CN109695909A - 跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明申请涉及太阳能供热供暖制冷发电领域，特别涉及跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统，包括：外保温系统(含反光器)、透光系统、集热系统、蓄热材料、供热供暖系统、制冷系统、发电系统、蓄热系统、用热用冷采暖需求端、泵等。建设蓄热系统，在蓄热系统上面铺设密闭透光系统，有太阳光照的时候，外保温系统打开，从天空直射和散射的太阳能以及从反光器反射的太阳能被集热系统和蓄热材料吸收并储存在蓄热系统中；夜晚或没有太阳光照的时候，外保温系统闭合，尽量减少蓄热系统的热量损失。该系统蓄热效率高、单位集热量投资低、经济社会效益好，全年可为农、工、商等领域供热发电，夏季制冷、冬季供暖，可以大规模替代化石能源。

Description

跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统
技术领域
本发明申请涉及太阳能供热供暖制冷发电领域，特别涉及跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统。
背景技术
近年来，我国能源对外依存度不断提高，能源安全形势不容乐观；能源消费总量快速增长，2016年我国能源消费总量达43.6亿吨标准，占到世界能源消费总量的23％，居世界第一；建筑供热负荷和空调制冷负荷不断攀升，人均用电量显著增长，但与国际发达国家相比，我国人均用能量和人均用电量还有很大差距；温室气体排放总量大，应对气候变化压力增大：与此同时，以煤为主的能源消费结构导致生态环境破坏加剧、大气污染严重，特别是大量采暖用煤导致冬季雾霾频发，成为制约我国经济社会健康平稳发展的重要瓶颈，而“煤改气”、“煤改电”成本高，增加了用能成本，因此，大规模开发利用清洁可再生能源特别是利用太阳能供热供暖制冷发电的技术势在必行。
我国陆地表面每年接受的太阳辐射能约50万亿吉焦，折合1.7万亿吨标准煤，相当于2016年全国能源消费总量的400倍。目前，我国太阳能开发利用量不足1亿吨标准煤，有很大开发利用空间，这其中，太阳能跨季节蓄热供热供暖制冷发电系统清洁环保，越来越受到重视，但由于受到能量密度低、昼夜变化和阴晴雨雪天气的影响，大规模开发利用太阳能进行供热供暖制冷发电面临挑战。
发明内容
目前，国内外对太阳能跨季蓄热供热制冷发电系统开展了大量研究和实践，取得了一定进展，但还有很多不足之处，主要是：设计理念需要进一步提升，现有太阳能季节蓄热供热供暖制冷发电工程中间环节多、工艺流程复杂，造成了不必要的浪费，大规模推广应用成本高；跨季节太阳能蓄热集热系统整体能源效率偏低，冬季供暖需要使用补充热源，难以实现全部利用太阳能进行供暖；现有太阳能蓄热工程单位集热量投资高，总投资回收周期偏长；维护成本高，户外太阳能集热管(板)风吹雨打、容易损坏，需要不定期维修更换。
本发明的目的是提供新型跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统，以解决目前跨季节太阳能蓄热整体效率低、单位产出投资成本高、辅助设备装置多等问题，实现四季蓄热，全年供热发电、夏季制冷、冬季供暖。
为实现上述目的，本发明的太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统的关键技术在于：其包括外保温系统(含反光器)、透光系统、集热系统、蓄热材料、供热供暖系统、制冷系统、发电系统、蓄热系统等，并对各个部分进行了一系列创新设计。所述外保温系统(含反光器)包括上表面和侧面，其在水平面的横截面可以为三角形、多边形或曲线图形；所述透光系统包括上表面和侧面，透光系统上表面倾斜或水平放置，倾斜角度根据本发明的系统所在地区纬度而确定；通过优化设计透光面积与蓄热系统容积，透光系统与蓄热系统连接在一起。在有太阳光照时，外保温系统打开，可旋转保温盖(含反光器)旋转的角度根据所在地区纬度和季节而调整，太阳辐射能(含反射光)被集热系统和蓄热材料吸收并储存在蓄热系统中；在夜晚、没有太阳光照或太阳光照强度比较弱的时候，外保温系统闭合，尽量减少蓄热系统的热量损失；换热器中的流体在蓄热系统中吸收热量，温度提高后，被泵提送至供热、供暖管网，制冷系统或螺杆膨胀发电系统，用于供热、供暖、制冷或发电。
