太陽能熱電冷小型分布式三聯供系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種太陽能熱電冷小型分布式三聯供系統，其聚光集熱器(1)的傳熱介質出口分別通過第一調節閥(5)、第二調節閥(6)、第三調節閥(7)經管道連接至ORC發電系統(2)、供熱系統(3)、制冷系統(4)；聚光集熱器(1)的反射鏡(8)的鏡面為弧面。本實用新型利用太陽熱能，實現了冷、熱、電三聯供，可以根據用戶的不同時期、不同能源用量的大小，動態調整冷、熱、電三種能源的配比。
【專利說明】
太陽能熱電冷小型分布式三聯供系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及新能源綜合利用領域，具體地，涉及太陽能熱電冷小型分布式三聯供系統。
【背景技術】
[0002]隨著全球變暖和化石能源枯竭等環境問題的加重，提高能源利用效率、改變能源結構對我國而言非常重要。國家在“十三五”發展規劃綱要中明確指出:加快發展風能、太陽能、生物質能、水能、地熱能，安全高效發展核電；加強儲能和智能電網建設，發展分布式能源，推行節能低碳電力調度。
[0003]目前針對太陽熱能的利用大多局限在只產生一種或二種能源，如產生熱水、蒸汽或電，這方面的專利文獻有“太陽光熱水循環系統”、“無耗水風及太陽光熱能綜合一體集成發電裝置”等，也有利用太陽熱能進行大型發電的，如“太陽光熱電槽式發電站系統”，發電功率都在5MW以上。
[0004]經檢索，發現如下相關檢索結果。
[0005]相關檢索結果1:
[0006]申請(專利)號:CN201320325560.5名稱:太陽光熱水循環系統
[0007]摘要:該專利文獻公開了一種太陽光熱水循環系統，包括:一外框，包括上、下端敞口 ；聚光透鏡，組設定位于上端敞口處；一可分拆式導水板組，組設定位于下端敞口處，包括:一下板，其二間隔位置處設有進、出水口； 一上板，為具有導熱性的金屬板片體，上板呈組合于下板上方且與聚光透鏡呈上下間隔配置關系；一導水空間，位于下、上板之間，且與進、出水口相連通;組合定位件，系藉以令上、下板的迭置組合狀態定位;一隔熱空間，設于外框內部，隔熱空間為封閉狀態而能阻隔空氣流動;一底部封板，組設于可分拆式導水板組的下板底部。
[0008]技術要點比較:
[0009]1、集熱設備不同:該專利文獻主要闡述一種平板集熱設備，這種設備可以將太陽熱能轉化為熱水，熱水的溫度一般在80°C以下。而本實用新型是通過定日跟蹤圓弧式玻璃吸熱板采集太陽熱，可將介質媒油加熱至200°C。
[0010]2、系統不同:該專利文獻只涉及集熱系統，而集熱系統僅是擬本實用新型的一個子系統。
[0011]相關檢索結果2:
[0012]申請(專利)號:CN201110405550.8名稱:太陽光熱電槽式發電站系統
[0013]摘要:該專利文獻是有關于一種太陽光熱電槽式發電站系統，其從分利用太陽光反射線聚焦原理，通過槽式反射線聚焦鏡組成的陣列，產生額定工質的飽和蒸汽推動汽輪機做功發電。并且采用可以燃燒多種燃料的閃蒸鍋爐系統互補，從而使得系統不但在有太陽光時可以發電，在太陽光弱或無太陽光時也可以進行發電，同時系統在熱力管路中，汽水不分層，能夠實現連續不斷的自動循環，互相補充。
[0014]技術要點比較:
[0015]該專利文獻是闡述如何利用太陽熱能及燃燒多種燃料進行發電，利用太陽熱能將水加熱至蒸汽狀態，通過蒸汽推動汽輪機發電。而本實用新型是利用200°C的熱媒油加熱有機工質，生成具一定壓力和溫度的有機蒸汽，有機蒸汽進入透平機械膨脹做功，從而帶動發電機進行發電。發電系統僅是本實用新型的一個子系統。
