CN217895342U - 一种基于自然能源的供水供能系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种基于自然能源的供水供能系统，包括：自然能源发电设备，自然能源发电装置包括：第一送电端及第二送电端；纯水设备，纯水设备的接电端与自然能源发电装置的第一送电端相连；水电解设备，水电解设备的接电端与自然能源发电装置的第二送电端相连，水电解设备的进水端与纯水设备的出水端相连；储氢设备，储氢设备的进气端与水电解设备的氢气出气端相连，本实用新型和现有技术相比所具有的优点是：利用自然能源发电设备为纯水设备及水电解设备提供电能，同时利用纯水设备为水电解设备提供纯水，使水电解设备输出氢气，以储存在储氢设备中，从而使不稳定自然能源向稳定能源转化，实现稳定供能，有效提高了自然能源的利用效率。

Description

一种基于自然能源的供水供能系统

技术领域

本实用新型涉及供水供能系统技术领域，尤其涉及一种基于自然能源的供水供能系统。

背景技术

水能、风能、太阳能等自然能源属于清洁能源，其对于改善能源结构、保护生态环境、应对气候变化、实现经济社会可持续发展具有重要意义，但水能、风能、太阳能等自然能源容易受季节、位置等因素的影响，导致自然能源用于发电时具有较大的随机性及波动性，无法实现稳定供电。

发明内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本实用新型的目的在于提出一种基于自然能源的供水供能系统。

为达到上述目的，本实用新型提出的一种基于自然能源的供水供能系统，包括：自然能源发电设备，所述自然能源发电装置包括：第一送电端及第二送电端；纯水设备，所述纯水设备的接电端与所述自然能源发电装置的第一送电端相连；水电解设备，所述水电解设备的接电端与所述自然能源发电装置的第二送电端相连，所述水电解设备的进水端与所述纯水设备的出水端相连；储氢设备，所述储氢设备的进气端与所述水电解设备的氢气出气端相连。

所述供水供能系统还包括：燃料电池，所述燃料电池的氢气进气端与所述储氢设备的出气端相连，所述燃料电池的出水端与所述水电解设备的进水端相连。

所述纯水设备包括：原水箱；过滤器组，所述过滤器组的进水端与所述原水箱的出水端相连；反渗透组，所述反渗透组的进水端与所述过滤器组的出水端相连；纯水箱，所述纯水箱的进水端与所述反渗透组的出水端相连；微孔过滤器，所述微孔过滤器的进水端与所述纯水箱的出水端相连，所述微孔过滤器的第一出水端与所述水电解设备的进水端相连；储水箱，所述微孔过滤器的第二出水端与所述储水箱的进水端相连。

所述过滤器组包括：石英砂过滤器，所述石英砂过滤器的进水端与所述原水箱的出水端相连；活性炭过滤器，所述活性炭过滤器的进水端与所述石英砂过滤器的出水端相连；软水器，所述软水器的进水端与所述活性炭过滤器的出水端相连；保安过滤器，所述保安过滤器的进水端与所述软水器的出水端相连，所述保安过滤器的出水端与所述反渗透组的进水端相连。

所述反渗透组包括：第一反渗透主机，所述第一反渗透主机的进水端与所述过滤器组的出水端相连；中间水箱，所述中间水箱的进水端与所述第一反渗透主机的出水端相连；第二反渗透主机，所述第二反渗透主机的进水端与所述中间水箱的出水端相连，所述第二反渗透主机的出水端与所述纯水箱的进水端相连。

所述纯水设备还包括：增压泵，所述增压泵的进水端与所述原水箱的出水端相连，所述增压泵的出水端与所述过滤器组的进水端相连；高压泵，所述高压泵的进水端与所述过滤器组的出水端相连，所述高压泵的出水端与所述反渗透组的进水端相连；纯水泵，所述纯水泵的进水端与所述纯水箱的出水端相连，所述纯水泵的出水端与所述微孔过滤器的进水端相连。

所述水电解设备还包括：电解箱，所述电解箱的进水端与所述纯水设备的出水端相连，所述电解箱的氢气出气端与所述储氢设备的进气端相连；正电极，所述正电极设置在所述电解箱内的一端，所述正电极与所述自然能源发电装置的第二送电端相连；负电极，所述负电极设置在所述电解箱内的另一端，所述负电极与所述自然能源发电装置的第二送电端相连。

