[发明专利]直接蒸发式太阳能热电冷联产系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种直接蒸发式太阳能热电冷联产系统，包括通过连接管路连接的直接蒸发式太阳能集热器、压缩膨胀双功能机头、永磁电动发电一体化电机、冷凝器、膨胀阀、工质泵、双效溴化锂吸收式制冷机组、热泵单向阀、发电单向阀和12个截止阀；通过控制阀体的通断状态可以实现太阳能采暖、太阳能低温发电和太阳能制冷。将太阳能采暖、低温发电与制冷空调技术有机的耦合在一起，结合建筑用能需求，与建筑一体化太阳能采暖系统相匹配，解决夏季部分建筑空间制冷的需求，并在过渡季产生绿色电能供建筑使用，提高了设备利用率和系统运行效率，在建筑能源结构中发挥更加重要的作用，是太阳能规模化、低成本、高产出应用的理想途径。

技术领域

本发明属于太阳能利用技术领域，尤其涉及一种直接蒸发式太阳能热电冷联产系统。

背景技术

随着常规能源的日益短缺和环境质量的不断恶化，作为可再生能源主力的太阳能在全球能源供应中扮演的角色越来越重要。我国地域广阔，是太阳能资源丰富的国家之一，三分之二的地区年辐射总量大于5020MJ/m2，年日照时数在2200h以上，具有有效利用开发的潜力。

太阳能光热利用是太阳能利用的一种基本形式。根据功能不同可以分为太阳能热水系统、太阳能采暖、太阳能制冷空调、太阳能热发电、太阳能干燥、太阳能工业用热、太阳灶等。

太阳辐射热流密度低，在利用太阳能时为了获取足够的能量，或者为了提高温度，需要采用太阳能集热器进行采集，并将产生的热能传递到传热工质进行利用。根据太阳能集热器能够提供的温度，太阳能热利用分为低温利用(<80℃)、中温利用(80～250℃)和高温利用(>250℃)。从我国太阳能热利用行业的现状看，太阳能中高温应用目前正处在研发与示范推广阶段，而在太阳能的中低温应用领域，太阳能热水系统，因其与人民的日常生活密切相关，迅速成为我国太阳能热利用的“主力军”，是目前太阳能应用发展中最具经济价值、技术最成熟且已经商品化的一项技术。截止到2016年底，中国太阳能热利用保有量达到约4.6亿平方米，占到全球的近70％，成为全球太阳能热利用持续发展的主要力量，但我国光热产品主要是单一家庭住房家用热水系统和大型家用热水系统两类。因此，大力发展太阳能在采暖、制冷空调、低温发电等方面的中低温应用技术将具有良好的市场前景。

目前太阳能热水系统集热器主要有玻璃真空管式、热管真空管式、平板式和少量闷晒式，其中玻璃真空管式占80％以上。对于同一太阳能集热器，集热效率会随着温度的增加而降低，但大面积的采集，又必然会造成利用成本的增加，不利于推广使用。因此太阳能集热器的高效性和经济性成为人们研究的重点方向。

发明内容

针对现有技术中太阳能采暖系统规模化应用中带来的非采暖期热量浪费、设备闲置的问题，本发明将太阳能采暖、低温发电与制冷空调技术有机的耦合在一起，构成太阳能综合利用系统，实现太阳能利用与季节变化的最佳匹配，在全年范围内按需供能，即利用一套太阳能利用装置做到冬季采暖、过渡季发电和夏季制冷。因而该系统是太阳能规模化、低成本、高产出应用的理想途径。结合建筑用能需求，与建筑一体化太阳能采暖系统相匹配，解决夏季部分建筑空间制冷的需求，并在过渡季产生绿色电能供建筑使用，同时进一步提高设备利用率，系统运行效率、降低成本、减小尺寸，以便在建筑能源结构中发挥更加重要的作用。

为了解决上述技术问题，本发明提出的一种直接蒸发式太阳能热电冷联产系统，包括直接蒸发式太阳能集热器、压缩膨胀双功能机头、永磁电动发电一体化电机、冷凝器、膨胀阀、工质泵、双效溴化锂吸收式制冷机组、热泵单向阀、发电单向阀和12个截止阀；其中，12个截止阀记作第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀、第四截止阀第五截止阀、第六截止阀、第七截止阀、第八截止阀、第九截止阀、第十截止阀、第十一截止阀和第十二截止阀；上述各设备和阀体之间通过连接管路连接，连接关系如下：