(1)本发明的跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统中的外保温系统(含反光器)第一种技术方案为：所述反光器铺设在可旋转保温盖内表面，保温反光一体化设计，反光器整体为曲面(抛物面)或平面。在有太阳光照射时，所述可旋转保温盖通过滑轮组或吊运提升机或液压装置提升到一定位置并固定，或者依据太阳高度角、太阳方位角的变化进行调整，朝东可旋转保温墙和朝南可旋转保温墙旋转至水平位置，当地正午时间前，朝西可旋转保温墙保持在竖直位置，当地正午(当地真太阳时的正午)时间后，朝西可旋转保温墙旋转至水平位置，朝东可旋转保温墙旋转至竖直位置；在夜晚、没有太阳光照、光照强度比较弱或雨雪冰雹天气时，可旋转保温盖、朝东可旋转保温墙、朝南可旋转保温墙、朝西可旋转保温墙均闭合，与朝北固定保温墙形成密闭的外保温系统。可旋转保温盖转动的角度或提升的高度依据系统所在地的纬度和季节而确定。
本发明的跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统中的外保温系统(含反光器)第二种技术方案为：在第一种技术方案的基础上，朝东可旋转保温墙和朝西可旋转保温墙上面分别安装可折叠反光装置。
本发明的跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统中的外保温系统(含反光器)第三种技术方案为：在第一种技术方案或第二种技术方案的基础上，朝东可旋转保温墙、朝西可旋转保温墙和朝南可旋转墙内表面分别安装反光器，朝东可旋转保温墙、朝西可旋转保温墙和朝南可旋转墙旋转的角度根据所在地的纬度、季节和太阳高度角的变化而确定。
本发明的跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统中的外保温系统(含反光器)第四种技术方案为：在第一种技术方案或第二种技术方案或第三种技术方案的基础上，当冬季来临、室外天气较冷时，在外保温系统(含反光器)和透光系统之间再安装一层密闭高透光系统，进一步加强保温，当春季来临、室外天气转暖时，再拆除。
(2)本发明的跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统中的透光系统第一种技术方案为：在有太阳光照的时候，打开外保温系统，从天空直射和散射的太阳辐射能以及从反光器反射的太阳辐射能透过所述透光系统，被集热系统和蓄热材料吸收并储存在蓄热系统中，透光系统上表面水平放置，透光系统北面可采用保温玻璃系统，也可利用朝北固定保温墙，透光系统可采用单层或多层中空玻璃、真空玻璃、有机玻璃、聚碳酸酯、阳光板、凸透镜等，保持整体良好的透光性能、密闭性能和保温性能。
本发明的跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统中的透光系统第二种技术方案为：在第一种技术方案的基础上，透光系统上表面倾斜放置，倾斜的角度根据所在地的纬度而确定。
本发明的跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统中的透光系统第三种技术方案为：在第一种技术方案或第二种技术方案的基础上，透光系统高度整体下调，朝南方向不再设置透光面。
(3)本发明的跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统中的集热系统第一种技术方案为：所述集热系统吸收透过透光系统的太阳辐射能，并把热量传递给蓄热材料。可采用金属集热板吸收太阳辐射能，金属集热板表面为太阳选择性吸收涂层，金属集热板水平或倾斜放置，固定在蓄热系统中，金属集热板温度升高后，通过热传导和对流传热将热量传递给上层蓄热材料(上层蓄热材料也会吸收部分太阳辐射能)，上层蓄热材料再通过热传导的方式将热量传递至下层蓄热材料。
本发明的跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统中的集热系统第二种技术方案为：在第一种技术方案的基础上，金属集热板设置循环液系统，通过循环液将金属集热板和上层蓄热材料的热量传递至下层蓄热材料。
本发明的跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统中的集热系统第三种技术方案为：在第一种技术方案的基础上，设置搅拌器，通过搅拌，促进蓄热系统内热量的传递。
本发明的跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统中的集热系统第四种技术方案为：在第一种技术方案的基础上，蓄热材料与金属集热板之间设置密闭保温层，通过循环液将金属集热板的热量传递给蓄热材料。
本发明的跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统中的集热系统第五种技术方案为：在第一种技术方案或第二种技术方案或第四种技术方案的基础上，在透光玻璃上表面安装集热管，或者集热管与透光玻璃上表面一体化设计安装，集热管东西方向或南北方向放置，通过循环水自循环或者加压循环方式吸收集热管的热量，并传递给蓄热材料，储存在蓄热系统中。
