CN204612227U - 碟式太阳能冷热电联供装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种碟式太阳能冷热电联供装置，属于热力设备技术领域，其结构包括碟式太阳能集热装置、斯特林发电机、溴化锂吸收式机组，碟式太阳能集热装置连接斯特林发电机，斯特林发电机的冷却器、出水管、溴化锂吸收式机组的发生器、回水管构成斯特林发电机的溴化锂吸收式机组水冷循环机构；斯特林发电机的冷却器、出水管、换热器、回水管构成斯特林发电机的换热器换热循环机构；溴化锂吸收式机组水冷循环机构和换热器换热循环机构相对于斯特林发电机的冷却器相并联。该碟式太阳能系统能够在发电的同时，采用碟式太阳能发电时的冷却系统的热量提供制冷制热，能够很好地提高碟式太阳能系统的综合利用效率。

Description

碟式太阳能冷热电联供装置
技术领域
本实用新型涉及热力设备技术领域，具体地说是一种碟式太阳能冷热电联供装置。
背景技术
一般的，随着经济的发展，我国以及世界出现了电力供应紧张无法满足生活需求的矛盾，为了加大电力供应，同时减少化石燃料燃烧所造成的污染，新能源技术越来越得到关注。近年来太碟式阳能发电技术发展较快，被认为是太阳能利用效率最高的一种方式，它的光电转换效率能达到30%以上。但是由于该装置需要的发电温度很高，需要约1000K左右的高温，因此仍有超过一半左右的能量以热量的形式散失掉了。
发明内容
本实用新型的技术任务是解决现有技术的不足，提供一种碟式太阳能冷热电联供装置。
本实用新型的技术方案是按以下方式实现的，该碟式太阳能冷热电联供装置，其结构包括碟式太阳能集热装置、斯特林发电机、溴化锂吸收式机组，
碟式太阳能集热装置连接有斯特林发电机，
斯特林发电机由加热器、回热器、冷却器、气缸活塞组件、发电组件构成，
其中，斯特林发电机的冷却器连接有出水管，
溴化锂吸收式机组由发生器、冷凝器、吸收器、蒸发器构成，
出水管连接到溴化锂吸收式机组的发生器的热水进端上，发生器的热水出端连接回水管，回水管回流连接到斯特林发电机的冷却器上，
斯特林发电机的冷却器、出水管、溴化锂吸收式机组的发生器、回水管构成斯特林发电机的溴化锂吸收式机组水冷循环机构；
出水管上设置有出水三通调节阀，出水三通调节阀引出旁路出水管，旁路出水管连接到换热器上，换热器的旁路出水管连接旁路回水管，
回水管上设置有回水三通调节阀，旁路回水管连接到回水三通调节阀上，回水管上设置有热水泵，
斯特林发电机的冷却器、出水管、换热器、回水管构成斯特林发电机的换热器换热循环机构；
溴化锂吸收式机组水冷循环机构和换热器换热循环机构相对于斯特林发电机的冷却器相并联；
溴化锂吸收式机组的蒸发器连接有热水出管，热水出管连接到换热器上，热水出管在换热器内与冷水回管连接，冷水回管回流连接到溴化锂吸收式机组的蒸发器上，
热水出管上设置有热水出管三通调节阀，冷水回管上设置有冷水回管三通调节阀，冷水回管三通调节阀通过冷水泵连接空调换热管网，空调换热管网连接热水出管三通调节阀。
斯特林发电机还设置有风冷器。
溴化锂吸收式机组的冷凝器上设置有冷凝器冷却水管。
溴化锂吸收式机组的吸收器上设置有吸收器冷却水管。
本实用新型与现有技术相比所产生的有益效果是：
该碟式太阳能冷热电联供装置由碟式太阳能发电的斯特林热机和与之配套的溴化锂吸收式机组组成。
该碟式太阳能系统能够在发电的同时，采用碟式太阳能发电时的冷却系统的热量提供制冷制热，能够很好地提高碟式太阳能系统的综合利用效率。
该装置能在斯特林发电机进行发电的同时利用斯特林发电机产生的废热进行制冷，产生7-12℃的冷水，或者是利用这些废热进行换热供暖。
斯特林发电机冷却系统由风冷却改进为水冷却与水冷风冷两用。
溴化锂吸收式机组系统包括溴化锂吸收式机组，控制系统，热媒水管道、冷水管道、冷却水管道和泵。所述的溴化锂吸收式机组热媒水管道应与斯特林发电机冷却水管道串联，也可采用多个斯特林发电机冷却水管道并联后再与溴化锂吸收式机组热水管道串联的形式。
换热器系统由换热器，管道和泵组成，其中的管道和泵可以与泵和管道实现复用，斯特林发电机的冷却水在换热器中与地暖管道中的水换热。
斯特林发电机的冷却器采用水冷却和风冷却，水冷却系统能够完全包裹斯特林发电机的冷却器部分，与冷却器实现充分换热。
