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一种基于 太阳能的储供热及发电系统

阅读：221发布：2020-05-08

专利汇可以提供一种基于太阳能的储供热及发电系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种基于太阳能的储供热及发电系统，属于太阳能应用技术领域。包括太阳能吸热管（8），其特征在于：设置有用户侧、太阳能侧以及发电单元，在用户侧、太阳能侧以及发电单元内均有介质循环，太阳能侧包括所述的太阳能吸热管（8），其中用户侧和发电单元内的循环介质通过冷凝器（6）换热、太阳能侧和发电单元中的循环介质通过蒸发器（7）换热，太阳能侧和用户侧中的循环介质通过直接热交换器（3）换热。在本基于太阳能的储供热及发电系统中，通过设置太阳能侧、用户侧和发电单元，利用太阳能侧吸收的热量为用户侧直接提供热量，或为发电单元提供发电所需的热量，发电单元发电的同时为用户侧辅助提供热量，提高了太阳能的使用效率。，下面是一种基于太阳能的储供热及发电系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于太阳能的储供热及发电系统，包括太阳能吸热管（8），其特征在于：设置有用户侧、太阳能侧以及发电单元，在用户侧、太阳能侧以及发电单元内均有介质循环，所述的太阳能吸热管（8）设置在太阳能侧，其中用户侧与发电单元之间设有冷凝器（6），用户侧和发电单元内的循环介质通过冷凝器（6）换热，太阳能侧与发电单元之间设有蒸发器（7），太阳能侧和发电单元中的循环介质通过蒸发器（7）换热，太阳能侧和用户侧之间设有直接热交换器（3），太阳能侧和用户侧中的循环介质通过直接热交换器（3）换热；
太阳能侧通过直接热交换器（3）为用户侧直接供热；太阳能侧或通过蒸发器（7）为发电单元提供发电所需的热量，发电单元发电的同时其内的循环介质物态发生变化并通过冷凝器（6）为用户侧辅助供热。
2.根据权利要求1所述的基于太阳能的储供热及发电系统，其特征在于：在所述的太阳能侧中还设有太阳能侧循环泵（9），太阳能侧循环泵（9）推动太阳能侧中的循环介质在太阳能吸热管（8）、蒸发器（7）或/和直接热交换器（3）中循环。
3.根据权利要求2所述的基于太阳能的储供热及发电系统，其特征在于：所示太阳能吸热管（8）一端连接与太阳能侧循环泵（9）的一端，太阳能侧循环泵（9）的另一端连接蒸发器（7）加热室的一端，蒸发器（7）加热室的另一端同时连接直接热交换器（3）中高温介质管路的一端，直接热交换器（3）高温介质管路的另一端连接太阳能吸热管（8）的另一端；直接热交换器（3）中高温介质管路的两端还通过管路连接。
4.根据权利要求1所述的基于太阳能的储供热及发电系统，其特征在于：所述的用户侧包括地板散热器（1）以及用户侧循环泵（13），用户侧循环泵（13）推动用户侧中的循环介质在地板散热器（1）、冷凝器（6）或/和直接热交换器（3）中循环。
5.根据权利要求4所述的基于太阳能的储供热及发电系统，其特征在于：所述用户侧循环泵（13）的一端同时连接地板散热器（1）和储热器（2）的一端，地板散热器（1）和储热器（2）的另一端同时连接直接热交换器（3）中低温介质管路的一端，直接热交换器（3）低温介质管路的另一端连接冷凝器（6）低温介质管路的一端，冷凝器（6）低温介质管路的另一端连接用户侧循环泵（13）的另一端；直接热交换器（3）中低温介质管路的两端还通过管路连接。
6.根据权利要求4所述的基于太阳能的储供热及发电系统，其特征在于：在所述的地板散热器（1）的两端还连接有储热器（2）。
7.根据权利要求1所述的基于太阳能的储供热及发电系统，其特征在于：所述的发电单元包括发电装置（5）、发电单元循环泵（10）以及储液罐（12），发电单元循环泵（10）的一端与蒸发器（7）的低温介质管路一端连接，蒸发器（7）低温介质管路的另一端连接发电装置（5），发电装置（5）的另一端连接冷凝器（6）高温介质管路的一端，冷凝器（6）高温介质管路的另一端连接储液罐（12）的一端，储液罐（12）的另一端连接发电单元循环泵（10）另一端。
8.根据权利要求7所述的基于太阳能的储供热及发电系统，其特征在于：在所述发电装置（5）的两端通过管路还连接有压缩机（4），发电单元中的循环介质经发电装置（5）或压缩机（4）循环；在发电单元循环泵（10）的两端还设置有膨胀阀（11），发电单元中的介质经过发电单元循环泵（10）或膨胀阀（11）循环。
9.根据权利要求1所述的基于太阳能的储供热及发电系统，其特征在于：所述太阳能侧、用户侧和发电单元中的循环介质分别为乙二醇溶液、水和R134A。
10.根据权利要求7所述的基于太阳能的储供热及发电系统，其特征在于：所述的发电装置（5）为蒸汽涡轮发电机。

