[发明专利]一种基于多级太阳能集热器的冷热电多联供系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用多级太阳能集热器的冷热电多联供系统，属于太阳能光热利用技术领域。

背景技术

在全球能源危机与气候变化问题的大背景下，发展分布式能源系统尤为重要。

分布式能源系统一般指以可再生能源(生物质)或天然气等清洁化石燃料为能源的、孤立的或只与配电网相联系的小型能量系统。其中多联供系统是分布式能源系统中最常用的一种技术，其可将余热用于制冷、供热，实现能量的梯级利用，提高系统的能源利用率，促进节能减排。

但是目前，以内燃机、斯特林发电机等作为原动机的传统分布式多联供系统仍然对于化石燃料具有较大的依赖，运行过程中会产生污染物质和温室气体；同时，尽管整合了部分包括太阳能等在内的可再生能源，但其地位也只是辅助性驱动能源，这使得分布式多联供系统配置冗余，能源综合利用率低，损大。

发明内容

针对以太阳能为驱动能源、有机朗肯循环(ORC)为原动机的分布式多联供系统，本发明提供一种基于多级太阳能集热器的冷热电多联供系统，通过合理的系统配置和部件选择，实现了系统的冷热电集成，提高太阳能综合利用率，同时提高系统效率、减小损。

为了解决上述技术问题，本发明提出的一种基于多级太阳能集热器的冷热电多联供系统，包括太阳能槽式集热子系统、有机朗肯循环发电子系统、供热子系统和吸收式制冷子系统，所述太阳能槽式集热子系统由第一太阳能槽式集热子系统和第二太阳能槽式集热子系统组成；所述第一太阳能槽式集热子系统包括设置在第一导热油循环管路上的第一导热油泵、第一槽式集热器和第一蒸发器；所述第二太阳能槽式集热子系统包括设置在第二导热油循环管路上的第二导热油泵、第二槽式集热器和第二蒸发器；所述有机朗肯循环发电子系统包括设置在有机朗肯工质循环管路上的第一储液罐、膨胀机、第一冷凝器、第一调节阀、第二冷凝器、第二储液罐和第一工质泵；所述第一储液罐的底部与所述第二蒸发器的出口之间设有连接管路，该连接管路上设有第二工质泵；所述膨胀机带动发电机运行；所述太阳能槽式集热子系统分别通过第一蒸发器的壳程和第二蒸发器的壳程与所述有机朗肯循环发电子系统相连；所述供热子系统包括设置在水循环管路上的风机盘管和第三工质泵，所述有机朗肯循环发电子系统通过所述第一冷凝器与所述供热子系统连接；所述吸收式制冷子系统包括设置在制冷剂管路上的第三冷凝器、第一节流阀、第三蒸发器、吸收器和发生器，所述吸收器的出口与所述发生器的稀溶液进口之间连接有溶液泵；所述发生器的出口与所述吸收器的连接管路上设有第二节流阀；所述发生器的上出口连接至所述第三冷凝器的进口；所述第一冷凝器的出口连接至所述发生器的热源侧进口，所述发生器与所述第一冷凝器的连接管路上设有第二调节阀，所述发生器的热源侧出口连接至所述第二冷凝器的出口。

进一步讲，本发明中，所述第一蒸发器、第二蒸发器和第三蒸发器为管壳式换热器或是板式换热器。

而与现有技术相比，本发明的有益效果是：

可实现在与单级集热器同样面积的情况下，利用两级集热器使换热流体与过冷液态工质间温差减小，一方面提高整体集热效率，另一方面减小损、提高系统效率(如图2)；可保障工质在蒸发温度下以饱和气态进入膨胀机，减小太阳能动态特性的影响

附图说明

图1是本发明基于多级太阳能集热器的冷热电多联供系统的结构示意图；

图2是本发明系统中有机朗肯循环发电子系统流体温-熵图。

图中：1-第一槽式集热器，2-第一导热油泵，3-第一蒸发器，4-第二槽式集热器，5-第二导热油泵，6-第二蒸发器，7-第一储液罐，8-第二工质泵，9-膨胀机，10-发电机，11-第一冷凝器，12-第一调节阀，13-第二冷凝器，14-第二储液罐，15-第一工质泵，16-风机盘管，17-第三工质泵，18-第二调节阀，19-发生器，20-第三冷凝器，21-第一节流阀，22-第三蒸发器，23-吸收器，24-溶液泵，25-第二节流阀。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案作进一步详细描述，所描述的具体实施例仅对本发明进行解释说明，并不用以限制本发明。

如图1所示，本发明提出的一种基于多级太阳能集热器的冷热电多联供系统，包括太阳能槽式集热子系统、有机朗肯循环发电子系统、供热子系统和吸收式制冷子系统。