基于有机朗肯循环和锅炉辅助加热的太阳能热电联供系统技术方案

本发明专利技术公开了基于有机朗肯循环和锅炉辅助加热的太阳能热电联供系统，通过太阳能集热器充分利用太阳能获得高温热水并对其进行储存，用于浴室用水；锅炉辅助加热装置与太阳房系统相耦合，当浴室用水供不应求时，作为外热源进行供热获得热水；有机朗肯循环系统包括第一有机朗肯循环系统与第二朗肯循环系统，第一有机朗肯循环系统连接浴室排水口，第一有机朗肯循环系统回收利用使用后热水热量，并将其转换为电能进行存储；所述第二朗肯循环系统连接浴室内部，第二朗肯循环系统回收利用浴室内部空气积聚的余热，并将其转换为电能进行存储。本发明专利技术将太阳房系统、锅炉辅助加热装置与有机朗肯循环系统相耦合，形成自馈能的太阳房浴室。室。室。

【技术实现步骤摘要】
基于有机朗肯循环和锅炉辅助加热的太阳能热电联供系统


[0001]本专利技术涉及太阳能与低温余热利用
，具体地说是一种基于有机朗肯循环和锅炉辅助加热的太阳能热电联供系统。

技术介绍

[0002]通过实地调研发现，人们在洗浴过程只消耗了10℃的温差，但加热洗澡水却需要让水温升高30℃，如果直接排放洗浴污水就白白浪费了2/3的能量。与此同时，洗浴水加热方式主要靠燃烧天然气来提供热量，所需燃气量大、排出的热空气、废水无热回收，造成了热污染。事实上，日常洗浴热水温度在40～50℃就足够了，如果选用可以烧出上千摄氏度高温的煤、油或天然气来完成简单的低温加热需求，这显然是极大的能源浪费，而且煤、油和天然气在燃烧过程中会产生大量的热损耗和废气，会造成空气污染，既不科学又不经济。

