本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種利用太陽能、空氣能、地?zé)崮芎涂照{(diào)余熱實(shí)現(xiàn)冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)，屬于能源與環(huán)境技術(shù)領(lǐng)域。該系統(tǒng)包括太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，太陽能電池板余熱回收系統(tǒng)，空氣能、地?zé)崮芗翱照{(diào)余熱耦合熱泵系統(tǒng)，空調(diào)冷熱水循環(huán)回路和地源儲熱換熱循環(huán)系統(tǒng)。首先通過單晶硅或多晶硅太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)變成電量輸出并儲存，電池板的余熱通過余熱回收系統(tǒng)對儲熱水箱中的冷水進(jìn)行加熱以供熱水或供暖，空氣能和地?zé)崮軇t在太陽輻射不足時(shí)輔助加熱熱水；其次夏季可回收利用空調(diào)供冷時(shí)的冷凝排熱，實(shí)現(xiàn)能量的高效利用。太陽輻射較強(qiáng)時(shí)，地源補(bǔ)熱泵則將多余的熱量通過地埋管儲存于地下，提高土壤溫度，以便冬季取熱。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種利用太陽能、空氣能、地?zé)崮芎涂照{(diào)余熱實(shí)現(xiàn)冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)
本專利技術(shù)涉及一種利用太陽能、空氣能、地?zé)崮芎涂照{(diào)余熱實(shí)現(xiàn)冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)，屬于能源與環(huán)境
技術(shù)介紹
供熱、供冷與供電在現(xiàn)代生產(chǎn)生活中扮演著越來越重要的角色。一個(gè)世紀(jì)以來，供熱、供冷與供電嚴(yán)重依賴于化石燃料。雖然近年來隨著超臨界朗肯循環(huán)等技術(shù)的應(yīng)用，煤電效率逐步提高（現(xiàn)在世界上最新技術(shù)已經(jīng)能達(dá)到近50%的熱效率），但電力工業(yè)依然是二氧化碳及二氧化硫嚴(yán)重污染物主要的排放源，同時(shí)隨著石化燃料的枯竭，開采的成本和難度會越來越大，因此加大新能源開發(fā)的力度，減少對化石燃料的依賴，使用更清潔的能源是目前人類的必然選擇。太陽作為世界上最豐富的永久能源，輻射功率達(dá)3.8x1023kW，其中，地球截取的太陽輻射能通量為1.7x1014kW，比核能、地?zé)崮芎鸵δ軆α靠偤瓦€要大5000多倍。我國屬太陽能資源相當(dāng)豐富的國家，國土面積的2/3地區(qū)年日照時(shí)數(shù)大于2200h，單位面積太陽能輻射總量高達(dá)5016MJ/m2。因此，研究太陽能發(fā)電技術(shù)對我國乃至全人類的持續(xù)發(fā)展有重要意義。按轉(zhuǎn)換方式的不同，可分為光伏發(fā)電及光-熱-電兩種方式。隨著光伏材料（晶材料或非晶材料）生產(chǎn)工藝的日臻完善，光伏發(fā)電系統(tǒng)的成本逐漸降低，光伏發(fā)電技術(shù)也得到越來越多的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，但一般光伏發(fā)電的效率均在10%以內(nèi)，因此加強(qiáng)對光伏發(fā)電系統(tǒng)余熱的回收利用，提高太陽能的綜合利用效率已成必然選擇。地?zé)崮堋⒖諝庠茨芘c太陽能一樣，是一種新的清潔能源，在當(dāng)今人們的環(huán)保意識日漸增強(qiáng)和能源日趨緊缺的情況下，對地?zé)豳Y源的合理開發(fā)利用已愈來愈受到人們的青睞。其中距地表2000米內(nèi)儲藏的地?zé)崮転?500億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。全國地?zé)峥砷_采資源量為每年68億立方米，地?zé)崃繛?73萬億千焦。相比空氣源，地源場的溫度相對穩(wěn)定，尤其在寒冷或嚴(yán)寒地區(qū)，很多時(shí)候熱泵系統(tǒng)不能用空氣源作為低溫?zé)嵩矗藭r(shí)地源將是熱泵取熱熱源的最佳選擇。此外，在普通供能系統(tǒng)中，夏季空調(diào)時(shí)均將冷凝排熱直接排外，造成較大能量浪費(fèi)。因此如何合理綜合利用太陽能、地?zé)崮堋⒖諝饽芗翱照{(diào)冷凝余熱、構(gòu)建高效供能系統(tǒng)依然是一個(gè)重大課題。