所述供水供能系统还包括：储氧设备，所述储氧设备的进气端与所述电解箱的氧气出气端相连。

所述储氢设备的储氢方式为固氢储存、液氢储存及气氢储存中的一种或多种。

所述自然能源发电装置的发电方式为水能发电、风能发电及太阳能发电中的一种或多种。

采用上述技术方案后，本实用新型和现有技术相比所具有的优点是：

利用自然能源发电设备为纯水设备及水电解设备提供电能，同时利用纯水设备为水电解设备提供纯水，使水电解设备输出氢气，以储存在储氢设备中，从而使不稳定自然能源向稳定能源转化，实现稳定供能，有效提高了自然能源的利用效率；

通过纯水设备制取的纯水以及储氢设备中的氢气，还能够满足离网状态下的生产生活需要，有效降低了生产成本，提高了生产效率；

纯水及氢气的制取过程无碳元素的引入，减小了二氧化碳的排放量，利于经济社会的可持续发展。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型一实施例提出的基于自然能源的供水供能系统的结构示意图；

如图所示：1、原水箱，2、增压泵，3、石英砂过滤器，4、活性炭过滤器，5、软水器，6、保安过滤器，7、高压泵，8、第一反渗透主机，9、中间水箱，10、第二反渗透主机，11、纯水箱，12、纯水泵，13、微孔过滤器，14、储水箱，15、水电解设备，16、储氢设备，17、燃料电池，18、储氧设备。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。相反，本实用新型的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

如图1所示，本实用新型实施例提出一种基于自然能源的供水供能系统，包括自然能源发电设备、纯水设备、水电解设备15及储氢设备16，自然能源发电装置包括第一送电端及第二送电端，纯水设备的接电端与自然能源发电装置的第一送电端相连，水电解设备15的接电端与自然能源发电装置的第二送电端相连，水电解设备15的进水端与纯水设备的出水端相连，储氢设备16的进气端与水电解设备15的氢气出气端相连。

可以理解的是，利用自然能源发电设备为纯水设备及水电解设备15提供电能，同时利用纯水设备为水电解设备15提供纯水，使水电解设备15输出氢气，以储存在储氢设备16中，从而使不稳定自然能源向稳定能源转化，实现稳定供能，有效提高了自然能源的利用效率；

通过纯水设备制取的纯水以及储氢设备16中的氢气，还能够满足离网状态下的生产生活需要，有效降低了生产成本，提高了生产效率；

纯水及氢气的制取过程无碳元素的引入，减小了二氧化碳的排放量，利于经济社会的可持续发展。

需要说明的是，离网状态是指远离供电网络及供水网络的状态，例如偏远山区、海上等均属于离网状态下的区域。

如图1所示，在一些实施例中，供水供能系统还包括燃料电池17，燃料电池17的氢气进气端与储氢设备16的出气端相连，燃料电池17的出水端与水电解设备15的进水端相连。

可以理解的是，燃料电池17以氢气作为燃气进行发电，使氢气向电能转换，实现自然能源的稳定供能，同时，水电解设备15利用燃料电池17产生的水再进行氢气的制取，由此循环使用，有效提高了电能的转换效率。

如图1所示，在一些实施例中，纯水设备包括原水箱1、过滤器组、反渗透组、纯水箱11、微孔过滤器13及储水箱14，过滤器组的进水端与原水箱1的出水端相连，反渗透组的进水端与过滤器组的出水端相连，纯水箱11的进水端与反渗透组的出水端相连，微孔过滤器13的进水端与纯水箱11的出水端相连，微孔过滤器13的第一出水端与水电解设备15的进水端相连，微孔过滤器13的第二出水端与储水箱14的进水端相连。

可以理解的是，原水依次经过原水箱1、过滤器组、反渗透组、纯水箱11及微孔过滤器13后进入水电解设备15及储水箱14，以满足水电解设备15的电解用水以及生产生活的用水；