本发明的跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统中的集热系统第六种技术方案为：在第一种技术方案或第二种技术方案或第四种技术方案的基础上，在透光玻璃上表面安装聚光型太阳能集热器，或者聚光型太阳能集热器与透光玻璃上表面一体化设计安装，集热器东西方向或南北方向放置，同时可选择安装太阳光跟踪装置，以获取更高温度，通过循环水自循环或者加压循环方式吸收集热器的热量，并传递给蓄热材料，储存在蓄热系统中。
(4)本发明的跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统中的蓄热材料第一种技术方案为：所述蓄热材料将透过透光系统或被集热器、集热管、集热板吸收的太阳辐射能以热能的形式蓄积起来，对温度要求较低的用热需求，可以采用水、砾石-水等作为蓄热材料。
本发明的跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统中的蓄热材料第二种技术方案为：采用相变蓄热材料，根据热用户对温度的要求，可以采用低温相变蓄热材料、中温相变蓄热材料、高温相变蓄热材料以及复合相变蓄热材料等。
本发明的跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统中的蓄热材料第三种技术方案为：采用导热油作为蓄热材料。
本发明的跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统中的蓄热材料第四种技术方案为：在第一种技术方案或第二种技术方案或第三种技术方案的基础上，在蓄热材料中添加高效导热颗粒或微纳米材料，增强蓄热材料的热传导能力。
(5)本发明的跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统中的供热供暖系统第一种技术方案为：所述供热供暖系统中循环液体从蓄热材料中吸收热量后温度升高，通过循环泵，将热量输送至用热需求端或供暖需求端，从用热需求端和供暖需求端出来的低温循环液进入蓄热系统的换热器中，再次吸热温度升高，不断循环。
本发明的跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统中的供热供暖系统第二种技术方案为：所述供热供暖系统中的循环液体从蓄热材料中吸收热量后温度升高，通过循环泵，将热量输送至换热站后返回蓄热系统的换热器中，换热站中的流体吸热后将热量输送至用热需求端或供暖需求端，从用热需求端或供暖需求端出来的低温流体进入换热站，再次吸热温度升高，不断循环。
本发明的跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统中的供热供暖系统第三种技术方案为：在第一种技术方案或第二种技术方案的基础上，设置吸收式换热机组，进一步降低供热供暖系统循环液回路温度，实现大温差供热供暖，提高换热效能，减少管网功耗。
本发明的跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统中的供热供暖系统第四种技术方案为：在第一种技术方案或第二种技术方案或第三种技术方案的基础上，设置补燃机组或热泵机组，提高所述供热供暖系统的稳定性。
(6)本发明的跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统中的吸收式制冷系统第一种技术方案为：所述吸收式制冷系统中的热源在蓄热系统中吸热，温度升高后，被循环泵提送至所述吸收式制冷系统的发生器，将热量传递给发生器中的高温浓溶液后温度下降，返回蓄热系统中吸热，不断循环。冷却水通过吸收器和冷凝器，温度升至40℃左右，该冷却水可用来供应生活热水。冷水在所述吸收式制冷系统的蒸发器中放热，温度下降，输送至建筑物空调系统或用冷工艺，吸收热量后温度升高，再返回所述吸收式制冷系统的蒸发器中放热，形成循环。
本发明的跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统中的吸收式制冷系统第二种技术方案为：在第一种技术方案的基础上，通过所述吸收式制冷系统的吸收器和冷凝器的冷却水，温度升高后，与从所述供热供暖系统中的换热站或吸收式换热机组出来的循环液体，进行热交换，冷却水温度下降后，再返回所述吸收式制冷系统的吸收器和冷凝器吸热，不断循环。循环液吸收冷却水的热量后，回到蓄热系统中继续吸热，温度进一步升高后，再向供热需求端供热。冷水在所述吸收式制冷系统的蒸发器中放热，温度下降，输送至建筑物空调系统或用冷工艺，吸收热量后温度升高，再返回所述吸收式制冷系统的蒸发器中放热，形成循环。