本專利技術(shù)專利利用光伏電池板的余熱輔以空氣熱源和地?zé)嵩瘩詈蠠岜茫o助加熱熱泵的取熱熱源能在空氣源和土壤源之間進(jìn)行切換，空調(diào)冷凝余熱可用于加熱熱水，利用一套裝置，根據(jù)不同的需要實(shí)現(xiàn)生活供電、冬季供暖、夏季空調(diào)供冷及衛(wèi)生熱水供應(yīng)，同時(shí)有效避免冬季室外余熱回收裝置凍裂。當(dāng)前我國正進(jìn)行新農(nóng)村城鎮(zhèn)化建設(shè)，該系統(tǒng)十分適合我國廣大村鎮(zhèn)（尤其是普通太陽能冬季易發(fā)生凍裂的地區(qū)）、林牧區(qū)等地區(qū)因地制宜建設(shè)分布式供能系統(tǒng)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題及不足，本專利技術(shù)提供一種利用太陽能、空氣能、地?zé)崮芎涂照{(diào)余熱實(shí)現(xiàn)冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)。首先通過單晶硅或多晶硅太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)變成電量輸出并儲存，電池板的余熱通過余熱回收系統(tǒng)對儲熱水箱中的冷水進(jìn)行加熱以供熱水或供暖，空氣能和地?zé)崮軇t在太陽輻射不足時(shí)輔助加熱熱水；其次夏季可回收利用空調(diào)供冷時(shí)的冷凝排熱，實(shí)現(xiàn)能量的高效利用。太陽輻射較強(qiáng)時(shí)，地源補(bǔ)熱泵則將多余的熱量通過地埋管儲存于地下，提高土壤溫度，以便冬季取熱。本專利技術(shù)通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。一種利用太陽能、空氣能、地?zé)崮芎涂照{(diào)余熱實(shí)現(xiàn)冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)，包括太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)由太陽能電池組件1、控制器2、蓄電池3、逆變器4以及連接線路和附件組成，太陽能電池組件1通過控制器2分別連接蓄電池3、直流電用戶和逆變器4，逆變器4與交流電用戶連接，還包括太陽能電池板余熱回收系統(tǒng)，空氣能、地?zé)崮芗翱照{(diào)余熱耦合熱泵系統(tǒng)，空調(diào)冷熱水循環(huán)回路，地源儲熱換熱循環(huán)系統(tǒng)；所述太陽能電池板余熱回收系統(tǒng)由太陽能電池組件1、低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽蒸發(fā)器5、自來水補(bǔ)水箱6、儲熱水箱7、低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽凝結(jié)器38以及連接管道和附件組成，太陽能電池組件1通過陶瓷導(dǎo)熱膠與低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽蒸發(fā)器5連接，低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽蒸發(fā)器5熱端出口與低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽凝結(jié)器38進(jìn)口連接，低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽凝結(jié)器38冷端出口與低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽蒸發(fā)器5進(jìn)口連接，低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽凝結(jié)器38盤管置于儲熱水箱7內(nèi)，儲熱水箱7冷端連接自來水補(bǔ)水箱6；所述空氣能、地?zé)崮芗翱照{(diào)余熱耦合熱泵系統(tǒng)由儲熱水箱7、冷凝器15、節(jié)流閥I16、節(jié)流閥II17、節(jié)流閥III18、電磁閥V19、電磁閥VI20、電磁閥VII21、空調(diào)水蒸發(fā)器22、電磁閥VIII23、電磁閥IX24、空氣源蒸發(fā)器25、電磁閥X26、地源蒸發(fā)器28、壓縮機(jī)29以及連接管道和附件組成，壓縮機(jī)29出口與冷凝器15熱端進(jìn)口連接，冷凝器15冷端出口分三路分別與節(jié)流閥I16、節(jié)流閥II17、節(jié)流閥III18連接，節(jié)流閥I16通過