其中，利用过滤器组、反渗透组、微孔过滤器13等部件，以去除水中的胶体、有机物、细菌、病毒、盐分等，保证纯水的制取及使用。

在一些实施例中，原水可为污水、河水、地下水、海水等。

如图1所示，在一些实施例中，过滤器组包括石英砂过滤器3、活性炭过滤器4、软水器5及保安过滤器6，石英砂过滤器3的进水端与原水箱1的出水端相连，活性炭过滤器4的进水端与石英砂过滤器3的出水端相连，软水器5的进水端与活性炭过滤器4的出水端相连，保安过滤器6的进水端与软水器5的出水端相连，保安过滤器6的出水端与反渗透组的进水端相连。

可以理解的是，原水依次经过石英砂过滤器3、活性炭过滤器4、软水器5及保安过滤器6后进入到反渗透组中，从而保证纯水的制取及使用；

其中，石英砂过滤器3用于去除原水中较大颗粒的悬浮物、泥沙、杂质等，降低原水的混浊度，而且还可以去除原水中的有机物质、细菌、病毒等；

活性炭过滤器4用于吸附原水中的有机物、游离性余氯、胶体、微粒、微生物及部分金属离子，且还可以对原水进行脱色等；

软水器5用于去除原水中的钙镁离子，以防止后继设备中结生水垢。

在一些实施例中，软水器5可为钠离子软化器。

如图1所示，在一些实施例中，反渗透组包括第一反渗透主机8、中间水箱9及第二反渗透主机10，第一反渗透主机8的进水端与过滤器组的出水端相连，中间水箱9的进水端与第一反渗透主机8的出水端相连，第二反渗透主机10的进水端与中间水箱9的出水端相连，第二反渗透主机10的出水端与纯水箱11的进水端相连。

可以理解的是，第一反渗透主机8与第二反渗透主机10构成了二级反渗透，能够有效去除原水中的化学离子、细菌、真菌、病毒体、盐分等，保证了纯水的制取及使用。

如图1所示，在一些实施例中，纯水设备还包括增压泵2、高压泵7及纯水泵12，增压泵2的进水端与原水箱1的出水端相连，增压泵2的出水端与过滤器组的进水端相连，高压泵7的进水端与过滤器组的出水端相连，高压泵7的出水端与反渗透组的进水端相连，纯水泵12的出水端与微孔过滤器13的进水端相连。

可以理解的是，通过增压泵2、高压泵7及纯水泵12的设置，使原水能够顺利经过过滤器组、反渗透组及微孔过滤器13后到达电解水设备及储水箱14中。

在一些实施例中，水电解设备15还包括电解箱、正电极及负电极，电解箱的进水端与纯水设备的出水端相连，电解箱的氢气出气端与储氢设备16的进气端相连，正电极设置在电解箱内的一端，正电极与自然能源发电装置的第二送电端相连，负电极设置在电解箱内的另一端，负电极与自然能源发电装置的第二送电端相连。

可以理解的是，自然能源发电装置的第二送电端为正电极及负电极供电，纯水进入到电解箱内并在正电极及负电极的作用下进行水电解，从而产生氢气及氧气，氢气进入到储氢设备16中进行储存使用。

其中，水电解设备15制取的氧气可直接排出到外部空气中，也可进行储存。

如图1所示，在一些实施例中，供水供能系统还包括储氧设备18，储氧设备18的进气端与电解箱的氧气出气端相连。

可以理解的是，储氧设备18储存水电解设备15制取的氧气，以投入到生产生活中使用，从而提高自然能源的利用率。

在一些实施例中，储氧设备18的储氧方式可为液氧储存及气氧储存。

其中，液氧储存的方式是将氧气低温液化，而后储存在高真空的绝热容器内；气氧储存的方式是利用空压机将氧气压缩在氧气罐内。

在一些实施例中，储氢设备16的储氢方式为固氢储存、液氢储存及气氢储存中的一种或多种。

可以理解的是，利用固氢储存、液氢储存及气氢储存中的一种或多种，实现氢气的多样化储存，提高氢气储存的灵活性。

其中，气氢储存的方式是利用空压机将氢气压缩在氢气罐内；液氢储存的方式是将氢气低温液化，而后储存在高真空的绝热容器内；固氢储存的方式是利用金属与氢反应生成金属氢化物进行储存，使用时通过加热或减压将金属氢化物中的氢气释放出来。

