太阳能、地源热泵与沼气池、农作物干燥联合运行系统技术方案

本发明专利技术公开了一种太阳能、地源热泵与沼气池、农作物干燥联合运行系统，包括太阳能光伏系统、生活热水或供暖系统、沼气池以及干燥系统。太阳能光伏系统利用太阳能产生电能，供给地源热泵工作，多余的电供入并网获得补贴，如电量不足，则从电网输入。地源热泵工作产生热量，维持沼气厌氧发酵所需温度，也为农作物干燥车间提供热量。同时，用来干燥农作物以及提高发酵池温度的高温空气，通过管道回到地源热泵，实现余热回收。实现余热回收。实现余热回收。

【技术实现步骤摘要】
太阳能、地源热泵与沼气池、农作物干燥联合运行系统


[0001]本专利技术涉及热泵技术应用领域，具体的说是将地源热泵与太阳能发电、沼气发酵、农作物干燥、余热回收系统联合运行，充分利用太阳能以及地热能，使系统整体高效、大幅提高能源利用效率，适合用于农村多个场景。

技术介绍

[0002]能源与环境问题的日益突出，促进了人类能源消费方式的变革，如何提高能源利用效率、减少环境污染、实现能源可持续发展是当今共同关注的话题。在农村进行沼气发酵，可以有效利用生物质能，改善农村环境。农作物干燥，也是农作物收获后的必要处理环节。沼气发酵与农作物干燥，都需要提供大量热负荷，若由锅炉或者燃气提供热负荷，效率较低。干燥农作物以及提高发酵池温度的高温空气尚有较多余热未被充分利用，若直接排放，会造成局部热不舒适以及热量的浪费。地源热泵施工受场地限制，地埋管建设空间不足；太阳能光伏板也由于城市没有足够的空间，应用受到限制。