[0016]相關檢索結果3:
[0017]申請(專利)號:CN201110136404.X名稱:無耗水風及太陽光熱能綜合一體集成發電裝置
[0018]摘要:該專利文獻公開了一種無耗水風及太陽光熱能綜合一體集成發電裝置，該發電裝置包括建于山頂或坡頂位置的塔身裝置，塔身裝置上設置有轉塔裝置，轉塔裝置內設置有垂直風道、水平風道、氣流發電機和分別控制兩個風道單獨通風的通風控制系統，垂直風道、水平風道單獨通風來分別獨立地驅動氣流發電機發電。
[0019]技術要點比較:
[0020]該專利文獻是闡述如何綜合利用太陽能光熱和風能一體裝置進行發電，其原理和本實用新型有本質的不同。
【實用新型內容】
[0021]針對現有技術中的缺陷，本實用新型的目的是提供一種太陽能熱電冷小型分布式三聯供系統。
[0022]根據本實用新型提供的一種太陽能熱電冷小型分布式三聯供系統，包括聚光集熱器1、ORC發電系統2、供熱系統3、制冷系統4;
[0023]聚光集熱器I的傳熱介質出口分別通過第一調節閥5、第二調節閥6、第三調節閥7經管道連接至ORC發電系統2、供熱系統3、制冷系統4。
[0024]優選地，聚光集熱器I包括反射鏡8、集熱管9、集熱器支架10;
[0025]反射鏡8、集熱管9安裝于集熱器支架10;
[0026]反射鏡8的鏡面為弧面。
[0027]優選地，集熱管9沿著反射鏡8的鏡面所在圓柱面的圓柱中心線延伸。
[0028]優選地，反射鏡8的鏡面是對應圓心角為120度的弧面。
[0029]優選地，還包括定日跟蹤系統，聚光集熱器I的反射鏡8安裝在定日跟蹤系統上。
[0030]優選地，聚光集熱器I的傳熱介質出口通過第一循環栗11經管道連接至聚光集熱器I的傳熱介質回流入口；
[0031 ]第一調節閥5的出口經管道連接至ORC發電系統2的換熱器的熱流路通道入口 ；
[0032]第二調節閥6的出口經管道連接至供熱系統3的換熱器的熱流路通道入口；
[0033]第三調節閥7的出口經管道連接至制冷系統4的換熱器的熱流路通道入口；
[0034]ORC發電系統2的換熱器的熱流路通道出口、供熱系統3的換熱器的熱流路通道出口、制冷系統4的換熱器的熱流路通道出口分別通過第二循環栗12經管道連接至聚光集熱器I的傳熱介質回流入口。
[0035]優選地，還包括冷卻系統13;
[0036]第一水栗14、制冷系統4的冷凝器、冷卻系統13的冷卻水存儲池經管道依次連接形成第一冷卻水循環回路通道；
[0037]第二水栗15、ORC發電系統的冷凝器、冷卻系統13的冷卻水存儲池經管道依次連接形成第二冷卻水循環回路通道。
[0038]優選地，制冷系統4為溴化鋰吸收制冷系統。
[0039]根據本實用新型提供的一種上述的太陽能熱電冷小型分布式三聯供系統的使用方法，包括:
[0040]步驟1:關閉第一調節閥5、第二調節閥6、第三調節閥7，關閉第二循環栗12;開啟第一循環栗11，使傳熱介質通過聚光集熱器I吸收太陽能升溫至第一閾值；
[0041]步驟2:若供熱系統3需要制熱，則打開第二調節閥6，開啟第二循環栗12;若制冷系統4需要制冷，則打開第三調節閥7，開啟第二循環栗12;若供熱系統3不需要制熱且制冷系統4不需要制冷，則打開第一調節閥5，開啟第二循環栗12;或者，步驟2:分別獨立控制第一調節閥5、第二調節閥6、第三調節閥7的開閉，當第一調節閥5、第二調節閥6、第三調節閥7中的任一個調節閥被打開，則開啟第二循環栗12。
[0042]與現有技術相比，本實用新型具有如下的有益效果:
[0043]1、本實用新型利用太陽熱能，實現了冷、熱、電三聯供。