本发明的跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统中的吸收式制冷系统第三种技术方案为：所述吸收式制冷系统中的热源在所述供热供暖系统中的换热站或吸收式换热机组中吸热，温度升高后，被循环泵送至所述吸收式制冷系统的发生器，将热量传递给发生器中的高温浓溶液后温度下降，返回换热站或吸收式换热机组中吸热，不断循环。冷却水通过所述吸收式制冷系统中的吸收器和冷凝器后，该冷却水可用来供应生活热水，或用于加热一次网回水或二次网回水。冷水在所述吸收式制冷系统的蒸发器中放热，温度下降，输送至建筑物空调系统或用冷工艺，吸收热量后温度升高，再返回所述吸收式制冷系统的蒸发器中放热，不断循环。
(7)本发明的跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统中的螺杆膨胀发电机系统第一种技术方案为：所述螺杆膨胀发电机系统的热源在蓄热系统中吸热，温度升高后，被循环泵送至所述螺杆膨胀发电机系统的蒸发器，将热量传递给蒸发器中的循环工质后温度下降，返回蓄热系统中吸热，不断循环。循环工质温度压力升高后进入螺杆膨胀机做功，螺杆膨胀机带动发电机转动产生电力，循环工质做完功后温度压力下降，在冷凝器中被冷却水凝结，然后被循环泵提送至蒸发器吸热，不断循环。
本发明的跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统中的螺杆膨胀发电机系统第二种技术方案为：在第一种技术方案的基础上，所述螺杆膨胀发电机系统中用来冷却的冷却水，吸收热量后，温度升高，与从所述供热供暖系统的换热站或吸收式换热机组出来的循环液体，进行热交换，冷却水温度下降后，再返回所述螺杆膨胀发电机系统的冷凝器中吸热，不断循环。循环液体吸收冷却水的热量后，返回蓄热系统中继续吸热，温度进一步升高后，再向供热需求端供热。
(8)本发明的跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统中的蓄热系统第一种技术方案为：所述保温蓄热系统作为蓄积热量的场所，蓄热系统采用长方体、多面体、圆柱体等钢筋混泥土结构或保温箱体，岩棉板等保温材料与混泥土一体化建设。
本发明的跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统中的蓄热系统第二种技术方案为：在第一种技术方案的基础上，保温材料铺设在蓄热系统外表面的竖直面。
本发明的跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统，其包括的外保温系统(含反光器)、透光系统、集热系统、蓄热材料、供热供暖系统、制冷系统、发电系统、蓄热系统等各个部分可以根据上述的技术方案进行自由组合，形成多个可选的跨季节高效太阳能蓄热供热系统、供暖系统、制冷系统、发电系统、供热供暖系统、供热制冷系统、供热发电系统、制冷供暖系统、发电供暖系统、制冷发电系统、供热供暖制冷系统、供热供暖发电系统、供热制冷发电系统、供暖制冷发电系统或供热供暖制冷发电系统；本发明的跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统可以采用单个系统，也可以利用模块化设计，实现大规模跨区域供热供暖制冷发电。
采用上述跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统所产生的有益效果在于：
(1)系统集热效率高，单位面积年蓄积的太阳辐射能高，可以达到4至9吉焦，主要是由于本发明的系统尽可能吸收利用太阳辐射能，包括透光系统上表面、竖直面以及可旋转保温盖、可旋转保温墙内表面等都能够透光或反光；同时本系统独特的集热蓄热保温一体化设计，可以尽可能减少热量损失。
(2)适用范围广，适用于工业、城市、县城、社区、乡镇、农村、农业以及海岛等全年发电供热、夏季制冷、冬季供暖，可以在全国推广应用。
(3)太阳保证率高，冬季供暖可以选择不采用辅助热源。
(4)系统结构简单、便于清洁、易于维护，单位集热量投资和运行成本低，投资回收周期短。
(5)系统可靠性好，外保温系统可以大幅减少恶劣自然天气对本发明的系统特别是集热系统的破坏。
