[发明专利]跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统

说明书

本发明申请涉及太阳能供热供暖制冷发电领域，特别涉及跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统，包括：外保温系统(含反光器)、透光系统、集热系统、蓄热材料、供热供暖系统、制冷系统、发电系统、蓄热系统、用热用冷采暖需求端、泵等。建设蓄热系统，在蓄热系统上面铺设密闭透光系统，有太阳光照的时候，外保温系统打开，从天空直射和散射的太阳能以及从反光器反射的太阳能被集热系统和蓄热材料吸收并储存在蓄热系统中；夜晚或没有太阳光照的时候，外保温系统闭合，尽量减少蓄热系统的热量损失。该系统蓄热效率高、单位集热量投资低、经济社会效益好，全年可为农、工、商等领域供热发电，夏季制冷、冬季供暖，可以大规模替代化石能源。

技术领域

本发明申请涉及太阳能供热供暖制冷发电领域，特别涉及跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统。

背景技术

近年来，我国能源对外依存度不断提高，能源安全形势不容乐观；能源消费总量快速增长，2016年我国能源消费总量达43.6亿吨标准，占到世界能源消费总量的23％，居世界第一；建筑供热负荷和空调制冷负荷不断攀升，人均用电量显著增长，但与国际发达国家相比，我国人均用能量和人均用电量还有很大差距；温室气体排放总量大，应对气候变化压力增大：与此同时，以煤为主的能源消费结构导致生态环境破坏加剧、大气污染严重，特别是大量采暖用煤导致冬季雾霾频发，成为制约我国经济社会健康平稳发展的重要瓶颈，而“煤改气”、“煤改电”成本高，增加了用能成本，因此，大规模开发利用清洁可再生能源特别是利用太阳能供热供暖制冷发电的技术势在必行。

我国陆地表面每年接受的太阳辐射能约50万亿吉焦，折合1.7万亿吨标准煤，相当于2016年全国能源消费总量的400倍。目前，我国太阳能开发利用量不足1亿吨标准煤，有很大开发利用空间，这其中，太阳能跨季节蓄热供热供暖制冷发电系统清洁环保，越来越受到重视，但由于受到能量密度低、昼夜变化和阴晴雨雪天气的影响，大规模开发利用太阳能进行供热供暖制冷发电面临挑战。

发明内容

目前，国内外对太阳能跨季蓄热供热制冷发电系统开展了大量研究和实践，取得了一定进展，但还有很多不足之处，主要是：设计理念需要进一步提升，现有太阳能季节蓄热供热供暖制冷发电工程中间环节多、工艺流程复杂，造成了不必要的浪费，大规模推广应用成本高；跨季节太阳能蓄热集热系统整体能源效率偏低，冬季供暖需要使用补充热源，难以实现全部利用太阳能进行供暖；现有太阳能蓄热工程单位集热量投资高，总投资回收周期偏长；维护成本高，户外太阳能集热管(板)风吹雨打、容易损坏，需要不定期维修更换。

本发明的目的是提供新型跨季节高效太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统，以解决目前跨季节太阳能蓄热整体效率低、单位产出投资成本高、辅助设备装置多等问题，实现四季蓄热，全年供热发电、夏季制冷、冬季供暖。

为实现上述目的，本发明的太阳能蓄热供热供暖制冷发电系统的关键技术在于：其包括外保温系统(含反光器)、透光系统、集热系统、蓄热材料、供热供暖系统、制冷系统、发电系统、蓄热系统等，并对各个部分进行了一系列创新设计。所述外保温系统(含反光器)包括上表面和侧面，其在水平面的横截面可以为三角形、多边形或曲线图形；所述透光系统包括上表面和侧面，透光系统上表面倾斜或水平放置，倾斜角度根据本发明的系统所在地区纬度而确定；通过优化设计透光面积与蓄热系统容积，透光系统与蓄热系统连接在一起。在有太阳光照时，外保温系统打开，可旋转保温盖(含反光器)旋转的角度根据所在地区纬度和季节而调整，太阳辐射能(含反射光)被集热系统和蓄热材料吸收并储存在蓄热系统中；在夜晚、没有太阳光照或太阳光照强度比较弱的时候，外保温系统闭合，尽量减少蓄热系统的热量损失；换热器中的流体在蓄热系统中吸收热量，温度提高后，被泵提送至供热、供暖管网，制冷系统或螺杆膨胀发电系统，用于供热、供暖、制冷或发电。