[发明专利]一种采用太阳能集热的多温度梯度利用系统

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能和生物质低碳能源综合利用技术领域，具体涉及为一种采用低碳能源产生不同的温度水并加以高效利用的装置。

背景技术

太阳能是一种清洁能源，开发利用太阳能不仅能够降低燃烧常规能源带来的污染，还可以缓解能源紧张。PVT（光伏/光热）集热器利用层压或胶粘技术将太阳能电池或组件与太阳能集热器有机结合一起，当太阳能电池发电时，由于入射太阳能转化为电能的比例约为15%，其余大部分能量转化为热量，这些热量通过水换热进行回收利用。既降低了光伏板的温度，提高了发电效率，也回收了太阳辐射热量，提高了能源利用效率。

毛细管辐射供暖供冷技术是20世纪70年代由德国科学家根据仿生学原理发明的，具有舒适性好、布置灵活、无噪声、不存在细菌滋生源、无吹风感等优点，并具有传热好、热效率高、占用空间较小、热湿独立控制、有效提高室内空气品质、可利用低品位能源等优势。普通地暖供回水温度一般55℃—45℃；毛细管网供回水温度一般35℃－30℃，比普通地暖节能30%以上，节能显着。特别是可以利用低品位能源的优势，为利用太阳能提供了可能。

溴化锂吸收式制冷技术是利用“溴化锂——水”组成的二元溶液为工质对，完成制冷循环。其中吸收剂为溴化锂溶液，制冷剂为水，在一定范围内，热源温度越高，机组制冷效率越高。制冷过程所需的热源可为蒸汽，也可利用废热，废汽，以及地下热水。

现有技术中，关于以上技术大部分是一个单独系统使用，没有结合一起使用，故还没有发挥能源的高效性利用。在现有技术中，关于太阳能集热器产生热水加以利用或是太阳能光伏光热装置产生热水加以利用的专利也很多，系统产生的热水用来做生活热水，也有用来做地板辐射供暖的，但是大部分专利都是只采用太阳能集热器，或是只采用PVT集热器装置。有的太阳能集热器产生的热水既用来做生活热水又用来做溴化锂制冷的热源，这样就不能保证热水温度的要求和系统的稳定性。并且装置产生的热水温度单一，难以满足用户不同情况需求。

本装置还考虑到太阳能是昼夜间歇性能源，又受到阴雨天气影响，因此太阳能利用系统中加入蓄热装置进行蓄热，并且利用生物质清洁能源作为辅助能源。已有技术中大部分采用的辅助能源形式为燃煤或是燃气，锅炉燃烧形式单一，而它们也都是不可再生资源。而生物质颗粒燃烧时有害气体成分含量极低，排放的有害气体少，而在农村地区，生物质资源尤其丰富，生物质颗粒燃烧时有害气体成分含量极低，排放的有害气体少，具有环保效益。而且燃烧后的灰还可以作为钾肥直接使用，节省了开支，考虑到可持续发展性和环保效应，本专利使用的热源锅炉即可燃烧生物质也可使用天燃气，但以生物质燃料为主要的燃烧物。

本装置采用太阳能集热器或是PVT集热器使用了液体工质作为传热工质。在极端气候的条件下，一些液体工质，例如水，会面临结冻的危险，严重时可能破坏太阳能集热器或是太阳能电池板背部的流体工质通道。考虑到冬季运行的高效性和稳定性方面上，在现有技术中，为了防止结冻，已有技术中大多数的做法是添加防冻液。这种做法虽然解决了结冻的问题，但是增加了产品的成本，而且还需要经常检查防冻液是否足量。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种采用太阳能及生物质低碳能源实现多温度梯度高效利用的装置。本系统将两套集热器装置和三个蓄温水箱结合一起，系统一体化设计和控制。解决了夏季吸收式制冷热源和生活热水供给的问题；并解决了冬季可分别提供不同温度的生活热水，以满足用户冬季不同使用需求问题。冬季并结合PVT装置产生的较低温度的热水适合用来作为毛细管辐射供暖热源，这样充分发挥了本装置的高效运行特点。本发明系统也解决了不利用防冻液，通过系统装置将太阳能集热器和PVT集热器系统中水进行放空，从而解决管道水冻结问题，从而使本装置在冬季运行安全可靠。

技术方案如下：一种采用太阳能集热的多温度梯度利用系统，包括太阳能高温集热器端、PVT中温集热器端、低温蓄水端、室内毛细管供冷供热辐射端；

所述太阳能高温集热器端包括高温水箱S1以及与所述高温水箱S1连接的太阳能集热器1；所述PVT中温集热器端包括中温水箱S2以及与所述中温水箱S2连接的PVT集热器3；所述高温水箱S1与A通道连接，用于提供高温生活热水；所述中温水箱S2与B通道连接，用于提供中温生活热水；

所述低温蓄水端包括低温水箱S3以及与所述低温水箱S3连接的溴化锂吸收式制冷装置4；所述溴化锂吸收式制冷装置4的热源端连接有套管换热器11，所述套管换热器11放置于所述高温水箱S1内；