電磁閥VII21與空調(diào)水蒸發(fā)器22進(jìn)口連接，空調(diào)水蒸發(fā)器22出口與電磁閥VIII23連接；節(jié)流閥II17通過電磁閥VI20與空氣源蒸發(fā)器25進(jìn)口連接，空氣源蒸發(fā)器25出口與電磁閥IX24連接；節(jié)流閥III18通過電磁閥V19與地源蒸發(fā)器28進(jìn)口連接，地源蒸發(fā)器28出口與電磁閥X26連接；最后電磁閥VIII23、電磁閥IX24、電磁閥X26與壓縮機(jī)29進(jìn)口連接，形成一個(gè)回路；所述空調(diào)冷熱水循環(huán)回路由儲熱水箱7、電磁閥I8、空調(diào)水膨脹水箱9、空調(diào)冷熱水循環(huán)泵10、風(fēng)機(jī)盤管11、電磁閥II12、電磁閥III13、電磁閥IV14、空調(diào)水蒸發(fā)器22以及連接管道和附件組成，空調(diào)冷熱水循環(huán)泵10出口與風(fēng)機(jī)盤管11進(jìn)口連接，風(fēng)機(jī)盤管11出口分兩路，一路通過電磁閥IV14連接儲熱水箱7B1進(jìn)口，另一路通過電磁閥II12與空調(diào)水蒸發(fā)器22進(jìn)口連接；空調(diào)水蒸發(fā)器22出口通過電磁閥III13與空調(diào)冷熱水循環(huán)泵10進(jìn)口連接，儲熱水箱7B出口通過電磁閥I8與空調(diào)冷熱水循環(huán)泵10進(jìn)口連接，空調(diào)水膨脹水箱9與空調(diào)冷熱水循環(huán)泵10進(jìn)口連接，形成一個(gè)回路；所述地源儲熱換熱循環(huán)系統(tǒng)由儲熱水箱7、電磁閥XI27、地源蒸發(fā)器28、地源換熱場水循環(huán)泵30、地源補(bǔ)熱換熱器31、地埋管32、地源場膨脹水箱33、電磁旁通閥XII34、地源補(bǔ)熱泵35、電磁閥XIII36、電磁閥XIV37以及連接管道和附件組成，儲熱水箱7A出口通過電磁閥XIII36與地源補(bǔ)熱泵35進(jìn)口連接，地源補(bǔ)熱泵35出口與地源補(bǔ)熱換熱器31進(jìn)口連接，地源補(bǔ)熱換熱器31出口與儲熱水箱7A1進(jìn)口連接，形成一個(gè)回路；地源換熱場水循環(huán)泵30出口分兩路分別與電磁閥XI27、電磁旁通閥XII34連接，電磁閥XI27與地源蒸發(fā)器28進(jìn)口連接，地源蒸發(fā)器28出口與電磁閥XIV37連接，電磁閥XIV37、電磁旁通閥XII34分別與地源補(bǔ)熱換熱器31進(jìn)口連接，地源補(bǔ)熱換熱器31出口與地埋管32進(jìn)口連接，地埋管32出口、地源場膨脹水箱33與地源換熱場水循環(huán)泵30進(jìn)口連接，形成一個(gè)回路；兩個(gè)回路組成該系統(tǒng)。所述太陽能電池板余熱回收系統(tǒng)中低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽蒸發(fā)器5，空氣能、地?zé)崮芗翱照{(diào)余熱耦合熱泵系統(tǒng)中循環(huán)工質(zhì)為甲醇、氨、二氧化碳、R227ea、R123、R143a、R134a、R290、R22、R152a、R245fa、R600、R600a、R601、R601a中的一種或任意比例混合物。該利用太陽能、空氣能、地?zé)崮芎涂照{(diào)余熱實(shí)現(xiàn)冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的工作原理為：（一）太陽能光伏發(fā)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種利用太陽能、空氣能、地?zé)崮芎涂照{(diào)余熱實(shí)現(xiàn)冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)，包括太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)由太陽能電池組件（1）、控制器（2）、蓄電池（3）、逆變器（4）以及連接線路和附件組成，太陽能電池組件（1）通過控制器（2）分別連接蓄電池（3）、直流電用戶和逆變器（4），逆變器（4）與交流電用戶連接，其特征在于：還包括太陽能電池板余熱回收系統(tǒng)，空氣能、地?zé)崮芗翱照{(diào)余熱耦合熱泵系統(tǒng)，空調(diào)冷熱水循環(huán)回路和地源儲熱換熱循環(huán)系統(tǒng)；所述太陽能電池板余熱回收系統(tǒng)由太陽能電池組件（1）、低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽蒸發(fā)器（5）、自來水補(bǔ)水箱（6）、儲熱水箱（7）、低