说明书全文

一种基于太阳能的储供热及发电系统

技术领域

[0001] 一种基于太阳能的储供热及发电系统，属于太阳能应用技术领域。

背景技术

[0002] 在当代能源危机的大背景之下，太阳能作为一种新能源越来越备受人们的关注，各种利用太阳能新能源设备数量越来越多。然而在现阶段，在日常生活中针对太阳能最大的应用是利用太阳能来制取生活的所需的热水，所以对于太阳能的使用极为有限，因此设计一种充分利用太阳能的系统，成为本领域亟待解决的问题。发明内容

[0003] 本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种通过设置太阳能侧、用户侧和发电单元，利用太阳能侧吸收的热量为用户侧直接提供热量，或为发电单元提供发电所需的热量，发电单元发电的同时为用户侧辅助提供热量，提高了太阳能使用效率的基于太阳能的储供热及发电系统。

[0004] 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该基于太阳能的储供热及发电系统，包括太阳能吸热管，其特征在于：设置有用户侧、太阳能侧以及发电单元，在用户侧、太阳能侧以及发电单元内均有介质循环，所述的太阳能吸热管设置在太阳能侧，其中用户侧与发电单元之间设有冷凝器，用户侧和发电单元内的循环介质通过冷凝器换热，太阳能侧与发电单元之间设有蒸发器，太阳能侧和发电单元中的循环介质通过蒸发器换热，太阳能侧和用户侧之间设有直接热交换器，太阳能侧和用户侧中的循环介质通过直接热交换器换热；

[0005] 太阳能侧通过直接热交换器为用户侧直接供热；太阳能侧或通过蒸发器为发电单元提供发电所需的热量，发电单元发电的同时其内的循环介质物态发生变化并通过冷凝器为用户侧辅助供热。

[0006] 优选的，在所述的太阳能侧中还设有太阳能侧循环泵，太阳能侧循环泵推动太阳能侧中的循环介质在太阳能吸热管、蒸发器或/和直接热交换器中循环。

[0007] 优选的，所示太阳能吸热管一端连接与太阳能侧循环泵的一端，太阳能侧循环泵的另一端连接蒸发器加热室的一端，蒸发器加热室的另一端同时连接直接热交换器中高温介质管路的一端，直接热交换器高温介质管路的另一端连接太阳能吸热管的另一端；直接热交换器中高温介质管路的两端还通过管路连接。

[0008] 优选的，所述的用户侧包括地板散热器以及用户侧循环泵，用户侧循环泵推动用户侧中的循环介质在地板散热器、冷凝器或/和直接热交换器中循环。

[0009] 优选的，所述用户侧循环泵的一端同时连接地板散热器和储热器的一端，地板散热器和储热器的另一端同时连接直接热交换器中低温介质管路的一端，直接热交换器低温介质管路的另一端连接冷凝器低温介质管路的一端，冷凝器低温介质管路的另一端连接用户侧循环泵的另一端；直接热交换器中低温介质管路的两端还通过管路连接。