[0044]2、本實用新型不僅可用在北方光照條件好、人跡罕至的地方，也可用在工業發達、光照強度不是很高的地方。其特點是小型化、高效化及易布置。
[0045]3、本實用新型得到應用后，可以根據用戶的不同時期、不同能源用量的大小，動態調整冷、熱、電三種能源的配比。
【附圖說明】
[0046]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本實用新型的其它特征、目的和優點將會變得更明顯:
[0047]圖1為本實用新型的整體結構示意圖。
[0048]圖2為本實用新型中太陽聚光集熱器的結構示意圖。
[0049]圖中:
[0050]1-聚光集熱器
[0051]2-0RC發電系統
[0052]3-供熱系統
[0053]4-制冷系統
[0054]5-第一調節閥
[0055]6-第二調節閥
[0056]7-第三調節閥
[0057]8-反射鏡
[0058]9-集熱管
[0059]10-集熱器支架
[0060]H-第一循環栗
[0061]12-第二循環栗
[0062]13-冷卻系統
[0063]14-第一水栗
[0064]15-第二水栗
【具體實施方式】
[0065]下面結合具體實施例對本實用新型進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本實用新型，但不以任何形式限制本實用新型。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變化和改進。這些都屬于本實用新型的保護范圍。
[0066]如圖1所示，根據本實用新型提供的一種太陽能熱電冷小型分布式三聯供系統，包括聚光集熱器1、ORC發電系統2、供熱系統3、制冷系統4、冷卻系統13、定日跟蹤系統;聚光集熱器I的傳熱介質出口分別通過第一調節閥5、第二調節閥6、第三調節閥7經管道連接至ORC發電系統2、供熱系統3、制冷系統4。制冷系統4為溴化鋰吸收制冷系統。供熱系統3包括暖氣系統或者暖水系統。
[0067]聚光集熱器I的傳熱介質出口通過第一循環栗11經管道連接至聚光集熱器I的傳熱介質回流入口；第一調節閥5的出口經管道連接至ORC發電系統2的換熱器的熱流路通道入口 ；第二調節閥6的出口經管道連接至供熱系統3的換熱器的熱流路通道入口；第三調節閥7的出口經管道連接至制冷系統4的換熱器的熱流路通道入口 ；0RC發電系統2的換熱器的熱流路通道出口、供熱系統3的換熱器的熱流路通道出口、制冷系統4的換熱器的熱流路通道出口分別通過第二循環栗12經管道連接至聚光集熱器I的傳熱介質回流入口。
[0068]其中，0RC(0rganicRankine Cycle，有機朗肯循環)發電系統2是以低沸點有機物為工質的朗肯循環，主要由換熱器、透平、冷凝器以及工質栗四大部套組成。有機工質在換熱器中從200°C熱介質媒油中吸收熱量，生成具一定壓力和溫度的蒸汽，蒸汽進入透平機械膨脹做功，從而帶動發電機進行發電。供熱系統3通過換熱器能夠利用200°C熱媒油的熱能將回水加熱到所需要溫度，通過熱水循環栗輸至眾多的用戶進行供暖。溴化鋰吸收式制冷系統是以200 0C熱媒油為動力，水為制冷劑，溴化鋰溶液為吸收劑，溴化鋰吸收式制冷系統可制取10 °C低溫水。溴化鋰吸收式制冷機組運動部件少，運轉平穩，機組安裝簡便，噪聲小，并可以在10%至100%之間進行冷量無級調節。
