。
7.根据权利要求1所述的太阳能冷热电三联供系统,其特征在于: 所述第一储热水箱(4a)向用户(7)提供具有第一温度的热水,所述第二储热水箱(4b)向用户(7)提供具有高于第一温度的第二温度的热水, 其中,所述第一温度的热水在40°C至60°C,所述第二温度的热水在61°C至90°C。
8.根据权利要求1所述的太阳能冷热电三联供系统,其特征在于:所述热栗(5)为地源热栗,并且所述热栗换热终端(2)为地埋管。
9.根据权利要求1所述的太阳能冷热电三联供系统,其特征在于:所述热栗(5)为空气源热栗,并且所述热栗换热终端(2)为室外机组。
10.根据权利要求1所述的太阳能冷热电三联供系统,其特征在于:所述热栗(5)为水源热栗,并且所述热栗换热终端(2)为地下水吸、排系统。
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