[0010] 优选的，在所述的地板散热器的两端还连接有储热器。

[0011] 优选的，所述的发电单元包括发电装置、发电单元循环泵以及储液罐，发电单元循环泵的一端与蒸发器的低温介质管路一端连接，蒸发器低温介质管路的另一端连接发电装置，发电装置的另一端连接冷凝器高温介质管路的一端，冷凝器高温介质管路的另一端连接储液罐的一端，储液罐的另一端连接发电单元循环泵另一端。

[0012] 优选的，在所述发电装置的两端通过管路还连接有压缩机，发电单元中的循环介质经发电装置或压缩机循环；在发电单元循环泵的两端还设置有膨胀阀，发电单元中的介质经过发电单元循环泵或膨胀阀循环。

[0013] 优选的，所述太阳能侧、用户侧和发电单元中的循环介质分别为乙二醇溶液、水和R134A。

[0014] 优选的，所述的发电装置为蒸汽涡轮发电机。

[0015] 与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果是：

[0016] 1、在本基于太阳能的储供热及发电系统中，通过设置太阳能侧、用户侧和发电单元，利用太阳能侧吸收的热量为用户侧直接提供热量，或为发电单元提供发电所需的热量，发电单元发电的同时为用户侧辅助提供热量，提高了太阳能的使用效率。

[0017] 2、通过设置压缩机，在太阳能不足时，利用压缩机压缩蒸汽为用户侧实现供热。

[0018] 3、通过设置膨胀阀，有助于降低蒸汽的压力。附图说明

[0019] 图1为基于太阳能的储供热及发电系统结构示意图。

[0020] 其中：1、地板散热器 2、储热器 3、直接热交换器 4、压缩机 5、发电装置 6、冷凝器 7、蒸发器 8、太阳能吸热管 9、太阳能侧循环泵 10、发电单元循环泵 11、膨胀阀 12、储液罐 13、用户侧循环泵。

具体实施方式

[0021] 图1是本实用新型的最佳实施例，下面结合附图1对本实用新型做进一步说明。

[0022] 如图1所示，一种基于太阳能的储供热及发电系统，包括用户侧、太阳能侧以及发电单元。其中用户侧和太阳能侧之间通过直接热交换器3对接并实现热量的交换。用户侧和发电单元之间通过冷凝器6对接并实现热量的交换，太阳能侧以及发电单元之间通过蒸发器7对接并实现热量的交换。

[0023] 太阳能侧包括太阳能吸热管8以及太阳能侧循环泵9，太阳能吸热管8一端与太阳能侧循环泵9的入口（或出口）连接，太阳能侧循环泵9的出口（或入口）连接蒸发器7加热室的一端，蒸发器7加热室的另一端同时连接直接热交换器3中高温介质管路的一端，直接热交换器3高温介质管路的另一端连接太阳能吸热管8的另一端。

[0024] 直接热交换器3中高温介质管路的两端还通过管路连接，并在管路中安装阀门，使得管路中的高温介质进入直接热交换器3或绕过直接热交换器3而进入蒸发器7。太阳能侧中的介质在太阳能侧循环泵9的作用下在太阳能吸热管8、直接热交换器3以及蒸发器7中形成循环或在太阳能吸热管8以及蒸发器7中形成循环。在太阳能侧管路中，流通的介质为乙二醇水溶液。

[0025] 在用户侧包括地板散热器1、储热器2以及用户侧循环泵13，用户侧循环泵13的入口（或出口）与冷凝器6的低温介质管路一端连接，用户侧循环泵13的出口（或入口）同时连接地板散热器1和储热器2的一端，地板散热器1和储热器2的另一端同时连接直接热交换器3中低温介质管路的一端，直接热交换器3低温介质管路的另一端连接冷凝器6的低温介质管路的另一端。