[0069]第一水栗14、制冷系統4的冷凝器、冷卻系統13的冷卻水存儲池經管道依次連接形成第一冷卻水循環回路通道;第二水栗15、0RC發電系統的冷凝器、冷卻系統13的冷卻水存儲池經管道依次連接形成第二冷卻水循環回路通道。冷卻系統13以水作為冷卻介質，并循環使用，要由冷卻設備、水栗和管道組成;經冷卻系統13冷卻后的水分別流過ORC發電系統2及溴化鋰吸收制冷系統的冷凝器，溫度上升，升溫后的循環水經循環栗打至冷卻設備，冷卻后的水再次循環使用。
[0070]如圖2所示，聚光集熱器I包括反射鏡8、集熱管9、集熱器支架10;反射鏡8、集熱管9安裝于集熱器支架10;反射鏡8的鏡面為弧面。集熱管9沿著反射鏡8的鏡面所在圓柱面的圓柱中心線延伸。反射鏡8的鏡面是對應圓心角為120度的弧面。還包括定日跟蹤系統，聚光集熱器I的反射鏡8安裝在定日跟蹤系統上。其中，本領域技術人員理解，柱面是直線沿著一條定曲線平行移動所形成的曲面，圓柱面是直線沿著圓平行移動所形成的曲面，弧面是直線沿著一條弧平行移動所形成的曲面。
[0071]具體地，聚光集熱器I中的傳熱介質為介質媒油，利用聚光集熱器I能夠將介質媒油加熱至200°C?300°C。反射鏡8的鏡面采用弧面形狀，相比采用拋物面鏡面的槽式和平板式集熱系統，光照強度可提升70?80%，整體集熱效率提高20%以上；聚光率可達27倍，聚熱溫度高達300°C以上；雖比槽式和塔式低，但非常適合用于ORC發電系統；其特點是體積小、成本低廉、安裝簡便;在相同集熱功率情況下，價格比槽式至少低30%以上。本實用新型在應用中可自動判斷陰晴天，通過檢測太陽輻照值如果大于設定值，定日跟蹤系統起動，通過進行軸向和徑向的轉動，使聚光集熱器I始終對著太陽。當太陽輻照值如果小于設定值時或檢測聚光集熱器I中的介質媒油溫度大于設定溫度時，反射鏡偏轉，聚光集熱器I停止工作。
[0072]根據本實用新型提供的一種上述的太陽能熱電冷小型分布式三聯供系統的使用方法，包括:
[0073]步驟1:關閉第一調節閥5、第二調節閥6、第三調節閥7，關閉第二循環栗12;開啟第一循環栗11，使傳熱介質通過聚光集熱器I吸收太陽能升溫至第一閾值；
[0074]步驟2:若供熱系統3需要制熱，則打開第二調節閥6，開啟第二循環栗12;若制冷系統4需要制冷，則打開第三調節閥7，開啟第二循環栗12;若供熱系統3不需要制熱且制冷系統4不需要制冷，則打開第一調節閥5，開啟第二循環栗12;或者，步驟2:分別獨立控制第一調節閥5、第二調節閥6、第三調節閥7的開閉，當第一調節閥5、第二調節閥6、第三調節閥7中的任一個調節閥被打開，則開啟第二循環栗12。
[0075]例如，在晴天，聚光集熱器I通過定日追蹤裝置，將集熱面板(反射鏡)正對太陽，太陽光反射至集熱管，集熱管內的介質媒油經第一循環栗11不斷循環吸收太陽熱量，直至其溫度升至200°C?300°C。在不需要供熱、供冷或供熱、供冷用不完熱源時，打開第一調節閥5，熱媒油進入ORC發電系統2發電，降至150°C排出，發出的電可直接并入電網或供單位內部機組使用。
[0076]在采暖季節或需干燥物品時，關閉第一調節閥5，打開第二調節閥6，200°C熱媒油通過供熱系統3加熱供暖熱水或為干燥物品提供熱風。熱媒油降至150°C排出。在夏季供冷時，關閉第一調節閥5和第二調節閥6，打開第三調節閥7，200°C熱媒油通過制冷系統4，可為用戶提供充足的冷量。
[0077]通過第一調節閥5、第二調節閥6、第三調節閥7的開關組合，ORC發電系統2、供熱系統3、制冷系統4即可獨立運行，也可任意組合運行，從而能夠全面滿足用戶不同能源的需求。
