[發明專利]一種基于太陽能碟式聚光的吸附式冷熱電聯產系統

無效

• 申請號: 201510037291.6
• 申請日: 2015-01-26
• 公開（公告）號: CN104596150A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: 季旭;劉佳星;李明;譚禮軍;李海麗
• 申請（專利權）人: 云南師范大學
• 主分類號: F25B29/00
• 分類號: F25B29/00;F25B27/00;F25B15/04;F01D15/10
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

??本發明涉及一種太陽能熱利用系統，特別涉及一種基于太陽能碟式聚光冷熱電聯產吸附式制冷系統，屬于太陽能利用技術領域。

背景技術

隨著化石能源的大量開采，油價煤價不斷上漲，充分利用太陽能顯然具有可持續發展和節能減排的雙重偉大意義。太陽能技術的大力推廣在很大程度上緩解了能源問題。綜合近年來國內外碟式太陽能發電技術,碟式/Stirling太陽能發電系統最高熱電轉換率可達29.4%，輸出效率26%左右。具有操作靈活、清潔、高效等諸多優點。

吸附式制冷在原理上和技術上都已經較為成熟，但在應用太陽能作為能源供應的時候，大多都是直接采用吸附床與集熱器作為一體的技術，這就不可避免的只能實現間歇制冷。對于采用平板集熱器收集太陽能，再通過熱水加熱吸附床的系統，由于集熱器在85℃以上時集熱效率不高，這就會造成整個系統的制冷性能較差。對于采用真空管集熱器收集太陽能的再用于驅動吸附式制冷的系統，國內外學者對此做了大量的研究和試驗，結果不算太理想，主要原因還是集熱器收集的熱水溫度不夠高，一般都低于100℃，使得吸附床的解吸量太少,導致吸附式制冷效率不高。

普遍來說，普通的間歇式吸附制冷機制冷效率約0.39，連續式吸附制冷機制冷效率一般可以大于1.3。連續式吸附制冷機可以實現連續制冷，相比間歇式吸附制冷技術，更有實用的前景和技術優勢。

太陽能碟式聚光系統可以對太陽光進行有效聚光，并通過高效的聚光吸收集熱器接收太陽輻射，最終可以穩定獲得550℃以上的高溫工質。目前碟式聚光系統已經在美國，澳大利亞，西班牙等發達國家投入工業應用，具有良好的性價比和系統穩定性。

綜上分析，采用一種能穩定獲得550℃以上的太陽能碟式聚光集熱器，配合連續式吸附制冷機和發電機，將會獲得較高的系統制冷效率和穩定的系統制冷性能以及穩定的系統發電功率。基于太陽能碟式聚光冷熱電聯產吸附式制冷系統，在實現高效率制冷和穩定連續運行的同時，還對外輸出一定溫度的熱水和電量，對于太陽能吸附式制冷產品的商業化具有重要意義。

發明內容

本發明目的在于克服現有的太陽能吸附式制冷系統的缺陷，提供一種基于太陽能碟式聚光的吸附式冷熱電聯產系統，利用碟式聚光系統收集熱量，驅動吸附式制冷機和發電機，在實現制冷的過程中對外輸出熱水和電能。本發明保證了常規天氣下系統制冷性能的高效和穩定，克服了太陽能制冷技術的間歇式制冷的現象，同時還能輸出熱水和電能，提高了整個系統的運行效率和能量利用效率，更好的實現了能量的最大化利用和轉換。

本發明通過以下技術方案完成：一種基于太陽能碟式聚光的吸附式冷熱電聯產系統，包括太陽能碟式聚光集熱連續吸附制冷系統、貯熱系統及蒸汽渦輪機發電系統，其特征是采用太陽能碟式聚光系統收集太陽能，采用貯熱油箱和貯熱水箱儲存熱量，采用連續式吸附制冷機實現制冷，采用蒸汽渦輪機實現熱電聯產；由太陽能碟式旋轉拋物面反射鏡、球形旋轉腔體接收器、跟蹤轉動裝置、機組支架和連接管道構成的集熱系統，以導熱油和水為傳熱介質，通過油泵和水泵傳輸到貯熱油箱和水箱，各部件通過循環管道連接；由貯熱油箱、油泵、換熱器、循環管道構成的換熱加熱系統，通過油泵將導熱油送入連續式吸附制冷機；連續式吸附制冷機的兩個吸附床交替受熱/降溫，解吸/吸附制冷劑，并通過冷凝器冷凝，最終儲存于蒸發器中，然后另一床由于降溫而吸附蒸發器內的制冷劑，實現制冷。在進入冷凝器和進入蒸發器的管道間連接一個小型電泵，以便加速吸附床解吸；而在蒸汽渦輪發電系統中，經過蒸汽渦輪機吸熱后的熱水對外輸出，最終可以實現熱電聯供。

上述的太陽能碟式聚光連續吸附式制冷系統由高精度旋轉拋物面反射鏡面、球形旋轉腔體式接收器、油泵、吸附床、換熱器和連接管道構成。通過碟式聚光鏡面將太陽光匯聚到球形旋轉腔體式接收器上，加熱導熱油，并通過油泵儲存于貯熱油箱內。

上述的太陽能蒸汽渦輪機發電系統由渦輪機、水泵、貯熱水箱、換熱器和連接管道組成。通過碟式聚光鏡面將太陽光匯聚到球形旋轉腔體式接收器上，加熱水，加熱后水變成水蒸氣推動渦輪機轉動發電，做功后水蒸氣變成水，并通過水泵儲存于貯熱水箱內。

上述的換熱加熱系統，由水泵、循環管道、換熱器構成。換熱器內部設置為蛇形換熱器，用于導熱油管道和熱水管道進行換熱，有利于水管中熱水的回熱和熱量的有效利用。

上述的連續式吸附制冷機由兩個高效傳熱的翅片管式吸附床組成，并共用冷凝器和蒸發器，通過兩個吸附床的交替加熱解吸/降溫吸附來實現制冷。

上述的翅片管式吸附床采用多管翅片管作為吸附床，翅片管內填充沸石分子篩-氨工質對。