斯特林发电机的冷却水作为溴化锂吸收式机组的热媒水，此时整个整个系统向外输出电力和向外提供冷水。通过控制热媒水的流量将热媒水的出水温度控制在80℃以上，泵的配置以及吸收式机组型式的选择满足这个条件。
溴化锂吸收式机组能够利用从斯特林发电机的冷却器流出的冷却水作为热源制取冷水。
斯特林热机的冷却水作为热源与空调系统的水进行换热，此时整个系统向外输出电力和向空调系统提供热水。当系统既不制冷又不取热时，将自动起动风冷系统对斯特林发电机进行冷却。
该碟式太阳能冷热电联供装置设计合理、结构简单、安全可靠、使用方便、易于维护，具有很好的推广使用价值。
附图说明
附图1是本实用新型的结构示意图。
附图中的标记分别表示：
1、斯特林发电机，2、溴化锂吸收式机组，
3、加热器，4、回热器，5、冷却器，6、气缸活塞组件，7、发电组件，
8、出水管， 9、热水进端，10、热水出端，
11、吸收器冷却水管，12、冷凝器冷却水管，
13、冷水回管，
14、发生器，15、冷凝器，16、吸收器，17、蒸发器，
18、热水泵，19、冷水泵，20、冷水回管三通调节阀，21、回水三通调节阀，22、热水出管三通调节阀，23、出水三通调节阀，24、空调换热管网，25、换热器，26、热水出管，
27、回水管，28、溴化锂吸收式机组水冷循环机构，29、换热器换热循环机构，
30、旁路出水管，31、旁路回水管，32、风冷器，33、碟式太阳能集热装置。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的碟式太阳能冷热电联供装置作以下详细说明。
如附图所示，本实用新型的碟式太阳能冷热电联供装置，其结构包括碟式太阳能集热装置、斯特林发电机、溴化锂吸收式机组，
碟式太阳能集热装置33连接有斯特林发电机1，
斯特林发电机1由加热器3、回热器4、冷却器5、气缸活塞组件6、发电组件7构成，
其中，斯特林发电机的冷却器5连接有出水管8，
溴化锂吸收式机组由发生器14、冷凝器15、吸收器16、蒸发器17构成，
出水管8连接到溴化锂吸收式机组的发生器14的热水进端9上，发生器的热水出端10连接回水管27，回水管27回流连接到斯特林发电机的冷却器5上，
斯特林发电机的冷却器5、出水管8、溴化锂吸收式机组的发生器14、回水管27构成斯特林发电机的溴化锂吸收式机组水冷循环机构28；
出水管8上设置有出水三通调节阀23，出水三通调节阀23引出旁路出水管30，旁路出水管30连接到换热器25上，换热器25的旁路出水管30连接旁路回水管31，
回水管27上设置有回水三通调节阀21，旁路回水管31连接到回水三通调节阀21上，回水管27上设置有热水泵18，热水泵18泵向斯特林发电机的冷却器5；
斯特林发电机的冷却器5、旁路出水管30、换热器25、旁路回水管31构成斯特林发电机的换热器换热循环机构29；
溴化锂吸收式机组水冷循环机构28和换热器换热循环机构29相对于斯特林发电机的冷却器5相并联；
溴化锂吸收式机组的蒸发器17连接有热水出管26，热水出管26连接到换热器25上，热水出管26在换热器内与冷水回管13连接，冷水回管13回流连接到溴化锂吸收式机组的蒸发器17上，
热水出管26上设置有热水出管三通调节阀22，冷水回管13上设置有冷水回管三通调节阀20，冷水回管三通调节阀20通过冷水泵19连接空调换热管网24，空调换热管网24连接热水出管三通调节阀22。
斯特林发电机1还设置有风冷器32。
溴化锂吸收式机组的冷凝器15上设置有冷凝器冷却水管12。
溴化锂吸收式机组的吸收器16上设置有吸收器冷却水管11。
碟式发电系统主要由碟式集热装置和斯特林发电机组成，集热装置采用抛物面型聚光面把太阳光聚焦到斯特林发电机的前端，利用太阳光聚焦产生的高温驱动斯特林热机做功发电。
溴化锂吸收式机组2，利用在高真空度条件下低温水沸腾吸热的原理进行制冷，采用溴化锂浓溶液作为吸收剂，不断吸收水蒸气，从而达到连续制冷的目的。热媒水的作用是加热吸收水蒸气后的稀溶液，让溶液变浓，而水蒸气经过冷凝节流后到蒸发器里继续蒸发制冷。
本发明的目的在于更高效的利用碟式发电系统的斯特林热机冷却系统的热能，由此设计了一个利用这些形式热能的系统，该系统主要由冷却系统经过改进的斯特林发电机组成的太阳能碟式发电系统，真空溴化锂制吸收式机组系统和换热器25系统组成。该系统能在斯特林发电机进行发电的同时利用斯特林发电机产生的废热进行制冷，产生7-12℃的冷水，或者是利用这些废热进行换热供暖。
