[發(fā)明專利]熱水型太陽(yáng)能空氣能熱電聯(lián)產(chǎn)一體化系統(tǒng)及運(yùn)行方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810058193.4
• 申請(qǐng)日: 2018-01-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108375101A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張于峰;姚勝;呂大超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): F24D12/02
• 分類號(hào): F24D12/02;F24D19/10;F03G6/06
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 李麗萍

本發(fā)明公開(kāi)了一種熱水型太陽(yáng)能空氣能熱電聯(lián)產(chǎn)一體化系統(tǒng)，包括儲(chǔ)水箱、第一水泵、太陽(yáng)能集熱器、低位側(cè)換熱器、壓縮膨脹雙功能機(jī)頭、永磁電動(dòng)發(fā)電一體化電機(jī)、高位側(cè)換熱器、膨脹閥、工質(zhì)泵和第二水泵；低位側(cè)換熱器采用風(fēng)冷，低位側(cè)換熱器工質(zhì)側(cè)的一端口通過(guò)壓縮膨脹雙功能機(jī)頭后連接至高位側(cè)換熱器工質(zhì)側(cè)的一端口，高位側(cè)換熱器工質(zhì)側(cè)的另一端口與低位側(cè)換熱器工質(zhì)側(cè)的另一端口并聯(lián)有兩旁路，通過(guò)調(diào)整閥門的導(dǎo)通或關(guān)閉，利用太陽(yáng)能與空氣能實(shí)現(xiàn)采暖期采暖，非采暖期發(fā)電，全年供熱水的建筑需求；空氣源熱泵成本低，安裝簡(jiǎn)單，能效高，環(huán)保，預(yù)熱時(shí)間短，可以很快達(dá)到室溫要求，適合作為太陽(yáng)能采暖系統(tǒng)的輔助熱源。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于太陽(yáng)能空氣能利用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種熱水型太陽(yáng)能空氣能熱電聯(lián)產(chǎn)一體化系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近年來(lái)，隨著城市化建設(shè)的持續(xù)發(fā)展以及人們對(duì)居住、工作環(huán)境舒適性要求的不斷提高，迎來(lái)了建筑行業(yè)的快速成長(zhǎng)，建筑能耗呈現(xiàn)出持續(xù)上升的態(tài)勢(shì)。北方地區(qū)的冬季采暖是建筑能耗的主要組成部分。截止2016年，我國(guó)北方地區(qū)城鄉(xiāng)建筑采暖總面積約206億平方米。其中，城鎮(zhèn)建筑采暖面積141億平方米，農(nóng)村建筑采暖面積65億平方米。我國(guó)北方地區(qū)采暖使用能源以燃煤為主，燃煤采暖面積約占總采暖面積的83％。采暖用煤年消耗約4億噸標(biāo)煤，其中散燒煤(含低效小鍋爐用煤)約2億噸標(biāo)煤，主要分布在農(nóng)村地區(qū)。北方地區(qū)供熱平均綜合能耗約22千克標(biāo)煤/平方米，其中城鎮(zhèn)約19千克標(biāo)煤/平方米，農(nóng)村約27千克標(biāo)煤/平方米。當(dāng)前我國(guó)北方地區(qū)清潔采暖比例低，特別是部分地區(qū)冬季大量使用散燒煤，大氣污染排放量大。因此積極推進(jìn)清潔采暖，應(yīng)是當(dāng)前治理北方地區(qū)冬季霧霾的重點(diǎn)工作。

太陽(yáng)能取之不盡、用之不竭，無(wú)需開(kāi)采和運(yùn)輸，是開(kāi)發(fā)和利用新能源與可再生能源的重要內(nèi)容，有著巨大的市場(chǎng)前景。我國(guó)太陽(yáng)能資源十分豐富，三分之二的地區(qū)年輻射總量大于5020MJ/m²，年日照時(shí)數(shù)在2200h以上，具有有效開(kāi)發(fā)利用的良好條件。低溫太陽(yáng)能的熱利用是最直接的方案，發(fā)展也最為迅速，太陽(yáng)能熱水器、采暖技術(shù)等越來(lái)越受到人們的重視。我國(guó)主要采暖區(qū)在北方，又恰好是太陽(yáng)能資源比較豐富的地區(qū)。尤其是在需要采暖的季節(jié)，晴天比較多，為太陽(yáng)能采暖提供了基本的條件。太陽(yáng)能適合與其他能源結(jié)合，實(shí)現(xiàn)熱水、供暖復(fù)合系統(tǒng)的應(yīng)用，是熱網(wǎng)無(wú)法覆蓋時(shí)有效的分散供暖方式。特別適用于辦公樓，教學(xué)樓等只在白天使用的建筑。在國(guó)家10部委發(fā)布的《北方地區(qū)冬季清潔取暖規(guī)劃(2017-2021)》中提出，要積極推進(jìn)太陽(yáng)能與常規(guī)能源的融合，采取集中式與分布式結(jié)合的方式進(jìn)行建筑供暖。鼓勵(lì)在條件適宜的中小城鎮(zhèn)、民用及公共建筑上推廣太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)。在農(nóng)業(yè)大棚、養(yǎng)殖場(chǎng)等用熱需求大，且與太陽(yáng)能特性匹配的行業(yè)，充分利用太陽(yáng)能供熱。努力實(shí)現(xiàn)到2021年我國(guó)太陽(yáng)能供暖面積達(dá)到5000萬(wàn)平方米的目標(biāo)。

太陽(yáng)能供熱采暖系統(tǒng)設(shè)時(shí)，從經(jīng)濟(jì)效益和熱量穩(wěn)定輸出的角度考慮，必須有輔助熱源。當(dāng)太陽(yáng)能不足時(shí)，作為太陽(yáng)能供熱采暖系統(tǒng)的補(bǔ)充熱源。空氣源熱泵成本低，安裝簡(jiǎn)單，能效高，預(yù)熱時(shí)間短，可以很快達(dá)到室溫要求，在太陽(yáng)能采暖中得到了廣泛的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

由于太陽(yáng)能日照時(shí)間有限，易受氣候的影響，造成傳統(tǒng)太陽(yáng)能采暖系統(tǒng)需要增設(shè)輔助熱源，從而增加了設(shè)備的投資以及運(yùn)行成本。此外，太陽(yáng)能資源冬夏能量不均衡，蓄能困難，造成非采暖期熱量過(guò)剩，系統(tǒng)設(shè)備閑置等問(wèn)題。為了探尋適宜于廣大北方地區(qū)的新型采暖技術(shù)和替代能源，將熱水型太陽(yáng)能采暖、空氣源熱泵、低溫發(fā)電技術(shù)有機(jī)的耦合在一起，構(gòu)成太陽(yáng)能、空氣能綜合利用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能資源全年范圍內(nèi)最大化的利用，采暖期采暖，非采暖期發(fā)電，同時(shí)還可以根據(jù)需要提供生活熱水。有效的解決傳統(tǒng)太陽(yáng)能采暖系統(tǒng)中非采暖期熱量過(guò)剩、系統(tǒng)設(shè)備閑置等問(wèn)題。