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽凝結(jié)器（38）以及連接管道和附件組成，太陽能電池組件（1）通過陶瓷導(dǎo)熱膠與低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽蒸發(fā)器（5）連接，低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽蒸發(fā)器（5）熱端出口與低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽凝結(jié)器（38）進(jìn)口連接，低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽凝結(jié)器（38）冷端出口與低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽蒸發(fā)器（5）進(jìn)口連接，低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽凝結(jié)器（38）盤管置于儲熱水箱（7）內(nèi)，儲熱水箱（7）冷端連接自來水補(bǔ)水箱（6）；所述空氣能、地?zé)崮芗翱照{(diào)余熱耦合熱泵系統(tǒng)由儲熱水箱（7）、冷凝器（15）、節(jié)流閥I（16）、節(jié)流閥II（17）、節(jié)流閥III（18）、電磁閥V（19）、電磁閥VI（20）、電磁閥VII（21）、空調(diào)水蒸發(fā)器（22）、電磁閥VIII（23）、電磁閥IX（24）、空氣源蒸發(fā)器（25）、電磁閥X（26）、地源蒸發(fā)器（28）、壓縮機(jī)（29）以及連接管道和附件組成，壓縮機(jī)（29）出口與冷凝器（15）熱端進(jìn)口連接，冷凝器（15）冷端出口分三路分別與節(jié)流閥I（16）、節(jié)流閥II（17）、節(jié)流閥III（18）連接，節(jié)流閥I（16）通過電磁閥VII（21）與空調(diào)水蒸發(fā)器（22）進(jìn)口連接，空調(diào)水蒸發(fā)器（22）出口與電磁閥VIII（23）連接；節(jié)流閥II（17）通過電磁閥VI（20）與空氣源蒸發(fā)器（25）進(jìn)口連接，空氣源蒸發(fā)器（25）出口與電磁閥IX（24）連接；節(jié)流閥III（18）通過電磁閥V（19）與地源蒸發(fā)器（28）進(jìn)口連接，地源蒸發(fā)器（28）出口與電磁閥X（26）連接；最后電磁閥VIII（23）、電磁閥IX（24）、電磁閥X（26）與壓縮機(jī)（29）進(jìn)口連接，形成一個(gè)回路；所述空調(diào)冷熱水循環(huán)回路由儲熱水箱（7）、電磁閥I（8）、空調(diào)水膨脹水箱（9）、空調(diào)冷熱水循環(huán)泵（10）、風(fēng)機(jī)盤管（11）、電磁閥II（12）、電磁閥III（13）、電磁閥IV（14）、空調(diào)水蒸發(fā)器（22）以及連接管道和附件組成，空調(diào)冷熱水循環(huán)泵（10）出口與風(fēng)機(jī)盤管（11）進(jìn)口連接，風(fēng)機(jī)盤管（11）出口分兩路，一路通過電磁閥IV（14）連接儲熱水箱（7）B1進(jìn)口，另一路通過電磁閥II（12）與空調(diào)水蒸發(fā)器（22）進(jìn)口連接；空調(diào)水蒸發(fā)器（22）出口通過電磁閥III（13）與空調(diào)冷熱水循環(huán)泵（10）進(jìn)口連接，儲熱水箱（7）B出口通過電磁閥I（8）與空調(diào)冷熱水循環(huán)泵（10）進(jìn)口連接，空調(diào)水膨脹水箱（9）與空調(diào)冷熱水循環(huán)泵（10）進(jìn)口連接，形成一個(gè)回路；所述地源儲熱換熱循環(huán)系統(tǒng)由儲熱水箱（7）、電磁閥XI（27）、地源蒸發(fā)器（28）、熱場水循環(huán)泵（30）、地源補(bǔ)熱換熱器（31）、地埋管（32）、地源場膨脹水箱（33）、電磁旁通閥XII（34）、地源補(bǔ)熱泵（35）、電磁閥XIII（36）、電磁閥XIV（37）以及連接管道和附件組成，儲熱水箱（7）A出口通過電磁閥XIII（36）與地源補(bǔ)熱泵（35）進(jìn)口連接，地源補(bǔ)熱泵（35）出口與地源補(bǔ)熱換熱器（31）進(jìn)口連接，地源補(bǔ)熱換熱器（31）出口與儲熱水箱（7）A1進(jìn)口連接，形成一個(gè)回路；地源換熱場水循環(huán)泵（30）出口分兩路分別與電磁閥XI（27）、電磁旁通閥XII（34）連接，電磁閥XI（27）與地源蒸發(fā)器（28）進(jìn)口連接，地源蒸發(fā)器（28）出口與電磁閥XIV（37）連接，電磁閥XIV（37）、電磁旁通閥XII（34）分別與地源補(bǔ)熱換熱器（31）進(jìn)口連接，地源補(bǔ)熱換熱器（31）出口與地埋管（32）進(jìn)口連接，地埋管（32）出口、地源場膨脹水箱（33）與地源換熱場水循環(huán)泵（30）進(jìn)口連接，形成一個(gè)回路；兩個(gè)回路組成該系統(tǒng)。...