技术实现思路

[0003]为了解决现有技术中存在的不足，本专利技术提出了基于有机朗肯循环和锅炉辅助加热的太阳能热电联供系统，利用太阳房系统可以通过吸收太阳能中的热量对自来水进行加热，为浴室提供洗浴热水。有机朗肯循环系统分为两个子系统，通过吸收浴室中用水余热和空气余热产生电负荷，为锅炉辅助系统和太阳房系统提供电负荷。当太阳房系统产生的热量供不应求时，锅炉辅助加热装置会作为外热源对自来水进行加热，提供足够的洗浴用水。
[0004]本专利技术所采用的技术方案如下：
[0005]基于有机朗肯循环和锅炉辅助加热的太阳能热电联供系统，包括：太阳房系统、锅炉辅助加热装置有机朗肯循环系统、空气源热泵装置、水体净化再利用系统；所述太阳房系统包括太阳能集热器，通过太阳能集热器充分利用太阳能获得高温热水并对其进行储存，用于浴室用水；所述锅炉辅助加热装置与太阳房系统相耦合，当浴室用水供不应求时，作为外热源进行供热获得热水；
[0006]所述有机朗肯循环系统包括第一有机朗肯循环系统与第二朗肯循环系统，所述第一有机朗肯循环系统连接浴室排水口，第一有机朗肯循环系统回收利用使用后热水热量，并将其转换为电能进行存储；所述第二朗肯循环系统连接浴室内部，第二朗肯循环系统回收利用浴室内部空气积聚的余热，并将其转换为电能进行存储。
[0007]进一步，所述第一有机朗肯循环系统与水体净化再利用系统相耦合，用于净化与热交换器交换热量后的浴室用水，并且进行储存使用。
[0008]进一步，所述水体净化再利用系统包括水体净化储存装置，水体净化储存装置首先利用混凝过滤对浴室用水进行预处理，接着采用生物活性炭处理工艺对水体进一步净化。
[0009]进一步，所述太阳能集热器连接自来水供给装置，由自来水供给装置向太阳能集热器注入冷水，太阳能集热器的热水出口连接热水储存器，对加热后的热水进行储存；
[0010]进一步，锅炉辅助加热装置包括锅炉加热器，锅炉加热器连接自来水供给装置，自
来水供给装置用于向锅炉加热器提供自来水，并将加热后的热水存储在热水储存器内。
[0011]进一步，所述第一有机朗肯循环系统包括热交换器、第一透平、第一发电机、第一储电装置、第一冷凝器、第一工质泵；所述热交换器的一端连接浴室排水口，另一端连接水体净化再利用系统；热交换器的循环工质出口依次连接第一透平、第一冷凝器、第一工质泵至热交换器的循环工质入口，第一透平依次连接第一发电机、第一储电装置，通过做工将浴室用水的余热转化为电能。
[0012]进一步，所述包括蒸发器、第二透平、第二发电机、第二储电装置、第二冷凝器、第二工质泵和空气源热泵；所述空气源热泵连接浴室内部，用于积聚浴室内部的余热；空气源热泵出口依次连接蒸发器、第二透平、二冷凝器、第二工质泵至空气源热泵入口，所述第二透平依次连接第二发电机、第二储电装置，通过做工将浴室内热气的余热转化为电能。
[0013]进一步，有机朗肯循环系统选用的工质是R245fa、R123或R245fa与R123的混合物。
[0014]进一步，储电装置用于向太阳能热电联供系统内的用电装置供能。
[0015]本专利技术的有益效果：
[0016]本专利技术是一种基于有机朗肯循环和锅炉辅助加热的太阳能热电联供系统，包括太阳房系统，锅炉辅助加热装置，有机朗肯循环系统，空气源热泵装置，水体净化再利用系统等。本专利技术与现有技术相比，增加了有机朗肯循环系统、空气源热泵装置、水体净化再利用系统，并将太阳房系统、锅炉辅助加热装置与有机朗肯循环系统相耦合，形成自馈能的太阳房浴室。太阳房系统可以通过吸收太阳能中的热量对自来水进行加热，为浴室提供洗浴热水。有机朗肯循环系统分为两个子系统，通过吸收浴室中用水余热和空气余热产生电负荷，为锅炉辅助系统和太阳房系统提供电负荷。当太阳房系统产生的热量供不应求时，锅炉辅助加热装置会作为外热源对自来水进行加热，提供足够的洗浴用水。
附图说明
[0017]图1是一种基于有机朗肯循环和锅炉辅助加热的太阳能热电联供系统结构示意图；
[0018]图中：1
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太阳能集热器，2
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第一水泵，3
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用电装置，4
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水体净化储存装置，5
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第二水泵，6
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热交换器，7
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第一透平，8
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第一发电机，9
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第一储电装置，10
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第一冷凝器，11
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第一工质泵，12
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空气源热泵，13
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第二工质泵，14
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第二冷凝器，15
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蒸发器，16
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第二透平，17
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第二发电机，18
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第二储电装置，19
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热水储存器，20
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温度计，21
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锅炉加热器，22
‑
自来水供给装置。
具体实施方式
[0019]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0020]这里要说明的是，本申请中的连接可以是管路的直接连接，也可以是间接连接。
[0021]如图1所示，本专利技术实施例提出了一种基于有机朗肯循环和锅炉辅助加热的太阳能热电联供系统，其特征在于，它包括：太阳房系统、锅炉辅助加热装置有机朗肯循环系统、空气源热泵装置、水体净化再利用系统。本申请所设计的基于有机朗肯循环和锅炉辅助加
热的太阳能热电联供系统将太阳房系统、锅炉辅助加热装置与有机朗肯循环系统相耦合，形成自馈能的太阳房浴室。
[0022]太阳房系统包括太阳能集热器1、第一水泵2、用电装置3、热水储存器19、自来水供给装置22、隔热管道。所述太阳能集热器1安装在太阳房系统的顶端，便于吸收更多的太阳光。所述太阳能集热器1主要由集热板、透明盖板、隔热层和壳体四部分组成，主要功能为收集太阳光中的热能，从而加热太阳能集热器1的管道中的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于有机朗肯循环和锅炉辅助加热的太阳能热电联供系统，其特征在于，包括：太阳房系统、锅炉辅助加热装置有机朗肯循环系统、空气源热泵装置、水体净化再利用系统；所述太阳房系统包括太阳能集热器，通过太阳能集热器充分利用太阳能获得高温热水并对其进行储存，用于浴室用水；所述锅炉辅助加热装置与太阳房系统相耦合，当浴室用水供不应求时，作为外热源进行供热获得热水；所述有机朗肯循环系统包括第一有机朗肯循环系统与第二朗肯循环系统，所述第一有机朗肯循环系统连接浴室排水口，第一有机朗肯循环系统回收利用使用后热水热量，并将其转换为电能进行存储；所述第二朗肯循环系统连接浴室内部，第二朗肯循环系统回收利用浴室内部空气积聚的余热，并将其转换为电能进行存储。2.根据权利要求1所述的基于有机朗肯循环和锅炉辅助加热的太阳能热电联供系统，其特征在于，所述第一有机朗肯循环系统与水体净化再利用系统相耦合，用于净化与热交换器交换热量后的浴室用水，并且进行储存使用。3.根据权利要求2所述的基于有机朗肯循环和锅炉辅助加热的太阳能热电联供系统，其特征在于，所述水体净化再利用系统包括水体净化储存装置，水体净化储存装置首先利用混凝过滤对浴室用水进行预处理，接着采用生物活性炭处理工艺对水体进一步净化。4.根据权利要求1所述的基于有机朗肯循环和锅炉辅助加热的太阳能热电联供系统，其特征在于，所述太阳能集热器连接自来水供给装置，由自来水供给装置向太阳能集热器注入冷水，太阳能集热器的热水出口连接热水储存器，对加热后的热水进行储存。5.根据权利要求1所述的基于有机朗肯循环和锅炉辅助加热的太阳能热电联供系统，其特征在于，锅炉辅助加热装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯永强，李龙，吴秀芝，张江山，王健，李思远，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：