[0026] 直接热交换器3中低温介质管路的两端还通过管路连接，并在管路中安装阀门，使得管路中的低温介质进入直接热交换器3或绕过直接热交换器3而进入冷凝器6。用户侧中的介质在用户侧循环泵13的作用下在地板散热器1（以及储热器2）、直接热交换器3以及冷凝器6中形成循环或在地板散热器1（以及储热器2）以及冷凝器6中形成循环。在用户侧管路中，流通的介质为水。

[0027] 发电单元包括发电装置5、发电单元循环泵10以及储液罐12。发电单元循环泵10的入口（或出口）与蒸发器7的低温介质管路一端连接，蒸发器7低温介质管路的另一端连接发电装置5，发电装置5的另一端连接冷凝器6高温介质管路的一端，冷凝器6高温介质管路的另一端连接储液罐12的一端，储液罐12的另一端连接发电单元循环泵10的出口（或入口）。

[0028] 在发电装置5的两端通过管路还连接有压缩机4，并通过阀门实现发电单元中的介质经过发电装置5或压缩机4；在发电单元循环泵10的两端还设置有膨胀阀11，并同样通过阀门实现发电单元中的介质经过发电单元循环泵10或膨胀阀11。在发电单元中，流通的介质为R134A，且发电装置5采用蒸汽涡轮发电机实现。

[0029] 具体工作过程及工作原理如下：

[0030] 本基于太阳能的储供热及发电系统科工作于三种模式：热量直接交换模式、发电模式以及热泵循环模式。

[0031] 当阳光条件较好时，首先工作于热量直接交换模式，太阳能吸热管8吸收热量使其内的乙二醇溶液升温，乙二醇溶液在太阳能侧循环泵9的作用下在太阳能吸热管8、直接热交换器3以及蒸发器7中形成循环。

[0032] 高温的乙二醇溶液热量在直接热交换器3中，与用户侧中的水进行换热，用户侧内的水吸收热量后在用户侧循环泵13的作用下，在地板散热器1（以及储热器2）、直接热交换器3以及冷凝器6中形成循环，因此热量被带入到储热器2和地板散热器1中，首先满足用户侧的供热需要。

[0033] 当用户侧的需求已经被满足后启动发电模式，在发电模式下发电单元处于郎肯循环模式中，太阳能吸热管8吸收的热量不经过直接热交换器3而进入蒸发器7，并在蒸发器7中进行热量交换，发电单元中的介质R134A在吸收热量后成为蒸汽，蒸汽进入发电装置5（不进入压缩机4）中，带动发电装置5中的蜗轮转动实现发电。

[0034] 蒸汽从发电装置5输出后出来之后循环至冷凝器6内，用户侧管路中的水同样不经过直接热交换器3而进入冷凝器6，并在冷凝器6中进行换热，水吸收R134A的热量，随后水在地板散热器1中将热量释放。而R134A蒸汽在冷凝器6中放热后冷凝成液体，在发电单元循环泵10（不经过膨胀阀11）的作用下经过储液罐12进入蒸发器7内，如此进行循环。

[0035] 当阳光条件较差时，直接换热工作模式仍然不能满足用户的热量需求时，此时热泵工作模式开始启动，太阳能吸热管8吸收的热量不经过直接热交换器3而进入蒸发器7，并在蒸发器7中进行热量交换，发电单元中的介质R134A在吸收热量后成为高压蒸汽，蒸汽在发电单元循环泵10的作用下进入压缩机4内，并经过压缩机4被压缩成高压蒸汽，随后在冷凝器6中与水进行换热，供用户使用，R134A经过储液罐12后再通过膨胀阀11后压力变低，进入蒸发器7，如此进行循环。

[0036] 以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

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