技术实现思路

[0003]针对现有可再生能源发展和利用中存在的不足，本专利技术提供一种太阳能、地源热泵与沼气池、农作物干燥联合运行系统。
[0004]为了达成上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种太阳能、地源热泵与沼气池、农作物干燥联合运行系统，其特征在于，包括：太阳能光伏系统，利用太阳能进行发电；地源热泵，用于将地源热能转化为高温气体，包括电源接入端、热能输出端以及热能回收端，在所述电源接入端与所述太阳能光伏系统和电网连接，在太阳能光伏系统和电网之间选择其中一种进行供电；生活热水或供暖系统，与所述地源热泵的热能输出端连接用于产生生活热水或供暖所需要的高温气体或高温水；沼气池，用于产生沼气，具有一加热装置，该加热装置包括加热装置高温气体入口和加热装置低温气体出口，所述加热装置高温气体入口与所述热能输出端连接，并通过热能输出端通入高温气体以加热所述沼气池；所述加热装置低温气体出口与所述热能回收端连接；干燥系统，包括干燥系统高温气体入口和干燥系统低温气体出口，所述干燥系统高温气体入口与所述热能输出端连接，用于通过热能输出端通入高温气体干燥农作物；所述干燥系统低温气体出口与所述热能回收端连接。
[0005]还包括一余热回收装置，该余热回收装置设置在所述地源热泵与干燥系统之间及地源热泵与沼气池之间，用于余热回收。
[0006]所述太阳能光伏系统由太阳能光伏和逆变器构成。
[0007]本专利技术联合运行系统，主要应用于农村，通过太阳能光伏利用太阳能产生电能，供
给地源热泵工作，多余的电供入并网，如电量不足，则从电网输入。地源热泵输入热负荷，维持沼气厌氧发酵，也为农作物干燥车间提供热量。同时，用来干燥农作物以及提高发酵池温度的高温空气，通过管道回到地源热泵，实现余热回收。
[0008]本专利技术具有如下优点：通过在农村屋顶或空旷区域架设光伏，有效利用太阳能；利用地源热泵代替锅炉等设施，大幅提高能源利用效率；多个沼气池并联使用一套地源热泵，节省投资；对高温空气实现余热回收，有效利用低品位能量；干燥、生活热水、供暖、沼气发酵系统共用地源热泵，简化系统，减少系统复杂性，由于地源热泵可靠稳定，以上系统稳定性较高。
附图说明
[0009]图1为本专利技术的系统的示意图。
[0010]图中的标号和相对应的部件名称为：1为太阳能光伏系统，2为地源热泵，3为电网，4为生活热水或供暖系统，5为干燥系统，6为沼气池。
具体实施方式
[0011]下面结合实施例及附图，对本专利技术作进一步说明，但本专利技术的实施方式不限于此。
[0012]一种太阳能、地源热泵与沼气池、农作物干燥联合运行系统，包括太阳能光伏系统1沼气池6、干燥系统5、地源热泵2和电网3。太阳能光伏系统1由太阳能光伏和逆变器构成。
[0013]太阳能光伏产生电能，由逆变器将直流电转化为交流电，供给地源热泵2使用或者送入电网3。
[0014]地源热泵2由太阳能光伏系统1或电网3提供电能，利用地热能进行制热，供沼气池6以及干燥系统5使用。同时也产生生活热水或供暖系统4所需要的高温气体或高温水。加热沼气池6以及通过干燥系统5干燥农作物后的高温空气通过余热回收装置回到地源热泵2，实现热回收。
[0015]太阳能光伏与地源热泵接入电网，太阳能光伏系统连接地源热泵，地源热泵与农村各个沼气池以及农作物干燥车间相连。太阳能光伏、逆变器和室外电网组成供电系统；太阳能光伏、逆变器、室外电网、地源热泵和沼气池组成沼气发酵系统；太阳能光伏、逆变器、室外电网、地源热泵和干燥车间组成干燥系统；太阳能光伏、逆变器、室外电网、地源热泵和空调末端组成地源热泵生活热水、供暖系统。采用这种方案后，通过太阳能光伏利用太阳能产生电能，供给地源热泵工作或者向电网供电。地源热泵产生高温空气，维持沼气厌氧发酵，也为农作物干燥车间提供热量。同时，用来干燥农作物以及提高发酵池温度的高温空气，通过管道回到地源热泵，实现余热回收。地源热泵也可同时产生生活热水以及供暖所需要的高温空气以及热水。系统整体适合农村，有足够的较低屋顶空间以及空旷地区架设太阳能光伏板，地下也有足够的空间建设地源热泵地埋管。
[0016]太阳能光伏与地源热泵系统结合，光照充足时太阳能光伏向地源热泵供电；太阳能光伏与地源热泵连接电网，若太阳能光伏发电过多，则向电网提供电；若太阳能光伏发电不足以地源热泵运行，则由电网向地源热泵供电；沼气池连接地源热泵，由地源热泵向沼气池供热，提供沼气发酵所需的热量。
[0017]农村多个沼气池供热系统并联，共用一套地源热泵机组；
地源热泵连接干燥系统，将农作物烘干。
[0018]地源热泵同时提供农村生活热水、供暖用热水或高温气体；用来干燥农作物以及提高发酵池温度的高温空气，通过余热回收装置回到地源热泵；太阳能光伏板可以铺设在农村屋顶或空旷区域；太阳能、地源热泵与沼气池、农作物干燥联合运行系统，利用太阳能和地热能这两种可再生能源，通过太阳能光伏将太阳能转化为电能，为地源热泵供电或送入电网；地源热泵将低品位地热能转变为高品位、可供使用的热能，供沼气池发酵、干燥农作物以及提供生活、采暖用的热水或热空气。将使用后的高温气体以及高温水导入地源热泵，充分利用热能。
[0019]上述实施例为本专利技术较佳的实施方式，但并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离专利技术的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本专利技术的保护范围内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太阳能、地源热泵与沼气池、农作物干燥联合运行系统，其特征在于，包括：太阳能光伏系统，利用太阳能进行发电；地源热泵，用于将地源热能转化为高温气体，包括电源接入端、热能输出端以及热能回收端，在所述电源接入端与所述太阳能光伏系统和电网连接，在太阳能光伏系统和电网之间选择其中一种进行供电；生活热水或供暖系统，与所述地源热泵的热能输出端连接用于产生生活热水或供暖所需要的高温气体或高温水；沼气池，用于产生沼气，具有一加热装置，该加热装置包括加热装置高温气体入口和加热装置低温气体出口，所述加热装置高温气体入口与所述热能输出端连接，并通过热能输出端通入高温气体以加热所述沼气池；所述加热装置低温气体出口与所述热能回收端连接；干燥系统，包括干燥系统高温气体入口和干燥系统低温气体出口，所述干燥系统高温气体入口与所述热能输出端连接，用于通过热能输出端通入高温气体干燥农作物；所述干燥系统低温气体出口与所述热能回收端连接。2.根据权利要求1所述的太阳能、地源热泵与沼气池、农作物干燥联合运行系统，其特征在于，还包括一余热回收装置，该余热回收装置设置在所述地源热泵与干燥系统之间及地源热泵与沼气池之间，用于余热回收。3.根据权利要求1所述的太阳能、地源热泵与沼气池、农...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡亚山，张群，王球，李妍，汪德成，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：