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種利用太陽能、空氣能、地?zé)崮芎涂照{(diào)余熱實(shí)現(xiàn)冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)，包括太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)由太陽能電池組件（1）、控制器（2）、蓄電池（3）、逆變器（4）以及連接線路和附件組成，太陽能電池組件（1）通過控制器（2）分別連接蓄電池（3）、直流電用戶和逆變器（4），逆變器（4）與交流電用戶連接，其特征在于：還包括太陽能電池板余熱回收系統(tǒng)，空氣能、地?zé)崮芗翱照{(diào)余熱耦合熱泵系統(tǒng)，空調(diào)冷熱水循環(huán)回路和地源儲熱換熱循環(huán)系統(tǒng)；所述太陽能電池板余熱回收系統(tǒng)由太陽能電池組件（1）、低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽蒸發(fā)器（5）、自來水補(bǔ)水箱（6）、儲熱水箱（7）、低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽凝結(jié)器（38）以及連接管道和附件組成，太陽能電池組件（1）通過陶瓷導(dǎo)熱膠與低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽蒸發(fā)器（5）連接，低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽蒸發(fā)器（5）熱端出口與低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽凝結(jié)器（38）進(jìn)口連接，低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽凝結(jié)器（38）冷端出口與低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽蒸發(fā)器（5）進(jìn)口連接，低沸點(diǎn)工質(zhì)蒸汽凝結(jié)器（38）盤管置于儲熱水箱（7）內(nèi)，儲熱水箱（7）冷端連接自來水補(bǔ)水箱（6）；所述空氣能、地?zé)崮芗翱照{(diào)余熱耦合熱泵系統(tǒng)由儲熱水箱（7）、冷凝器（15）、節(jié)流閥I（16）、節(jié)流閥II（17）、節(jié)流閥III（18）、電磁閥V（19）、電磁閥VI（20）、電磁閥VII（21）、空調(diào)水蒸發(fā)器（22）、電磁閥VIII（23）、電磁閥IX（24）、空氣源蒸發(fā)器（25）、電磁閥X（26）、地源蒸發(fā)器（28）、壓縮機(jī)（29）以及連接管道和附件組成，壓縮機(jī)（29）出口與冷凝器（15）熱端進(jìn)口連接，冷凝器（15）冷端出口分三路分別與節(jié)流閥I（16）、節(jié)流閥II（17）、節(jié)流閥III（18）連接，節(jié)流閥I（16）通過電磁閥VII（21）與空調(diào)水蒸發(fā)器（22）進(jìn)口連接，空調(diào)水蒸發(fā)器（22）出口與電磁閥VIII（23）連接；節(jié)流閥II（17）通過電磁閥VI（20）與空氣源蒸發(fā)器（25）進(jìn)口連接，空氣源蒸發(fā)器（25）出口與電磁閥IX（24）連接；節(jié)流閥III（18）通過電磁閥V（19）與地源蒸發(fā)器（28）進(jìn)口連接，地源蒸發(fā)器（28）出口與電磁閥X（26）連接；最后電磁閥VIII（23）、電磁閥IX（24）、電磁閥X（26）與壓縮機(jī)（29）進(jìn)口連接，形成一個(gè)回路；所述空調(diào)冷熱水循...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王輝濤，韓金蓉，王建軍，朱道飛，賈炯，石磊，陳婭，
申請(專利權(quán))人：昆明理工大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：云南,53
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