CN201318255Y - 太阳能综合利用系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种太阳能综合利用系统，具有太阳能热水器、热水储存箱、热能储存箱、膨胀蒸发单元、蒸汽轮机、发电机和制冷单元，通过热水循环将低沸点的工作介质迅速膨胀汽化，使蒸汽轮机转动，蒸汽轮机驱动发电机实现发电目的，驱动制冷单元的压缩机实现制冷的目的。本实用新型充分利用太阳能来进行发电、制冷和满足人们日常用热水的需要，经济环保、节省能源；本实用新型具有热能储存箱，在夜间依然能继续提供热能，可连续供给电能、制冷和生活热水，设计合理；本实用新型的太阳能发电系统建造费用相对较低，实施容易，且可根据实际需要来确定太阳能综合利用系统的大小，适用范围广泛。

Description

太阳能综合利用系统
技术领域
本实用新型涉及一种太阳能综合利用系统。
背景技术
传统的燃料能源正在一天天减少，对环境造成的危害日益突出，同时全球还有20亿人得不到正常的能源供应。这个时候，全世界都把目光投向了可再生能源，希望可再生能源能够改变人类的能源结构，维持长远的可持续发展。这之中太阳能以其独有的优势而成为人们重视的焦点。丰富的太阳辐射能是重要的能源，是取之不尽、用之不竭的、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。
目前，太阳能光伏发电设备组件已得到了一定的发展，可以直接将光能转化为电能，然而光伏发电设备组件的高成本一直是大规模开发利用的障碍，特别是在一些经济不发达地区，更是如此。
而现有技术中通过真空金属超导管将太阳能转化为热能是一个比较成熟的技术，真空金属超导管是采用高效传热的技术和聚光技术相结合的原理，主要由一端开口的透明玻璃管、设置在管内的吸热组件和密封端盖构成，吸热组件的冷凝端穿过密封端盖伸出透明玻璃管，设置在储水箱中，透明玻璃管内为真空状态，这种真空金属超导管的热传导效率远远高于其它传热方式，能迅速将吸收的太阳热能传导到水中，放出热能给水吸收升温，且传热方式为单向传导，受天气影响较小。如何将这种成熟的技术进一步发展，使其用途能更进一步的扩展，为人们的日常生活做贡献，是人们目前正在研究的一个方向。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种开发成本相对较低，太阳能利用率高的太阳能综合利用系统。
实现本实用新型目的的技术方案是：一种太阳能综合利用系统，具有太阳能热水器、热水储存箱、热能储存箱、膨胀蒸发单元、蒸汽轮机、发电机和制冷单元，热水储存箱具有真空隔热箱壁和设置在箱体内的第一盘管；热能储存箱具有真空隔热箱壁、设置在箱体内的第二盘管和第三盘管以及填充在箱体内的二氧化硅矿石填料；膨胀蒸发单元具有介质盘管以及盘管夹套；太阳能热水器通过管道分别与热水储存箱的第一盘管以及热能储存箱的第二盘管连通从而形成两个热水循环回路；热水储存箱和热能储存箱的第三盘管分别通过管道与膨胀蒸发单元的盘管夹套相连通从而形成两个热水循环回路；膨胀蒸发单元的介质盘管通过管道与蒸汽轮机连通形成介质循环回路；制冷单元具有由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器组成的制冷回路，蒸汽轮机与发电机以及制冷单元的压缩机分别传动连接。
上述太阳能太阳能综合利用系统的太阳能热水器具有支架、设置在支架上的一组真空金属超导管以及水箱，所述真空金属超导管的冷凝端设置在水箱中。
上述太阳能太阳能综合利用系统的热水储存箱和热能储存箱的热水循环回路中设有热水出口和冷水进口，各热水回路和介质回路上均设有循环泵和控制阀，膨胀蒸发单元的介质回路上还设有气液分离器和冷凝器。
本实用新型具有以下特点：
(1)本实用新型通过太阳能热水单元将太阳能转化为热能将水加热，然后通过热水将介质快速加热汽化膨胀，通过蒸汽轮机驱动发电机发电，驱动制冷单元制冷，同时还能提供生活热水，充分利用了太阳能，经济环保。
(2)本实用新型具有热能储存箱，在夜间依然能继续提供热能，可连续供给电能、制冷和生活热水，设计合理。
(3)本实用新型的太阳能发电系统建造费用相对较低，实施容易，且可根据实际需要来确定太阳能太阳能综合利用系统的大小，适用范围广泛。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
见图1，本实用新型具有太阳能热水器1、热水储存箱2、热能储存箱3、膨胀蒸发单元4、蒸汽轮机5、发电机7和制冷单元6；太阳能热水器1具有支架11、设置在支架11上的一组真空金属超导管12以及水箱13，所述真空金属超导管12的冷凝端设置在水箱13中；热水储存箱2具有真空隔热箱壁21和设置在箱体内的第一盘管22；热能储存箱3具有真空隔热箱壁31、设置在箱体内的第二盘管32和第三盘管33以及填充在箱体内的二氧化硅矿石填料34；膨胀蒸发单元4具有介质盘管41以及盘管夹套42，介质盘管41内具有氨或者是氟利昂等低沸点的工作介质；太阳能热水器1通过管道分别与热水储存箱2的第一盘管22以及热能储存箱3的第二盘管32连通从而形成两个热水循环回路；热水储存箱2和热能储存箱3的第三盘管33分别通过管道与膨胀蒸发单元4的盘管夹套42相连通从而形成两个热水循环回路，在这两个热水回路中设有热水出口8和冷水进口9；膨胀蒸发单元4的介质盘管41通过管道与气体膨胀发电机5连通形成介质循环回路，介质回路上设有气液分离器43和冷凝器44；制冷单元6具有由压缩机61、冷凝器62、膨胀阀63和蒸发器64组成的制冷回路，蒸汽轮机5与发电机7以及制冷单元6的压缩机61分别传动连接。
本实用新型在工作时分为白天和夜晚两种工作方式：白天在有阳光的时候，太阳能热水器1通过真空金属超导管充分吸收太阳能，将其转换成热能，通过设置在水箱13中的冷凝端将热能传递至水中，水箱中的热水通过循环泵的作用在热水储存箱2中的第一盘管22以及热能储存箱3中的第二盘管中分别循环，将热能传递至热水储存箱2的水中以及热能储存箱3的二氧化硅矿石填料34中，当热能储存箱3中的二氧化硅矿石填料34达到预计温度后，通过控制阀7’和循环泵6’的控制，停止太阳能热水器1与热能储存箱3的热水循环，只进行太阳能热水器1与热水储存箱2之间的热水循环，而热水储存箱2中的被加热的热水通过循环泵6’和控制阀7’的控制进入膨胀蒸发单元4的盘管夹套42中形成循环，在此循环的过程中，膨胀蒸发单元4介质盘管41内的工作介质迅速膨胀汽化，通过气体膨胀后驱动蒸汽轮机5转动，蒸汽轮机驱动发电机7实现发电目的，驱动制冷单元6的压缩机61实现制冷的目的，之后工作介质通过膨胀蒸发单元4的气液分离器43，气态工作介质继续进入蒸汽轮机5，液态工作介质经膨胀蒸发单元4的冷凝器44回到介质盘管41内；日常的生活热水可通过热水出口8供给，而热水储存箱2和热能储存箱3的热水循环回路中的水可通过冷水进口9补充。
当夜间或没有阳光的时候，可关闭太阳能热水器1与热水储存箱2之间的水循环，同时关闭热水储存箱2与膨胀蒸发单元4之间的水循环，让热能储存箱3的第三盘管与膨胀蒸发单元4之间的水进行循环，因为热能储存箱3中填充有大量二氧化硅矿石，在有阳光时储存了大量热能，第三盘管中的水被加热后循环至膨胀蒸发单元4，同样可将介质盘管41内工作介质迅速膨胀汽化，维持发电和制冷工作，从而保证了整个系统连续运转。