在一些实施例中，自然能源发电装置的发电方式为水能发电、风能发电及太阳能发电中的一种或多种。

其中，水能发电的基本原理是利用水位落差并配合水轮发电机产生电力；风能发电的基本原理是利用风力带动风车叶片旋转，再通过增速机将旋转的速度提升，以使发电机产生电力；太阳能发电的基本原理是利用太阳光辐射使太阳能级半导体电子器件产生电力。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本实用新型的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本实用新型的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种基于自然能源的供水供能系统，其特征在于，包括：

自然能源发电设备，所述自然能源发电装置包括：第一送电端及第二送电端；

纯水设备，所述纯水设备的接电端与所述自然能源发电装置的第一送电端相连；

水电解设备，所述水电解设备的接电端与所述自然能源发电装置的第二送电端相连，所述水电解设备的进水端与所述纯水设备的出水端相连；

储氢设备，所述储氢设备的进气端与所述水电解设备的氢气出气端相连。

2.根据权利要求1所述基于自然能源的供水供能系统，其特征在于，所述供水供能系统还包括：

燃料电池，所述燃料电池的氢气进气端与所述储氢设备的出气端相连，所述燃料电池的出水端与所述水电解设备的进水端相连。

3.根据权利要求1所述基于自然能源的供水供能系统，其特征在于，所述纯水设备包括：

原水箱；

过滤器组，所述过滤器组的进水端与所述原水箱的出水端相连；

反渗透组，所述反渗透组的进水端与所述过滤器组的出水端相连；

纯水箱，所述纯水箱的进水端与所述反渗透组的出水端相连；

微孔过滤器，所述微孔过滤器的进水端与所述纯水箱的出水端相连，所述微孔过滤器的第一出水端与所述水电解设备的进水端相连；

储水箱，所述微孔过滤器的第二出水端与所述储水箱的进水端相连。

4.根据权利要求3所述基于自然能源的供水供能系统，其特征在于，所述过滤器组包括：

石英砂过滤器，所述石英砂过滤器的进水端与所述原水箱的出水端相连；

活性炭过滤器，所述活性炭过滤器的进水端与所述石英砂过滤器的出水端相连；

软水器，所述软水器的进水端与所述活性炭过滤器的出水端相连；

保安过滤器，所述保安过滤器的进水端与所述软水器的出水端相连，所述保安过滤器的出水端与所述反渗透组的进水端相连。

5.根据权利要求3所述基于自然能源的供水供能系统，其特征在于，所述反渗透组包括：

第一反渗透主机，所述第一反渗透主机的进水端与所述过滤器组的出水端相连；

中间水箱，所述中间水箱的进水端与所述第一反渗透主机的出水端相连；

第二反渗透主机，所述第二反渗透主机的进水端与所述中间水箱的出水端相连，所述第二反渗透主机的出水端与所述纯水箱的进水端相连。

6.根据权利要求3所述基于自然能源的供水供能系统，其特征在于，所述纯水设备还包括：

增压泵，所述增压泵的进水端与所述原水箱的出水端相连，所述增压泵的出水端与所述过滤器组的进水端相连；

高压泵，所述高压泵的进水端与所述过滤器组的出水端相连，所述高压泵的出水端与所述反渗透组的进水端相连；

纯水泵，所述纯水泵的进水端与所述纯水箱的出水端相连，所述纯水泵的出水端与所述微孔过滤器的进水端相连。

7.根据权利要求1所述基于自然能源的供水供能系统，其特征在于，所述水电解设备还包括：

电解箱，所述电解箱的进水端与所述纯水设备的出水端相连，所述电解箱的氢气出气端与所述储氢设备的进气端相连；

正电极，所述正电极设置在所述电解箱内的一端，所述正电极与所述自然能源发电装置的第二送电端相连；

负电极，所述负电极设置在所述电解箱内的另一端，所述负电极与所述自然能源发电装置的第二送电端相连。

8.根据权利要求7所述基于自然能源的供水供能系统，其特征在于，所述供水供能系统还包括：

储氧设备，所述储氧设备的进气端与所述电解箱的氧气出气端相连。

9.根据权利要求7所述基于自然能源的供水供能系统，其特征在于，所述储氢设备的储氢方式为固氢储存、液氢储存及气氢储存中的一种或多种。

10.根据权利要求1-9中任意一项所述基于自然能源的供水供能系统，其特征在于，所述自然能源发电装置的发电方式为水能发电、风能发电及太阳能发电中的一种或多种。

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