[實(shí)用新型]一種太陽能、沼氣聯(lián)合熱泵系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420445914.4
• 申請(qǐng)日: 2014-08-08
• 公開（公告）號(hào): CN204227753U
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉圣春;劉兆偉;寧靜紅;孫志利
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津商業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): F25B29/00
• 分類號(hào): F25B29/00;F24J2/04
• 代理公司: 天津市三利專利商標(biāo)代理有限公司 12107
• 代理人: 肖莉麗

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種太陽能、沼氣聯(lián)合熱泵系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著能源的日益緊張，國家大力提倡開發(fā)新能源，鼓勵(lì)使用二次能源。

農(nóng)村資源較為豐富，如人畜糞便和大量的秸稈等均是生產(chǎn)沼氣的原材料，因此能進(jìn)行大量的生產(chǎn)沼氣，這種“自產(chǎn)自消”型生產(chǎn)沼氣方式能保證沼氣的供應(yīng)。

太陽能是一種巨大的可再生清潔能源，具有取之不盡、廉價(jià)、安全和清潔無污染等特點(diǎn)，目前越來越受到人們的重視，太陽能利用技術(shù)得到迅速的發(fā)展。

然而太陽能不穩(wěn)定，沼氣的制取極大的受到溫度的制約，因此如何解決太陽不穩(wěn)定、如何提高沼氣池內(nèi)的溫度，提高沼氣的產(chǎn)量，保證沼氣的可靠持續(xù)供應(yīng)，同時(shí)如何為用戶提供更多的所需熱量是目前所面臨的難題。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)缺陷，而提供一種太陽能、沼氣聯(lián)合熱泵系統(tǒng)，利用太陽能提供的能量作為低位熱源為用戶提供熱量，在利用沼氣燃燒驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)的同時(shí)，利用尾氣加熱沼氣池，提高沼氣產(chǎn)量。

為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的所采用的技術(shù)方案是：

一種太陽能、沼氣聯(lián)合熱泵系統(tǒng)，包括沼氣供應(yīng)系統(tǒng)、熱泵工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)、太陽能利用系統(tǒng)和尾氣熱回收凈化系統(tǒng)，所述沼氣供應(yīng)系統(tǒng)包括沼氣池、儲(chǔ)氣罐和加熱器，所述加熱器安裝于所述沼氣池內(nèi)，所述沼氣池產(chǎn)生的沼氣存儲(chǔ)于所述儲(chǔ)氣罐中；所述熱泵工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)包括壓縮機(jī)、冷凝盤管、節(jié)流閥、中間換熱器、沼氣內(nèi)燃機(jī)、水箱、空氣源換熱器、四通換向閥、第一三通閥和第二三通閥，所述沼氣內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)所述壓縮機(jī)，所述儲(chǔ)氣罐與所述沼氣內(nèi)燃機(jī)的供氣端連接；所述壓縮機(jī)的出口與所述四通換向閥的第一接口連接，所述四通換向閥的第二接口與所述冷凝盤管的入口連接，所述冷凝盤管的出口通過所述節(jié)流閥與所述第一三通閥的第一接口連接，所述第一三通閥的第二接口與所述空氣源換熱器的入口連接，所述第一三通閥的第三接口與所述中間換熱器制冷工質(zhì)入口連接，所述中間換熱器的制冷工質(zhì)出口與所述第二三通閥的第一接口連接，所述空氣換熱器的出口與所述第二三通閥的第二接口連接，所述第二三通閥的第三接口與所述四通換向閥的第三接口連接，所述四通換向閥的第四接口與所述壓縮機(jī)的入口連接，形成制冷工質(zhì)的循環(huán)；所述太陽能利用系統(tǒng)包括太陽能集熱器、水泵、第三三通閥和第四三通閥，所述太陽能集熱器的出口與所述第三三通閥的第一接口連接，所述第三三通閥的第二接口與所述中間換熱器的水入口連接，所述第三三通閥的第三接口與所述水箱的入口連接，所述中間換熱器的水出口與所述第四三通閥的第一接口連接，所述第四三通閥的第二接口與所述水泵入口連接，所述水泵出口與所述太陽能集熱器的入口連接，所述第四三通閥的第三接口與所述水箱的出口連接，形成水循環(huán)；所述尾氣熱回收凈化系統(tǒng)包括所述加熱器和尾氣凈化裝置，所述沼氣內(nèi)燃機(jī)的尾氣出口與所述加熱器的入口連接，所述加熱器的出口與所述尾氣凈化裝置連接；制熱時(shí)，當(dāng)太陽輻射強(qiáng)度足夠大時(shí)，使太陽能集熱器、第三三通閥、水箱、第四三通閥和水泵形成水循環(huán)，直接利用太陽能為用戶供熱；當(dāng)太陽輻射強(qiáng)度很小以致水溫很低時(shí)，通過調(diào)節(jié)第二三通閥與第一三通閥使工質(zhì)依次流過壓縮機(jī)、冷凝盤管、節(jié)流閥、空氣源換熱器回到壓縮機(jī)，所述空氣源換熱器吸收空氣中的熱量以供用戶使用；當(dāng)太陽輻射強(qiáng)度不足時(shí),調(diào)節(jié)所述第三三通閥和第四三通閥，使太陽能集熱器、第三三通閥、中間換熱器、第四三通閥和水泵形成水循環(huán)，吸收太陽能集熱器中的熱量以供用戶使用，在太陽能供熱的同時(shí)，通過調(diào)節(jié)第二三通閥與第一三通閥使工質(zhì)依次流過壓縮機(jī)、冷凝盤管、節(jié)流閥、中間換熱器、四通換向閥回到所述壓縮機(jī)，補(bǔ)充太陽能供熱的不足；制冷時(shí)，利用四通換向閥改變制冷工質(zhì)在管道中的流動(dòng)方向，通過調(diào)節(jié)第二三通閥與第一三通閥使工質(zhì)依次流過壓縮機(jī)、空氣源換熱器、節(jié)流閥、冷凝盤管回到所述壓縮機(jī)，為用戶側(cè)提供冷量。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：

本實(shí)用新型的太陽能、沼氣聯(lián)合熱泵系統(tǒng)利用沼氣這一二次能源驅(qū)動(dòng)將夏季制冷、冬季供暖以及提供熱水結(jié)合起來，提高了太陽能熱泵系統(tǒng)的利用率和減少了一次能源的利用；并且，利用沼氣燃燒的尾氣加熱沼氣池，促進(jìn)微生物的發(fā)酵，從而保證了沼氣的產(chǎn)量，保證系統(tǒng)的可靠持續(xù)運(yùn)行，具有能量利用率高以及穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，利用尾氣凈化裝置對(duì)環(huán)境無污染。

附圖說明

圖1所示為本實(shí)用新型一種太陽能、沼氣聯(lián)合熱泵系統(tǒng)的原理圖；

圖2所示為利用太陽能直接供熱部分的示意圖；

圖3所示為空氣源熱泵供熱部分示意圖；

圖4所示為太陽能熱泵供熱部分示意圖；