[發明專利]一種離網光儲一體的清潔熱電聯供系統及其運行方法

有效

• 申請號: 202110254972.3
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN113074404B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 王煥然;孫昊;李瑞雄;陳昊;李丞宸
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F24D11/02
• 分類號: F24D11/02;F24D18/00;F24S10/40;F24S10/70;F24S60/00;F24S70/60;F24S80/30;F24S80/60;F24T10/13;H02S10/30;E04B2/00;E04B1/76;E04D13/18;F02B63/04
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 王艾華

1.一種離網光儲一體的清潔熱電聯供系統，其特征在于：包括光伏發電系統（1）、儲能機組（2）、釋能機組（3）、蓄熱水箱（4）、冷水箱（5）、深埋管系統（6）、熱泵機組（7）、內燃機發電機組（8）、光熱板（9）以及太陽能人造溫室（10），

儲能機組（2）、釋能機組（3）、蓄熱水箱（4）、冷水箱（5）、熱泵機組（7）、內燃機發電機組（8）設置在太陽能人造溫室（10）內，深埋管系統（6）埋置在地面以下的干熱巖層，光熱板（9）設置在太陽能人造溫室（10）頂端，光熱板（9）的介質出口連通蓄熱水箱（4）的熱介質入口，蓄熱水箱（4）的出口分別連通釋能機組（3）、深埋管系統（6）和熱泵機組（7），冷水箱（5）的進水口分別連通釋能機組（3）、深埋管系統（6）和熱泵機組（7）的出水口，冷水箱（5）的出水口連通光熱板（9）的介質入口，熱泵機組（7）連接深埋管系統（6）出入口；

光伏發電系統（1）、儲能機組（2）、釋能機組（3）、熱泵機組（7）通過電纜依次連接，內燃機發電機組（8）電能輸出端與熱泵機組（7）的電能輸入端連接；

儲能機組（2）采用抽水壓縮空氣儲能機組，熱泵機組（7）采用空氣源熱泵，內燃機發電機組（8）和熱泵機組（7）通過供熱給水管道和供熱回水管道連接供熱用戶；太陽能人造溫室（10）的外墻包括第一電致變色玻璃外壁（101）以及鋼化玻璃內壁（102），第一電致變色玻璃外壁（101）以及鋼化玻璃內壁（102）之間設真空保溫層；第一電致變色玻璃外壁（101）在白天陽光充足時，電致變色玻璃變為透明，利用陽光對太陽能人造溫室（10）升溫；在夜晚沒有陽光時，外界環境溫度較低，電致變色玻璃外壁變為不透光，隔絕室內向外熱輻射；光熱板（9）外覆蓋第二電致變色玻璃外壁（91），光熱板（9）內部設置太陽能集熱管（92），太陽能集熱管（92）內部填充集熱介質，第二電致變色玻璃外壁（91）和太陽能集熱管（92）之間設真空保溫層，第二電致變色玻璃外壁（91）內側設置一個真空空間，集熱管（92）的集熱段設置在所述真空空間中，集熱管（92）的兩端分別連通冷水箱（5）和蓄熱水箱（4）；太陽能集熱管（92）的內壁間隔設置擾流片；白天陽光充足時第二電致變色玻璃外壁（91）變為透明，利用陽光加熱太陽能集熱管（92）內的傳熱工質；夜晚電致變色玻璃變為不透明，隔絕室內向外熱輻射。

2.根據權利要求1所述的離網光儲一體的清潔熱電聯供系統，其特征在于：所述深埋管系統（6）至冷水箱（5）的管道上依次設置節流閥和水泵，熱泵機組（7）至冷水箱（5）的管道上依次設置水泵和節流閥，蓄熱水箱（4）至熱泵機組（7）的管道上依次設置水泵和節流閥，冷水箱（5）的出水口至光熱板（9）介質入口的管道上依次設置節流閥和水泵。

3.根據權利要求1所述的離網光儲一體的清潔熱電聯供系統，其特征在于：熱泵機組（7）包括風冷蒸發器（71）、第一水冷蒸發器（72）、第二水冷蒸發器（73）、冷凝器（74）以及壓縮機（75），第一水冷蒸發器（72）和第二水冷蒸發器（73）均通過管道與風冷蒸發器（71）并聯，風冷蒸發器（71）的出口連通壓縮機（75）入口，壓縮機（75）的出口冷凝器（74）的工質入口，冷凝器（74）的工質出口連通風冷蒸發器（71）、第一水冷蒸發器（72）以及第二水冷蒸發器（73）的入口，冷凝器（74）的冷側通過供熱給水管道和供熱回水管道連接供熱用戶，第二水冷蒸發器（73）連通深埋管系統（6）的出入口。

4.根據權利要求1所述的離網光儲一體的清潔熱電聯供系統，其特征在于：深埋管系統（6）包括內管（61）以及外管（62），內管（61）與外管（62）之間設有真空保溫層，所述外管外壁設置有肋片（63）。

5.基于權利要求1-4任一項所述的離網光儲一體的清潔熱電聯供系統的供暖供電方法，其特征在于：

當處于非供熱期時，光熱板（9）吸收太陽能，通過蓄熱水箱（4）、冷水箱（5）和熱泵機組（7）向深埋管系統（6）供熱，將熱量儲存在干熱巖中，采用光伏發電系統（11）、儲能機組（2）以及釋能機組（3）向用戶側提供電能；

當處于供熱期且光照充足時，光熱板（9）吸收太陽能，通過蓄熱水箱（4）、冷水箱（5）和熱泵機組（7）向用戶側以及深埋管系統（6）供熱，滿足用戶側熱量需求并將多余熱量儲存在干熱巖中，采用光伏發電系統（11）向用戶側以及儲能機組（2）提供電能，滿足用戶側電量需求并將多余電量儲存在儲能機組（2）中；

當處于供熱期且陽光不足時，光熱板（9）吸收太陽能，通過蓄熱水箱（4）、冷水箱（5）、深埋管系統（6）以及熱泵機組（7）向用戶側供熱，采用光伏發電系統（11）、儲能機組（2）、釋能機組（3）向用戶側提供電能，在光熱和深埋管系統（6）的儲熱不足以供應時，使用內燃機發電機組（8）作為補充持續向用戶側提供熱量和電量。