[0078]由于采用了上述技術方案，本實用新型實現了光熱冷熱電三聯供系統運行模式:聚光集熱器I吸收太陽熱量，將介質媒油加熱至200°C?300°C。熱媒油通過并聯管道系統分別通過ORC發電系統2進行發電;通過溴化鋰吸收式制冷系統進行制冷;通過供熱系統3進行集中供熱。經過匯總后的低溫媒油經第二循環栗12打回聚光集熱器I繼續吸熱，依此流程實現閉路循環。本實用新型可為用戶提供多種能源，滿足用戶冷、熱及電的不同用能需求;本實用新型經濟及社會效率顯著，以5.5MW光熱三聯供為例，每年可節約標煤990噸，減少⑶2排放2468噸，相當于每年種植20000棵樹木，80次A320客機從上海飛到北京所消耗的能源。
[0079]以上對本實用新型的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本實用新型并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變化或修改，這并不影響本實用新型的實質內容。在不沖突的情況下，本申請的實施例和實施例中的特征可以任意相互組合。
【主權項】
1.一種太陽能熱電冷小型分布式三聯供系統，其特征在于，包括聚光集熱器(I)、ORC發電系統(2)、供熱系統(3)以及制冷系統(4); 聚光集熱器(I)的傳熱介質出口分別通過第一調節閥(5)、第二調節閥(6)、第三調節閥(7)經管道連接至ORC發電系統(2)、供熱系統(3)、制冷系統(4)。2.根據權利要求1所述的太陽能熱電冷小型分布式三聯供系統，其特征在于，聚光集熱器(I)包括反射鏡(8)、集熱管(9)以及集熱器支架(10); 反射鏡(8)、集熱管(9)安裝于集熱器支架(10)上； 反射鏡(8)的鏡面為弧面。3.根據權利要求2所述的太陽能熱電冷小型分布式三聯供系統，其特征在于，集熱管(9)沿著反射鏡(8)的鏡面所在圓柱面的圓柱中心線延伸。4.根據權利要求2所述的太陽能熱電冷小型分布式三聯供系統，其特征在于，反射鏡(8)的鏡面是對應圓心角為120度的弧面。5.根據權利要求2所述的太陽能熱電冷小型分布式三聯供系統，其特征在于，還包括定日跟蹤系統，聚光集熱器(I)的反射鏡(8)安裝在定日跟蹤系統上。6.根據權利要求1所述的太陽能熱電冷小型分布式三聯供系統，其特征在于，聚光集熱器(I)的傳熱介質出口通過第一循環栗(11)經管道連接至聚光集熱器(I)的傳熱介質回流入口； 第一調節閥(5)的出口經管道連接至ORC發電系統(2)的換熱器的熱流路通道入口 ； 第二調節閥(6)的出口經管道連接至供熱系統(3)的換熱器的熱流路通道入口； 第三調節閥(7)的出口經管道連接至制冷系統(4)的換熱器的熱流路通道入口 ； ORC發電系統(2)的換熱器的熱流路通道出口、供熱系統(3)的換熱器的熱流路通道出口、制冷系統(4)的換熱器的熱流路通道出口分別通過第二循環栗(12)經管道連接至聚光集熱器(I)的傳熱介質回流入口。7.根據權利要求1所述的太陽能熱電冷小型分布式三聯供系統，其特征在于，還包括冷卻系統(13)； 第一水栗(14)、制冷系統(4)的冷凝器、冷卻系統(13)的冷卻水存儲池經管道依次連接形成第一冷卻水循環回路通道； 第二水栗(15)、ORC發電系統的冷凝器、冷卻系統(I 3)的冷卻水存儲池經管道依次連接形成第二冷卻水循環回路通道。8.根據權利要求1所述的太陽能熱電冷小型分布式三聯供系統，其特征在于，制冷系統(4)為溴化鋰吸收制冷系統。
【文檔編號】F25B27/00GK205536668SQ201620233748
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年3月24日
【發明人】吳建國, 唐子燁, 徐世洋
【申請人】上海光熱實業有限公司