[實(shí)用新型]耦合多種可再生能源的城市污水冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420647442.0
• 申請日: 2014-11-03
• 公開（公告）號: CN204254930U
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余思敏;王蘭體;邵振華
• 申請（專利權(quán)）人: 余思敏
• 主分類號: F25B29/00
• 分類號: F25B29/00;F25B27/00;F25B41/00;F24J2/00;F02C6/00;F02C6/18;H02S10/12
• 代理公司: 上海瑞澤律師事務(wù)所 31281
• 代理人: 寧芝華

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及能源綜合利用技術(shù)領(lǐng)域，具體來說，是涉及一種耦合多種可再生能源的城市污水冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)。

背景技術(shù)

現(xiàn)有技術(shù)方案中缺乏在城市污水處理廠平臺上利用多種可再生能源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。城市居民生活、牲畜養(yǎng)殖場和食品加工業(yè)等都能產(chǎn)生大量富含有機(jī)質(zhì)的城市污水。一般情況下，城市污水作為廢棄物被直接排放或者在污水處理廠進(jìn)行有氧發(fā)酵處理之后進(jìn)行排放，大量有機(jī)質(zhì)沒有進(jìn)行資源化的利用。對城市污水進(jìn)行厭氧發(fā)酵能夠產(chǎn)生沼氣，沼氣可作為燃料加以利用。

風(fēng)電、光伏、光熱、生物質(zhì)能、地?zé)崮艿仍诔鞘袇^(qū)域單獨(dú)利用時，由于容量小、隨機(jī)性強(qiáng)、穩(wěn)定可靠性差、并網(wǎng)難、效率低等先天不足，同時加之各自分散利用，無法發(fā)揮有效地替代作用；如果將多種可再生能源利用系統(tǒng)耦合，能有效避免以上缺陷，且實(shí)現(xiàn)各自優(yōu)勢的集成，提供清潔高效可持續(xù)的能源。

常規(guī)的分布式三聯(lián)供系統(tǒng)主要是以天然氣作為燃料，消耗大量的化石能源，還排放大量溫室效應(yīng)氣體和二氧化硫等污染物，沼氣可以作為天然氣的替代燃料。

污水處理廠和牲畜養(yǎng)殖場一般占地面積較大，可資利用空間較多，有多種可再生能源集成利用的資源條件，例如在污水處理池上方或者養(yǎng)殖大棚上可搭建太陽能利用設(shè)備等；在地下可鋪設(shè)地下?lián)Q熱設(shè)備；另外，污水處理廠等一般處于城市邊緣，由城市熱島效應(yīng)產(chǎn)生的循環(huán)風(fēng)能資源較為豐富。

風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電耦合燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電，能夠提高電能的質(zhì)量，解決單獨(dú)發(fā)電并網(wǎng)難等問題；微風(fēng)發(fā)電設(shè)備技術(shù)已經(jīng)比較成熟，如S1NFON1A技術(shù)公司已研制出垂直軸型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，不論風(fēng)向，風(fēng)速達(dá)到1m/s就可以工作(見《農(nóng)村電工》2011.11)。

太陽能是一種豐富、清潔的可再生能源，太陽能集熱系統(tǒng)驅(qū)動吸收式制冷是利用太陽能的一種新型技術(shù)，與常規(guī)的吸收式制冷系統(tǒng)相比，能夠?qū)崿F(xiàn)太陽能熱量的充分利用，提高吸收式制冷的效率。

當(dāng)達(dá)到某一深度土壤溫度基本保持常數(shù)(8-10℃)，以土壤作為熱源或者冷源，相應(yīng)通過地源熱泵和地下?lián)Q熱器能將儲藏在土壤的中能量加以利用，具有高效率和節(jié)能的突出優(yōu)勢。

以上的這些背景，為集成太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮芎统鞘形鬯M(jìn)行熱電冷三聯(lián)供利用創(chuàng)造?了有利的條件。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種耦合多種可再生能源的城市污水冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)，能基于城市污水，利用太陽能、風(fēng)能和地?zé)崮埽詼p少污染，加強(qiáng)污水資源化利用，并梯級利用多種可再生能源，提高系統(tǒng)運(yùn)行的效率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案。

一種耦合多種可再生能源的城市污水冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)，包括：城市污水分布式能源系統(tǒng)、風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)、太陽能集熱系統(tǒng)和地源熱泵系統(tǒng)。其中：

城市污水分布式能源系統(tǒng)：依次連接的污水預(yù)處理裝置、厭氧發(fā)酵裝置、燃?xì)廨啓C(jī)、發(fā)電機(jī)、變壓器、電網(wǎng)，通過電網(wǎng)連接至電力需求端，所述燃?xì)廨啓C(jī)依次連接余熱鍋爐、第一水泵、工質(zhì)熱交換器、發(fā)生器、第一冷凝器，所述第一冷凝器分別連接至第一地下?lián)Q熱器和第一蒸發(fā)器，所述第一冷凝器和第一地下?lián)Q熱器之間設(shè)有第二水泵，所述第一冷凝器和第一蒸發(fā)器之間設(shè)有第二節(jié)流閥，所述第一地下?lián)Q熱器和第一蒸發(fā)器均連接至吸收器，所述吸收器連接至所述第一冷凝器形成循環(huán)回路，所述吸收器連接溶液熱交換器，所述溶液熱交換器)通過溶液泵連接至發(fā)生器，所述溶液熱交換器和發(fā)生器之間設(shè)有第一節(jié)流閥，所述余熱鍋爐連接至煙氣處理裝置后將煙氣排出，所述第一蒸發(fā)器連接至冷需求端。

風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)：光伏組件和風(fēng)力發(fā)電機(jī)連接至風(fēng)光互補(bǔ)控制器，所述風(fēng)光互補(bǔ)控制器依次連接蓄電池組和逆變器，所述逆變器連接至電網(wǎng)。

太陽能集熱系統(tǒng)：太陽能集熱器通過第三水泵連接至熱水換熱器，所述熱水換熱器通過第四水泵連接至所述余熱鍋爐，所述工質(zhì)熱交換器通過管道連接至所述熱水換熱器，連接所述工質(zhì)熱交換器和熱水換熱器之間的管道上設(shè)有閥門。

地源熱泵系統(tǒng)：第二地下?lián)Q熱器依次連接第二蒸發(fā)器、第二冷凝器、蓄熱水箱，所述蓄熱水箱連接至熱需求端；所述第二蒸發(fā)器和第二冷凝器之間設(shè)有壓縮機(jī)和第三節(jié)流閥，所述第二冷凝器和蓄熱水箱之間設(shè)有第五水泵。