Claims (3)

1、一种太阳能综合利用系统，其特征在于：具有太阳能热水器(1)、热水储存箱(2)、热能储存箱(3)、膨胀蒸发单元(4)、蒸汽轮机(5)、发电机(7)和制冷单元(6)，热水储存箱(2)具有真空隔热箱壁(21)和设置在箱体内的第一盘管(22)；热能储存箱(3)具有真空隔热箱壁(31)、设置在箱体内的第二盘管(32)和第三盘管(33)以及填充在箱体内的二氧化硅矿石填料(34)；膨胀蒸发单元(4)具有介质盘管(41)以及盘管夹套(42)；太阳能热水器(1)通过管道分别与热水储存箱(2)的第一盘管(22)以及热能储存箱(3)的第二盘管(32)连通从而形成两个热水循环回路；热水储存箱(2)和热能储存箱(3)的第三盘管(33)分别通过管道与膨胀蒸发单元(4)的盘管夹套(42)相连通从而形成两个热水循环回路；膨胀蒸发单元(4)的介质盘管(41)通过管道与蒸汽轮机(5)连通形成介质循环回路；制冷单元(6)具有由压缩机(61)、冷凝器(62)、膨胀阀(63)和蒸发器(64)组成的制冷回路，蒸汽轮机(5)与发电机(7)以及制冷单元(6)的压缩机(61)分别传动连接。
2、根据权利要求1所述的太阳能综合利用系统，其特征在于：所述太阳能热水器(1)具有支架(11)、设置在支架(11)上的一组真空金属超导管(12)以及水箱(13)，所述真空金属超导管(12)的冷凝端设置在水箱(13)中。
3、根据权利要求1所述的太阳能综合利用系统，其特征在于：所述热水储存箱(2)和热能储存箱(3)的热水循环回路中设有热水出口(8)和冷水进口(9)，各热水回路和介质回路上均设有循环泵(6’)和控制阀(7’)，膨胀蒸发单元(4)的介质回路上还设有气液分离器(43)和冷凝器(44)。
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