CN205717966U - 风光互补太阳能供热系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种风光互补太阳能供热系统，包括槽式太阳能集热器、氨吸收式热泵和风力发电系统，其特征是：所述槽式太阳能集热器依次与氨吸收式热泵连接及管壳式换热器连接成循环回路；所述氨吸收式热泵依次与保温水箱及风机盘管连接成热水循环回路。有益效果:与现有技术相比，本系统充分利用了太阳能和风能两种可再生能源，大大减少了一次能源的消耗，槽式太阳能集热器可以产生高温热源，可以为氨吸收式热泵提供热动力，系统通过氨吸收热泵为室内提供热源；风能和太阳又可以相互补充保证供热效果。本系统可以实现冬季供热，全年提供生活热水，并在建筑负荷较小时由风力发电系统向用户提供剩余电能的功能。

Description

风光互补太阳能供热系统
技术领域
本实用新型属于可再生能源利用领域，尤其涉及一种风光互补太阳能供热系统。
背景技术
太阳能是一种取之不尽用之不竭的清洁能源，在能源日益紧张的今天开发利用可再生能源必将得到广泛的重视。对于太阳能的利用主要集中在三个方面：光热利用、光电利用和光化学利用。为了最大限度的利用太阳能人们开发了各种形式的槽式太阳能集热器，主要包括平板槽式太阳能集热器和真空管槽式太阳能集热器(全玻璃真空管槽式太阳能集热器和金属真空管槽式太阳能集热器)。槽式太阳能集热器作为中高温集热器的一种,能够获得较高的集热温度。槽式太阳能集热装置吸收器采用真空玻璃管结构,即内管采用金属管，管内走加热介质,金属管外涂覆选择性吸收涂层，再外面为玻璃管，玻璃管与金属管间抽真空以抑制对流和传导热损失。槽式太阳能集热器能够对太阳光进行高倍聚焦，将传热介质的温度加热到300℃，集热效率比较高，不存在冬季管路冻结的情况。但太阳能在利用的同时也有一些问题，比如能流密度低、具有间歇性和不稳定性等。氨吸收式热泵与蒸汽压缩式热泵最大的区别是不需要压缩机为循环提供动力，而是需要一种高温热源提供动力。所以氨吸收式热泵大大减少了电能的输入，从低温热源吸取能量输送到高温热源。风力发电系统是利用风能将机械能转化为电能的装置，风能是一种清洁、可再生能源，我国风力资源相当丰富，人们对于风能的利用主要集中在利用风能进行发电，现在的技术一般风速在3m/s时，利用风能就可以进行发电。风力发电机组按形式分可以分为水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机。
专利申请号：201020273322.0一种风光互补供暖系统，包括风力发电机、太阳能电池板以及与风力发电机、太阳能电池板相接的供暖系统，所述的风力发电机、太阳能电池板与输电控制器相接，输电控制器为供暖系统供电，输电控制器接有电池组以及逆变器，所述的供暖系统包括至少一个储热罐，储热罐的内部设置有存放电加热体的加热管以及位于加热管与储热罐之间的导热液。就太阳能供热部分而言只是简单的集热散热过程,使得太阳能直接换热量小，不可以负责更大区域的供热面积；整个系统运行的介质是导热油或化学储热剂，造价较高，不宜推广；而且该系统只能进行冬季供热，而不能进行全年制取生活热水，在夏季的时候整个系统将会闲置，降低了系统的使用时间。只依靠太阳能和风能维持系统运行，而太阳能和风能都是不稳定的，在两种能源都不能满足要求的时候，供热效果将得不到保证。
由于风光互补加热系统利用风力及太阳能的天然互补性,能够很好地解决风力、太阳能分别工作不稳定问题,越来越被人们重视。
实用新型内容