(6)节能减排效果明显，建设1万平方米所述跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统，年可实现供热量4万至9万吉焦，可为13万至30万平方米的城镇住宅建筑进行夏季供冷和冬季供暖，年可节约标准煤1700-3900吨，相当于减少二氧化碳排放4000-9000吨。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面对现有技术方案或具体实施例中使用的附图作简单地介绍，显而易见地，以下附图仅是用于方便理解本发明实施方式，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统的具体实施例1的示意图；
图2(a)、图2(b)、图2(c)是本发明的跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统的外保温系统(含反光器)示意图；
图3(a)、图3(b)、图3(c)、图3(d)、图3(e)是本发明的跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统的透光系统示意图；
图4(a)、图4(b)、图4(c)、图4(d)、图4(e)、图4(f)、图4(g)是本发明的跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统的集热系统示意图；
图5(a)、图5(b)、图5(c)、图5(d)、图5(e)、图5(f)、图5(g)是本发明的跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统的供热供暖系统、制冷系统与发电系统示意图；
图6是本发明的跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统的大规模模块化应用的示意图；
图7是本发明的跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统的具体实施例2的示意图。
图8是本发明的跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统的具体实施例3的示意图。
其中：1-可旋转保温盖，12-反光器，13-朝西可旋转保温墙，14-朝南可旋转保温墙，15-朝东可旋转保温墙，16-滑轮组、17-滑轮组，18-朝西可折叠反光装置，19-朝东可折叠反光装置，2-透光系统，21-玻璃保温罩，3-金属集热板，31-集热换热器，32-搅拌器，33-集热管，35-聚光器，36-集热器，4-换热器，41-泵、42-泵、43-泵，44-用热需求端，45-采暖需求端，46-换热站，47-吸收式换热器，48-补燃机组或热泵机组，5-吸收式制冷机组，51-泵，52-冷却水热交换器，6-螺杆膨胀机，61-蒸发器，62-冷凝器，63-发电机，7-蓄热系统。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1：
本发明的跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统的具体实施例1，如图1所示。该跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统包括可旋转保温盖1，反光器12，朝西可旋转保温墙13，朝南可旋转保温墙14，朝东可旋转保温墙15，滑轮组16、滑轮组17，透光系统2，金属集热板3，集热换热器31，换热器4，泵41、泵42、泵43，用热需求端44，采暖需求端45，吸收式制冷机组5，螺杆膨胀机6，蒸发器61，冷凝器62，发电机63，蓄热系统7。
所述反光器12置于可旋转保温盖1的内表面，将照射到可旋转保温盖1内表面的太阳光反射到透光系统2的上表面。
在有太阳光照射时，所述可旋转保温盖1通过滑轮组16和滑轮组17而转动，并根据所在地的纬度和季节旋转并固定在适当位置；朝南可旋转保温墙14、朝东可旋转保温墙15和朝西可旋转保温墙13旋转至水平位置并固定。
所述透光系统2包括东、南、西、北四个表面和上表面，和所述蓄热系统7一起构成密闭保温透光系统。
所述透光系统2采用双层中空玻璃，也可选用真空玻璃、有机玻璃等，保持良好的透光性能、密闭性能和保温性能。所述透光系统2上表面根据所在地纬度倾斜安置，东、南、西三个表面竖直放置，北面直接利用朝北固定保温墙。
从天空直射和散射的太阳辐射能以及从所述反光器12反射的太阳辐射能透过所述透光系统2，被金属集热板3和蓄热材料吸收，储存在蓄热系统7中。
所述金属集热板3固定在蓄热系统7中，水平或倾斜放置，金属集热板3吸收太阳辐射能后温度升高，一部分热量被蓄热材料直接吸收，另一部分热量被循环液体吸收，循环液体将部分金属集热板3的热量和上层蓄热材料的热量传递至下层蓄热材料，促进蓄热系统温度场的均匀。