斯特林发电机主要由外部加热系统，闭式循环系统，发电部分组成。其中的闭式循环系统是斯特林发电机的核心部分，它由加热器3、回热器4、冷却器5与气缸和活塞组成。发电机内高温高压的氢气或氦气在闭式循环系统中运行时经过冷却器5被冷却，产生使传动发电系统运动的周期性动力，并在发电部分中做功转化为交流电。将冷却水系统与冷却器进行了耦合设计，既能有效的将降低冷却器温度，提高发电机的效率又能将热量通过冷却水系统转移到吸收式机组中。
因该冷热电系统正常运行时，冷却水系统的温度在85℃以上，保留斯特林发电机原有的风扇用作发电部分的冷却之用。
在制冷的工作状态下，冷却水系统中的水被冷却器中散出的热量加热到85℃以上温度，通过循环进入溴化锂吸收式机组的热水进，之后进入发生器作为吸收式机组的热源，驱动机组蒸发器制出7-12℃冷水。
控制冷却水的进出水的水量，通过真空溴化锂吸收式制冷机组上的控制系统中的变频器和温度测量反馈控制来实现，保证冷却水出水温度在85℃以上。
在制热的工作状态下，冷却水系统中的水被冷却器中散出的热量加热到85℃以上，通过换热器，与热水进行换热，输出50℃的热水供地暖管道采暖。
通过调节三通调节阀20、21、22、23的开关来切换制冷和制热的工作状态。
斯特林发电机冷却水进出水管道固定到碟式发电机组支架上，并随着基座支架随太阳位置移动而移动。
设80m2的碟式发电系统所采用的双作用式斯特林发电机正常工作时温度为1000K，发电功率为20kw，由此以热能形式放出的热能量密度大约在70kw左右，可以从冷却器的冷却水中转移出的热量密度估计为35kw。
热水型真空溴化锂制冷机组由蒸发器，吸收器，发生器，冷凝器四部分组成，制冷时的cop约为0.75左右，因此我们从这个系统中得到的冷量为25kw，可以供250m2的建筑制冷使用。
在制热的工作状态下，从冷却器的冷却水中转移出的热量可以保证90%以上转移到热水中，因此我们从这个系统中的到的热量为30kw以上，可以供400m2的建筑制暖使用。
通过冷热电的联用，使斯特林碟式发电系统不仅能提供电力，而且能够提供制冷和制热的功能，提高了对能量的综合利用效率。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案保护范围内。

Claims (4)

1.碟式太阳能冷热电联供装置，其特征在于包括碟式太阳能集热装置、斯特林发电机、溴化锂吸收式机组，
碟式太阳能集热装置连接有斯特林发电机，
斯特林发电机由加热器、回热器、冷却器、气缸活塞组件、发电组件构成，
其中，斯特林发电机的冷却器连接有出水管，
溴化锂吸收式机组由发生器、冷凝器、吸收器、蒸发器构成，
出水管连接到溴化锂吸收式机组的发生器的热水进端上，发生器的热水出端连接回水管，回水管回流连接到斯特林发电机的冷却器上，
斯特林发电机的冷却器、出水管、溴化锂吸收式机组的发生器、回水管构成斯特林发电机的溴化锂吸收式机组水冷循环机构；
出水管上设置有出水三通调节阀，出水三通调节阀引出旁路出水管，旁路出水管连接到换热器上，换热器的旁路出水管连接旁路回水管，
回水管上设置有回水三通调节阀，旁路回水管连接到回水三通调节阀上，回水管上设置有热水泵，
斯特林发电机的冷却器、出水管、换热器、回水管构成斯特林发电机的换热器换热循环机构；
溴化锂吸收式机组水冷循环机构和换热器换热循环机构相对于斯特林发电机的冷却器相并联；
溴化锂吸收式机组的蒸发器连接有热水出管，热水出管连接到换热器上，热水出管在换热器内与冷水回管连接，冷水回管回流连接到溴化锂吸收式机组的蒸发器上，
热水出管上设置有热水出管三通调节阀，冷水回管上设置有冷水回管三通调节阀，冷水回管三通调节阀通过冷水泵连接空调换热管网，空调换热管网连接热水出管三通调节阀。
2.根据权利要求1所述的碟式太阳能冷热电联供装置，其特征在于斯特林发电机还设置有风冷器。
3.根据权利要求1所述的碟式太阳能冷热电联供装置，其特征在于溴化锂吸收式机组的冷凝器上设置有冷凝器冷却水管。
4.根据权利要求1所述的碟式太阳能冷热电联供装置，其特征在于溴化锂吸收式机组的吸收器上设置有吸收器冷却水管。
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