本实用新型是为了克服现有技术中的不足，提供一种充分利用可再生能源，减少常规能源消耗的风光互补太阳能供热系统，通过槽式太阳能集热器产生高温热源为氨吸收式热泵提供热动力，进一步减少了电能的输入，可以实现冬季供热及全年供应生活热水；
当热能不足时，本实用新型还可以通过风力发电系统辅助提供电能加热，风力发电系统产生的电能还能供应用户其他耗电设备。
本实用新型为实现上述目的，通过以下技术方案实现，一种风光互补太阳能供热系统，包括槽式太阳能集热器、氨吸收式热泵和风力发电系统，其特征是：所述槽式太阳能集热器依次与氨吸收式热泵连接及管壳式换热器连接成循环回路；所述氨吸收式热泵依次与保温水箱及风机盘管连接成热水循环回路。
所述槽式太阳能集热器与氨吸收式热泵之间连接有蓄能装置。
所述槽式太阳能集热器、蓄能装置、氨吸收式热泵、管壳式换热器及与管壳式换热器连接的油泵构成油路循环系统。
所述管壳式换热器连接水泵进口连接有与自来水连接的水泵，管壳式换热器连接水泵出口连接有热水水箱。
所述蓄能装置与风力发电系统连接。
所述保温水箱内设置电加热装置，所述电加热装置分别与风力发电系统和市政电网系统连接。
所述保温水箱、蓄能装置内分别设置温度传感器。
所述风力发电系统包括控制器、逆变器和蓄电池，所述风力发电系统分别与保温水箱和用户其他用电设备连接。
有益效果:与现有技术相比，本系统充分利用了太阳能和风能两种可再生能源，大大减少了一次能源的消耗，系统通过氨吸收热泵为室内提供热源；风能和太阳又可以相互补充保证供热效果。本系统可以实现冬季供热，全年提供生活热水，并在建筑负荷较小时由风力发电系统向用户提供剩余电能的功能。
槽式太阳能集热器可以产生高温热源，可以为氨吸收式热泵提供热动力，进一步减少了电能的输入。通过利用太阳能和风能可再生能源进行供热，只有在极端恶劣的情况下才会使用市政电网保证供热。本系统采用风光互补，风能和太阳能可以单独供热，也可以联合供热，可靠性及安全性较高。在太阳能能够满足供暖需求不需要电加热时，风力发电系统产生的电能将供应用户其他用电设施，减少用户电能费用。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图。
图中：1-槽式太阳能集热器；2-电磁阀；3-蓄能装置；4-氨吸收式热泵；5-管壳式换热器；6-油泵；7-水泵；8-空调循环泵；9-保温水箱；9-1、电加热装置；10-蓄电池；11-风力发电系统；12-风机盘管；13-热水水箱；14-逆变器。
Ⅰ油路循环系统，Ⅱ热水循环回路。
具体实施方式
以下结合较佳实施例，对依据本实用新型提供的具体实施方式详述如下：
详见附图，本实施例提供了一种风光互补太阳能供热系统，包括槽式太阳能集热器、氨吸收式热泵和风力发电系统，所述槽式太阳能集热器1依次与氨吸收式热泵4连接及管壳式换热器连接成循环回路；所述氨吸收式热泵4依次与保温水箱9、空调循环泵8及风机盘管12连接成热水循环回路Ⅱ。所述槽式太阳能集热器与氨吸收式热泵之间连接有蓄能装置3。所述槽式太阳能集热器1、电磁阀2、蓄能装置3、氨吸收式热泵4、管壳式换热器5及与管壳式换热器连接的油泵6构成油路循环系统Ⅰ。所述管壳式换热器连接水泵进口连接有与自来水连接的水泵7，管壳式换热器连接水泵出口连接有热水水箱13。所述蓄能装置与风力发电系统11连接。所述保温水箱内设置电加热装置9-1，所述电加热装置分别与风力发电系统和市政电网系统连接。所述保温水箱、蓄能装置内分别设置温度传感器(图中未示)。所述风力发电系统包括逆变器14和蓄电池10，所述风力发电系统分别与保温水箱和用户其他用电设备连接。
各种工作状态如下：