在夜晚或没有太阳光照的时候以及大风和雨雪冰雹天气，外保温系统闭合，尽量减少蓄热系统的热量损失和不利天气对本发明的系统的破坏。
所述螺杆膨胀发电机系统的热源在蓄热系统中吸热，温度升高后，被循环泵送至所述螺杆膨胀发电机系统的蒸发器，将热量传递给蒸发器61中的循环工质后温度下降，返回蓄热系统中吸热，不断循环。循环工质温度压力升高后进入螺杆膨胀机6做功，螺杆膨胀机6带动发电机63转动产生电力，循环工质做完功后温度压力下降，在冷凝器62中被冷却水凝结，然后被循环泵提送至蒸发器吸热，不断循环。
所述吸收式制冷系统中的热源在蓄热系统7中吸热，温度升高后，被循环泵51送至所述吸收式制冷系统5的发生器，将热量传递给发生器中的高温浓溶液后温度下降，返回蓄热系统7中吸热，不断循环。冷却水通过吸收器和冷凝器，温度升至40℃左右，该冷却水可用来供应生活热水。冷水在所述吸收式制冷系统5的蒸发器中放热，温度下降，输送至建筑物空调系统风机盘管中，吸收建筑物中的热量后温度升高，再返回所述吸收式制冷系统5的蒸发器中放热，不断循环。
所述换热器4在蓄热系统7内吸热后，温度升高，换热器4高温水出口与泵41相连，在泵42的带动下，进入用热需求端44，向热用户放热后，温度降低，返回蓄热系统7内的换热器4，再次吸热，形成循环，达到持续供热的目的。
在供暖季，所述换热器4在蓄热系统7中吸热后，温度升高，换热器4高温水出口与泵41相连，在泵43的带动下，进入供暖需求端45，向供暖用户放热后，温度降低，返回蓄热系统7中的换热器4，再次吸热，形成循环，达到持续供暖的目的。
实施例2：
本发明的跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统的具体实施例2，如图7所示。在实施例1的基础上，与实施例1不同的是，该跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统的透光系统2上表面安装集热管33，供热供暖系统增加吸收式换热机组47。
所述集热管33南北方向放置，从天空直射和散射的太阳辐射能以及从所述反光器12反射的部分太阳辐射能被集热管33吸收，部分太阳能辐射能透过透光系统2，被金属集热板3和蓄热材料吸收，储存在蓄热系统7中。
循环液体在所述集热管33和金属集热板3内自循环或者加压循环吸收其热量，并传递给蓄热材料，储存在蓄热系统7中。
所述换热器4在蓄热系统7内吸热后，温度升高，换热器4高温水出口与泵41相连，所述高温水进入吸收式换热机组47，温度下降后，返回蓄热系统7内的换热器4，再次吸热，不断循环。从用热需求端44或供暖需求端45出来的低温水在吸收式换热机组47中吸热后，温度升高，在泵42或泵43的带动下，向用热需求端44或供暖需求端45放热后，再进入吸收式换热机组47中吸热，不断循环。
实施例3：
本发明的跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统的具体实施例3，如图8所示。在实施例2的基础上，与实施例2不同的是，该跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统的透光系统2上表面安装聚光器35，聚光器35和集热器36东西方向放置，循环液体自循环或者加压循环方式吸收集热器36的热量，并传递给蓄热材料，储存在蓄热系统7中。所述吸收式制冷系统5中的热源在所述供热供暖系统中的换热站46或吸热收换热机组47中吸热，温度升高后，被循环泵送51至所述吸收式制冷系统5的发生器，将热量传递给发生器中的高温浓溶液后温度下降，返回换热站46或吸热收换热机组47中吸热，不断循环。冷却水通过吸收器和冷凝器后温度升高，该冷却水可用来供应生活热水，或用于加热一次网回水或二次网回水。该系统可获取更高温度，适用于对温度有更高要求的情况。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统的三种技术方案，而非对其限制。本部分采用具体实施例对本发明的思想及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想，在不脱离本发明思想的情况下，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统，其特征在于，包括：外保温系统(含反光器)、透光系统、集热系统、蓄热材料、供热和供暖系统、制冷系统、发电系统、蓄热系统。
