[發(fā)明專(zhuān)利]太陽(yáng)能熱水器發(fā)電裝置及其使用方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410467301.5
• 申請(qǐng)日: 2014-09-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104265386A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏新利;李文龍;馬新靈;李水蓮;孟祥睿
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 鄭州大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): F01K25/10
• 分類(lèi)號(hào): F01K25/10;F01K13/02;F03G6/00;F24J2/00
• 代理公司: 鄭州德勤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41128
• 代理人: 黃軍委

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及到一種太陽(yáng)能熱能綜合利用的裝置及其使用方法，具體涉及到一種太陽(yáng)能熱水器發(fā)電裝置及其使用方法。

背景技術(shù)

眾所周知，太陽(yáng)能是取之不盡用之不竭的清潔能源。太陽(yáng)能的利用可以減少煤炭、石油等化石燃料的消耗，同時(shí)對(duì)減輕環(huán)境污染、降低生態(tài)破壞具有重要意義。因此，普及和推廣太陽(yáng)能，是節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境的有效途徑之一。

太陽(yáng)能熱水器是太陽(yáng)能利用中的一種，它可直接將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為水的熱能，很方便地供人們洗漱、沐浴，因此得到了廣泛的應(yīng)用。但在陽(yáng)光充足的夏秋季節(jié)，熱水器水箱內(nèi)的水在很短時(shí)間內(nèi)就可達(dá)到90℃以上的高溫，致使吸熱管無(wú)法再吸收利用太陽(yáng)能。而且，夏秋季節(jié)氣溫本身就較高，人們對(duì)熱水的利用度也不高，從而造成了熱水器內(nèi)的大量熱水沒(méi)有被利用，最終散失到環(huán)境中，導(dǎo)致收集的熱量又被白白浪費(fèi)掉。這兩方面都使太陽(yáng)能熱水器的整體能效不高。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種太陽(yáng)能熱水器發(fā)電裝置及其使用方法。

本發(fā)明的目的在于通過(guò)將太陽(yáng)能熱水器和有機(jī)朗肯循環(huán)技術(shù)結(jié)合，保證在利用太陽(yáng)能熱能輸出生活用熱水的同時(shí)，還能發(fā)電，提高了太陽(yáng)能熱能利用率。另外，太陽(yáng)能熱水器和有機(jī)朗肯循環(huán)技術(shù)再與自動(dòng)控制系統(tǒng)相結(jié)合，還可以提供一種全自動(dòng)太陽(yáng)能熱水器發(fā)電裝置。

本發(fā)明提供一種太陽(yáng)能熱水器發(fā)電裝置，包括太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)、安裝有發(fā)電機(jī)的有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)，所述太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)包括安裝有水箱的生活用熱水系統(tǒng)、與所述水箱連接的發(fā)電用熱水系統(tǒng)，和與所述水箱的冷水出口和熱水進(jìn)口連接的太陽(yáng)能熱水器；所述有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)包括與所述水箱連接的蒸發(fā)器，和與所述冷卻系統(tǒng)連接的冷凝器；其中，所述太陽(yáng)能熱水器發(fā)電裝置還包括安裝在所述水箱中并測(cè)定所述水箱的溫度的雙溫雙控溫控器，所述雙溫雙控溫控器與所述發(fā)電用熱水系統(tǒng)、所述有機(jī)朗肯系統(tǒng)和所述冷卻系統(tǒng)連接，并能依據(jù)所述水箱的溫度控制所述發(fā)電用熱水系統(tǒng)、所述有機(jī)朗肯系統(tǒng)和所述冷卻系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)。

所述太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的發(fā)電用熱水系統(tǒng)為主要由熱源水泵、與所述熱源水泵的出水口連接的熱源水泵溫控閥門(mén)、所述水箱和所述蒸發(fā)器依次連接構(gòu)成循環(huán)回路。其中，所述熱源水泵和所述熱源水泵溫控閥門(mén)與所述雙溫雙控溫控器連接，且所述雙溫雙控溫控器能根據(jù)所述水箱的溫度控制所述熱源水泵和所述熱源水泵溫控閥門(mén)的開(kāi)關(guān)。所述水箱為高位水箱，處于比較高的位置，優(yōu)選地，所述水箱在空間的安裝位置高于所述蒸發(fā)器的安裝位置。