1)冬季供热，当太阳辐射强度较高且室外温度较高时，槽式太阳能集热器1吸收太阳光，对导热介质进行加热，当到供暖时间但油温还未达到驱动氨吸收热泵的温度时，由风力发电系统11产生的电能对蓄能装置3进行电加热。当油温达到合适温度时，氨吸收式热泵4启动，吸收空气能，产生热水，通过风机盘管12与室内空气进行热交换。如果到供暖时间时，油温已经到驱动氨吸收式热泵的温度时，就不需要对蓄能装置进行电加热；
2)冬季供热时，当太阳辐射强度较高但室外温度较低时，槽式太阳能集热器1吸收的太阳光，对导热介质进行加热，驱动氨吸收式热泵4产生热水；若产生的热水不能达到供暖要求时，由风力发电系统11产生的电能对保温水箱9进行电加热，再通过风机盘管12与室内空气进行热交换。当氨吸收式热泵4产生的热水达到供热要求时，则不需要利用风力发电系统11对保温水箱9进行电加热；
3)冬季供热时，当太阳辐射完全满足加热导热油驱动氨吸收热泵的强度时，剩余的太阳能集热量储存在蓄能装置3中，当辐照强度降低时用来加热导热油；
4)升温之后的导热油在进入槽式太阳能集热器之前经过管壳式换热器5与自来水进行换热，产生生活热水；
5)对保温水箱9进行电加热时，如果风力发电系统不能提供电力时，电加热由市政电网供应；
6)当建筑负荷较小，不需要对保温水箱9进行电加热时，风力发电系统产生的电能供应用户其他家电设备。
本系统中将槽式太阳能集热器与氨吸收热泵结合起来，组成了太阳能热泵系统。由于热泵的节能性(cop>1)，在油温达到一定程度时，使得太阳能热泵系统制取得热量要比直接换热量大，因而可以负责更大区域的供热面积。本系统只在槽式集热器运行部分的介质是导热油，氨吸收式热泵之后介质是水，造价较低，运行安全。本系统在保温水箱内加入和市政电网作为稳定的辅助热源，保证供热效果的持续稳定。
上述参照实施例对该一种风光互补太阳能供热系统进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本实用新型总体构思下的变化和修改，应属本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种风光互补太阳能供热系统，包括槽式太阳能集热器、氨吸收式热泵和风力发电系统，其特征是：所述槽式太阳能集热器依次与氨吸收式热泵连接及管壳式换热器连接成循环回路；所述氨吸收式热泵依次与保温水箱及风机盘管连接成热水循环回路。
2.根据权利要求1所述的风光互补太阳能供热系统，其特征是：所述槽式太阳能集热器与氨吸收式热泵之间连接有蓄能装置。
3.根据权利要求2所述的风光互补太阳能供热系统，其特征是：所述槽式太阳能集热器、蓄能装置、氨吸收式热泵、管壳式换热器及与管壳式换热器连接的油泵构成油路循环系统。
4.根据权利要求3所述的风光互补太阳能供热系统，其特征是：所述管壳式换热器连接水泵进口连接有与自来水连接的水泵，管壳式换热器连接水泵出口连接有热水水箱。
5.根据权利要求2所述的风光互补太阳能供热系统，其特征是：所述蓄能装置与风力发电系统连接。
6.根据权利要求1所述的风光互补太阳能供热系统，其特征是：所述保温水箱内设置电加热装置，所述电加热装置分别与风力发电系统和市政电网系统连接。
7.根据权利要求2所述的风光互补太阳能供热系统，其特征是：所述保温水箱、蓄能装置内分别设置温度传感器。
8.根据权利要求5或6所述的风光互补太阳能供热系统，其特征是：所述风力发电系统包括控制器、逆变器和蓄电池，所述风力发电系统分别与保温水箱和用户其他用电设备连接。
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