2.根据权利要求1所述的跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统，其特征在于：所述外保温系统(含反光器)，包括上表面和侧面：可旋转保温盖(1)、反光器(12)、朝东可旋转保温墙(15)、朝南可旋转保温墙(14)、朝西可旋转保温墙(13)、朝北固定保温墙(11)、滑轮组或提升机(16)；所述外保温系统(含反光器)水平面的横截面为三角形、多边形或曲线图形；
在有太阳光照射时，所述可旋转保温盖(1)、朝东可旋转保温墙(15)、朝南可旋转保温墙(14)、朝西可旋转保温墙(13)分别旋转到一定角度后固定，旋转的角度依据所在地的纬度、季节而定，或安装太阳光追踪装置，旋转的角度随太阳高度角、太阳方位角而变化；所述反光器(12)铺设在可旋转保温盖(1)内表面，可旋转保温盖(1)内表面可以是曲面(抛物面)也可以是平面，形成保温反光一体化设计，所述朝东可旋转保温墙(15)、朝南可旋转保温墙(14)、朝西可旋转保温墙(13)内表面也可选择铺设反光器；在夜晚、雨雪冰雹天气或者光照强度比较弱时，所述可旋转保温盖(1)、朝东可旋转保温墙(15)、朝南可旋转保温墙(14)、朝西可旋转保温墙(13)均闭合，与朝北固定保温墙(11)形成封闭的外保温系统。
3.根据权利要求1所述的跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统，其特征在于：所述透光系统(2)包括上表面和侧面，上表面倾斜或水平放置，上表面倾斜的角度根据所在地区的纬度而确定。
4.根据权利要求1所述的跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统，其特征在于：所述集热系统包括金属集热板(3)、集热换热器(31)、集热管(33)、聚光器(35)、集热器(36)、阀门；
所述金属集热板(3)固定在蓄热系统(7)中，水平或倾斜放置，金属集热板(3)吸收太阳辐射能后温度升高，一部分热量被蓄热材料直接吸收，另一部分热量被循环液体吸收，循环液体将部分金属集热板(3)的热量和上层蓄热材料的热量传递至下层蓄热材料，促进蓄热系统温度场的均匀；所述循环液体可以是水或者导热油；
所述集热管(33)吸收从天空直射和散射的太阳辐射能以及从所述反光器(12)反射的部分太阳辐射能，循环液体在所述集热管(33)内自循环或者加压循环吸收其热量，并传递给蓄热材料，储存在蓄热系统(7)中；部分太阳能辐射能透过透光系统(2)，被金属集热板(3)和蓄热材料吸收，储存在蓄热系统(7)中；所述循环液体可以是水或者导热油；
所述集热器(36)吸收从天空直射和散射的太阳辐射能以及从所述聚光器(35)、反光器(12)反射的太阳辐射能，循环液体在所述集热器(36)内自循环或者加压循环吸收其热量，并传递给蓄热材料，储存在蓄热系统(7)中；部分太阳能辐射能透过透光系统(2)，被金属集热板(3)和蓄热材料吸收，储存在蓄热系统(7)中；所述循环液体可以是水或者导热油。
5.根据权利要求1所述的跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统，其特征在于：所述蓄热材料根据供热供暖制冷发电的温度要求，可以是水或砾石-水或相变蓄热材料或导热油。
6.根据权利要求1所述的跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统，其特征在于：所述蓄热系统(7)采用长方体或圆柱体钢筋混泥土结构或保温箱体结构，保温材料可与混泥土一体化建设；
所述蓄热系统(7)与所述透光系统(2)连接在一起，形成密闭保温透光系统。
7.根据权利要求1、4、5和6所述的跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统，其特征在于，所述供热供暖系统包括：换热器(4)，泵(41)、泵(42)、泵(43)，用热需求端(44)，采暖需求端(45)，换热站(46)，吸收式换热器(47)，补燃机组或热泵机组(48)、阀门；
所述换热器(4)中的水在蓄热系统(7)内吸热后，温度升高，换热器(4)高温水出口，在泵的带动下，向用热需求端(44)或供暖需求端(45)放热后，温度降低，返回蓄热系统(7)内的换热器(4)中，再次吸热，形成循环；
所述换热器(4)中的水在蓄热系统(7)内吸热后，温度升高，换热器(4)高温水出口与泵(41)相连，所述高温水进入吸收式换热机组(47)，温度下降后，返回蓄热系统(7)内的换热器(4)中，再次吸热，不断循环；从用热需求端(44)或供暖需求端(45)出来的低温水在吸收式换热机组(47)中吸热后，温度升高，在泵(42)或泵(43)的带动下，向用热需求端(44)或供暖需求端(45)放热后，再进入吸收式换热机组(47)中吸热，不断循环；