所述有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)包括與所述冷凝器連接的有機(jī)工質(zhì)儲(chǔ)罐、與所述有機(jī)工質(zhì)儲(chǔ)罐的工質(zhì)輸出口連接的有機(jī)工質(zhì)泵，和與所述蒸發(fā)器連接的有機(jī)工質(zhì)泵溫控閥門(mén)。所述有機(jī)工質(zhì)泵溫控閥門(mén)的工質(zhì)輸出口與所述蒸發(fā)器連接。所述有機(jī)工質(zhì)泵和所述有機(jī)工質(zhì)泵溫控閥門(mén)與所述雙溫雙控溫控器連接，且所述雙溫雙控溫控器能根據(jù)所述水箱的溫度控制所述有機(jī)工質(zhì)泵和所述有機(jī)工質(zhì)泵溫控閥門(mén)的開(kāi)關(guān)。優(yōu)選地，所述有機(jī)工質(zhì)泵在空間的安裝位置低于所述有機(jī)工質(zhì)儲(chǔ)罐的空間安裝位置。

所述有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)中采用沸點(diǎn)比較低的有機(jī)工質(zhì)。所述有機(jī)工質(zhì)可以為R123，R123在標(biāo)況下沸點(diǎn)為27.7℃，30℃時(shí)其對(duì)應(yīng)的飽和壓力為0.11MPa，50℃時(shí)其對(duì)應(yīng)的飽和壓力為0.21MPa，80℃時(shí)其對(duì)應(yīng)的飽和壓力為0.49MPa。在有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)中，所述蒸發(fā)器內(nèi)的兩種工質(zhì)分別為太陽(yáng)能熱水和有機(jī)工質(zhì)R123。例如，當(dāng)所述蒸發(fā)器內(nèi)兩種工質(zhì)的傳熱溫差為10℃，則所述太陽(yáng)能熱水器內(nèi)90℃的熱水可將R123加熱至80℃的壓力為0.49MPa的飽和蒸氣；在所述冷凝器內(nèi)也很容易被冷卻系統(tǒng)冷卻為正常壓強(qiáng)下的液體。因此R123是一種比較適用于太陽(yáng)能熱水器發(fā)電系統(tǒng)的工質(zhì)。在有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)中，所述蒸發(fā)器內(nèi)的兩種工質(zhì)都是比較清潔的工質(zhì)時(shí)，所述蒸發(fā)器可以選擇能效較高的板式換熱器，其換熱方式可以為逆流換熱。因此，有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電技術(shù)就是利用低品位熱能的有效途徑之一，它利用低沸點(diǎn)有機(jī)工質(zhì)將100℃甚至40~50℃的低溫?zé)崮苻D(zhuǎn)換為高品位的電能。

所述冷卻系統(tǒng)包括與所述冷凝器連接的循環(huán)水儲(chǔ)罐、與所述循環(huán)水儲(chǔ)罐的出水口連接的冷卻水泵，和分別與所述冷卻水泵和所述冷凝器連接的冷卻水泵溫控閥門(mén)，且所述循環(huán)水儲(chǔ)罐、所述冷卻水泵、所述冷卻水泵溫控閥門(mén)和所述冷凝器依次連接構(gòu)成循環(huán)回路。其中，所述冷卻水泵和所述冷卻水泵溫控閥門(mén)與所述雙溫雙控溫控器連接，且所述雙溫雙控溫控器能根據(jù)所述水箱的溫度控制所述冷卻水泵和所述冷卻水泵溫控閥門(mén)的開(kāi)關(guān)。優(yōu)選地，所述冷卻水泵在空間的安裝位置低于所述循環(huán)水儲(chǔ)罐的空間安裝位置。