[發(fā)明專利]一種光伏光熱一體化與生物質(zhì)組合式供熱系統(tǒng)及控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210293939.6
• 申請(qǐng)日: 2022-03-24
• 公開（公告）號(hào): CN114576681A
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉艷峰;段瓊;陳耀文;王登甲;莊照犇;全夢(mèng)晨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安建筑科技大學(xué)
• 主分類號(hào): F24D12/02
• 分類號(hào): F24D12/02;F24D18/00;F24D3/00;F24D3/10;F24D19/10;H02J7/35;F23K1/00;F24D101/50
• 代理公司: 西安智大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 王晶

本發(fā)明公開了一種光伏光熱一體化與生物質(zhì)組合式供熱系統(tǒng)，包括光伏光熱熱電聯(lián)供系統(tǒng)與生物質(zhì)鍋爐供熱系統(tǒng)；所述光伏光熱熱電聯(lián)供系統(tǒng)包括光伏發(fā)電子系統(tǒng)和光熱供熱子系統(tǒng)，其中光伏發(fā)電子系統(tǒng)包括光伏光熱一體化組件以及電控單元，光熱供熱子系統(tǒng)包括集熱回路、換熱回路以及采暖回路，所述生物鍋爐供熱系統(tǒng)包括生物質(zhì)顆粒生產(chǎn)線路以及鍋爐采暖回路。本發(fā)明利用光伏光熱一體化組件產(chǎn)生的熱能和電能，給建筑物供暖的同時(shí)又向生物質(zhì)燃料生產(chǎn)過(guò)程提供所需電能，光伏光熱一體化系統(tǒng)與生物質(zhì)能供熱系統(tǒng)的結(jié)合彌補(bǔ)了太陽(yáng)能供熱系統(tǒng)保證率低、穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)，同時(shí)，供熱系統(tǒng)產(chǎn)生的多余電能還可給鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)帶來(lái)一定的收益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及太陽(yáng)能供熱技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種光伏光熱一體化與生物質(zhì)組合式供熱系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù)

太陽(yáng)能是清潔可再生能源之一，其作為新能源的代表在建筑供熱領(lǐng)域一直備受關(guān)注，尤其是它具有清潔環(huán)保、取之不盡等優(yōu)勢(shì)，使之在各行業(yè)得到廣泛地應(yīng)用和發(fā)展。然而，太陽(yáng)輻射能具有周期波動(dòng)且隨機(jī)性強(qiáng)等特點(diǎn)，這導(dǎo)致了太陽(yáng)供暖系統(tǒng)保證率低熱、穩(wěn)定性差等諸多問(wèn)題，因此，需要與其他清潔熱源相結(jié)合使用。

生物質(zhì)能作為繼煤炭，石油，天然氣之后的第四大能源，在我國(guó)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)分布廣泛且易于收集。生物質(zhì)作為清潔高效的可再生能源，應(yīng)用于生物質(zhì)鍋爐設(shè)備，具有節(jié)能環(huán)保、運(yùn)行成本低、熱效率高、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)。因此，將生物質(zhì)能作為太陽(yáng)能供熱系統(tǒng)的輔助能源，在提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的同時(shí)，不增加常規(guī)化石能源的投入。然而在生物質(zhì)燃料生產(chǎn)的粉碎、制粒等工藝環(huán)節(jié)中，需要消耗大量的電能，從而影響了系統(tǒng)整體的常規(guī)能源節(jié)約率。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種光伏光熱一體化與生物質(zhì)組合式供熱系統(tǒng)及控制方法，利用光伏光熱一體化組件產(chǎn)生的熱能和電能，給建筑物供暖的同時(shí)又向生物質(zhì)燃料生產(chǎn)過(guò)程提供所需電能，光伏光熱一體化系統(tǒng)與生物質(zhì)能供熱系統(tǒng)的結(jié)合彌補(bǔ)了太陽(yáng)能供熱系統(tǒng)保證率低、穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)，同時(shí)，供熱系統(tǒng)產(chǎn)生的多余電能還可給鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)帶來(lái)一定的收益。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種光伏光熱一體化與生物質(zhì)組合式供熱系統(tǒng)，包括光伏光熱熱電聯(lián)供系統(tǒng)與生物質(zhì)鍋爐供熱系統(tǒng)；

所述光伏光熱熱電聯(lián)供系統(tǒng)包括光伏發(fā)電子系統(tǒng)和光熱供熱子系統(tǒng)，其中光伏發(fā)電子系統(tǒng)包括光伏光熱一體化組件18以及電控單元，光熱供熱子系統(tǒng)包括集熱回路、換熱回路以及采暖回路，所述生物質(zhì)鍋爐供熱系統(tǒng)包括生物質(zhì)顆粒生產(chǎn)線路以及鍋爐采暖回路。

所述光伏發(fā)電子系統(tǒng)中的電控單元包括匯流箱，控制器，蓄電池，逆變器，交流配電柜，雙向電能表以及監(jiān)控設(shè)備；匯流箱依次連接控制器、逆變器、交流配電柜，所述控制器上連接蓄電池，控制器、逆變器、交流配電柜上連接監(jiān)控設(shè)備；

光伏光熱一體化組件18將收集到的電能通過(guò)匯流箱流向控制器，控制器將系統(tǒng)所需的電能通過(guò)逆變器轉(zhuǎn)為交流電6，并將多余的電量?jī)?chǔ)存于蓄電池；逆變器轉(zhuǎn)換的交流電6通過(guò)交流配電柜供給系統(tǒng)內(nèi)的用電設(shè)備，其中包括生物質(zhì)粉碎機(jī)和顆粒成型機(jī)；若系統(tǒng)電量充足且蓄電池已滿可將多余電量流入公共電網(wǎng)。

所述光熱供熱子系統(tǒng)包括光伏光熱一體化組件18、板式換熱器19、蓄熱水箱20、末端供熱裝置21和定壓膨脹罐22，所述光伏光熱一體化組件18和板式換熱器19形成循環(huán)回路，所述板式換熱器19的輸出端和光伏光熱一體化組件18輸入端之間的連接處設(shè)置定壓膨脹罐22；板式換熱器19和蓄熱水箱20形成循環(huán)回路，蓄熱水箱20和末端供熱裝置21形成循環(huán)回路。

所述光伏光熱一體化組件18輸出光伏光熱一體化組件中的熱媒10進(jìn)入板式換熱器19，板式換熱器19輸出換熱熱水12進(jìn)入蓄熱水箱20，蓄熱水箱20輸出采暖供水14通過(guò)采暖循環(huán)泵將采暖加壓供水15輸入末端供熱裝置21，末端供熱裝置21將采暖回水16運(yùn)送至蓄熱水箱20，蓄熱水箱20將換熱回水13輸入板式換熱器19，板式換熱器19將光伏光熱一體化組件中的冷媒11運(yùn)送至光伏光熱一體化組件18，形成循環(huán)回路。