所述换热器(4)中的水在蓄热系统(7)内吸热后，温度升高，换热器(4)高温水出口与泵(41)相连，所述高温水进入补燃机组(热泵机组)(48)，温度下降后，返回蓄热系统(7)内的换热器(4)中，再次吸热，不断循环；从用热需求端(44)或供暖需求端(45)出来的低温水在补燃机组或热泵机组(48)中吸热后，温度升高，在泵(42)或泵(43)的带动下，向用热需求端(44)或供暖需求端(45)放热后，再进入补燃机组或热泵机组(48)中吸热，不断循环。
8.根据权利要求1、4、5、6和7所述的跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统，其特征在于，所述制冷系统包括：吸收式制冷机组(5)，泵(51)，冷却水热交换器(52)、阀门；
所述吸收式制冷系统中的热源在蓄热系统(7)中吸热，温度升高后，被循环泵(5)提送至所述吸收式制冷机组(5)的发生器，将热量传递给发生器中的高温浓溶液后温度下降，返回蓄热系统(7)中吸热，不断循环；冷却水通过吸收器和冷凝器后温度升高，该冷却水可用来供应生活热水；冷水在所述吸收式制冷机组(5)的蒸发器中放热，温度下降，输送至建筑物空调系统或用冷工艺，吸收热量后温度升高，再返回所述吸收式制冷机组(5)的蒸发器中放热，形成循环；
通过所述吸收式制冷机组(5)吸收器和冷凝器的冷却水，温度升高后，与从所述供热供暖系统的换热站(46)或吸收式换热机组(47)出来的循环液体，进行热交换，冷却水温度下降后，再返回所述吸收式制冷机组(5)中的吸收器和冷凝器吸热，不断循环；循环液体吸收冷却水的热量后，回到蓄热系统(7) 中继续吸热，温度进一步升高后，再向供热需求端供热；冷水在所述吸收式制冷机组(5)的蒸发器中放热，温度下降，输送至建筑物空调系统或用冷工艺，吸收热量后温度升高，再返回所述吸收式制冷机组(5)的蒸发器中放热，形成循环；
所述吸收式制冷机组(5)中的热源在所述供热供暖系统中的换热站(46)或吸热收换热机组(47)中吸热，温度升高后，被循环泵(51)提送至所述吸收式制冷机组(5)的发生器，将热量传递给发生器中的高温浓溶液后温度下降，返回换热站(46)或吸热收换热机组(47)中吸热，不断循环；冷却水通过吸收器和冷凝器后温度升高，该冷却水可用来供应生活热水，或用于加热一次管网回水或二次管网回水；冷水在所述吸收式制冷机组(5)的蒸发器中放热，温度下降，输送至建筑物空调系统或用冷工艺，吸收热量后温度升高，再返回所述吸收式制冷机组(5)的蒸发器中放热，形成循环。
9.根据权利要求1、4、5、6、7和8所述的跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统，其特征在于，所述发电系统包括：螺杆膨胀机(6)，蒸发器(61)，冷凝器(62)，发电机(63)、泵、阀门；
所述电机系统的热源在蓄热系统(7)中吸热，温度升高后，被循环泵送至所述发电机系统的蒸发器(61)，将热量传递给蒸发器(61)中的循环工质后温度下降，返回蓄热系统(7)中吸热，不断循环；循环工质温度压力升高后进入螺杆膨胀机(6)中做功，螺杆膨胀机(6)带动发电机(63)转动产生电力，循环工质做完功后温度压力下降，在冷凝器(62)中被冷却水冷凝，然后被循环泵提送至蒸发器(61)中吸热，不断循环；
所述发电机系统中的冷却水在冷凝器(62)吸收热量后，温度升高，与从所述供热供暖系统的换热站(46)或吸收式换热机组(47)出来的循环液体，进行热交换，冷却水温度下降后，再返回所述发电系统中的冷凝器(62)中吸热，不断循环；循环液吸收冷却水的热量后，回到蓄热系统(7)中继续吸热，温度进一步升高后，再向供热需求端供热。
10.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7、8和9所述的跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统，其特征在于，包括的外保温系统(含反光器)、透光系统、集热系统、蓄热材料、供热供暖系统、制冷系统、发电系统、蓄热系统等各个部分可以根据权利要求1、2、3、4、5、6、7、8和9进行自由组合，形成多个可选的跨季节高效太阳能蓄热供热系统、供暖系统、制冷系统、发电系统、供热供暖系统、供热制冷系统、供热发电系统、制冷供暖系统、发电供暖系统、制冷发电系统、供热供暖制冷系统、供热供暖发电系统、供热制冷发电系统、供暖制冷发电系统或供热供暖制冷发电系统；本发明跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统可以采用单个系统，也可以利用模块化设计，实现大规模跨区域供热供暖制冷发电。
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