耦合太阳能的多级相变蓄热供热系统技术方案

本发明专利技术公开一种耦合太阳能的多级相变蓄热供热系统，包括：光伏光热模块，用于将太阳能转化为电能和热能；平板式光伏加热模块，用于对换热流体进行二次加热；多层相变蓄热模块，连通于光伏光热模块和平板式光伏加热模块之间，用于和经平板式光伏加热模块输送而来的换热流体进行换热，以存储热量；换热流体循环模块，用于实现换热流体沿光伏光热模块

【技术实现步骤摘要】
耦合太阳能的多级相变蓄热供热系统


[0001]本专利技术涉及太阳能储能
，尤其涉及一种耦合太阳能的多级相变蓄热供热系统
。

技术介绍

[0002]太阳能是一种绿色可再生能源，具有高能量和零污染的特点，利用太阳能系统进行发电和供暖为解决能源短缺的一个重大方向
。
同时，在蓄热方式中，相变蓄热材料能够携带较大的能量，在放热过程中具有功率稳定并且效率较高的特点，是潜力较大的蓄热方式，和太阳能系统的结合，极大的提升了能源的利用率
。
[0003]然而目前针对太阳能的蓄热方式中，大多采用单一的相变蓄热装置或者水蓄热系统，涵盖的温度区域小，无法应对冬季或者夜间的太阳能波动性的特点，从而不能在晚上或者冬天时仍然能够向用户提供较高温度的热水
。

技术实现思路

[0004]为解决上述现有技术中所存在的至少一个问题，根据本专利技术的一个方面，提供了一种耦合太阳能的多级相变蓄热供热系统，包括：光伏光热模块，用于将太阳能转化为电能和热能，且所述热能用于对换热流体进行初次加热；平板式光伏加热模块，和所述光伏光热模块相连通，用于对所述换热流体进行二次加热；多层相变蓄热模块，连通于所述光伏光热模块和所述平板式光伏加热模块之间，用于和经所述平板式光伏加热模块输送而来的所述换热流体进行换热，以存储热量；换热流体循环模块，连通于所述平板式光伏加热模块和所述多层相变蓄热模块之间，以及连通于所述多层相变蓄热模块和所述光伏光热模块之间，用于实现所述换热流体沿所述光伏光热模块
、r/>所述平板式光伏加热模块以及所述多层相变蓄热模块内的流通循环；供水模块，和所述多层相变蓄热模块相连通，用于向所述多层相变蓄热模块输送水体，以使所述水体和所述多层相变蓄热模块发生热交换，并得到升温后输出
。
[0005]这样，当需要存储热能时，通过光伏光热模块将太阳能转化为电能和热能，以通过得到的电能对整个蓄热供热系统进行供电，并通过得到的热能对换热流体进行初次加热，在换热流体循环模块的驱动下，经初次加热后的水体流向平板式光伏加热模块，经平板式光伏加热模块进行二次加热后，换热流体的温度得到提高，并流向多层相变蓄热模块，以和多层相变蓄热模块中的多层相变材料进行多次换热，换热流体的热量使多层相变蓄热模块中的相变材料由固相转化为液相，相变材料通过相变的形式将热量储存下来，如此，多层相变的方式，适应于夜间
、
下雨天或者冬天光照不足的情况，即根据从平板式光伏加热模块流出的不同温度范围的换热流体，均能够和多层相变蓄热模块中的相变材料进行热交换以将热量进行存储，有效的提高了储热量和储热效率；同时发生热交换后的换热流体的温度降低，流向光伏光热模块再次进行加热，通过温度较低的换热流体能够对光伏光热模块进行降温，降低光伏光热模块上的硅晶电池片的温度，提升光伏光热模块的发电效率；当需要向
用户提供热水时，由供水模块将水体输入，以使水体和多层相变蓄热模块发生热交换并得到升温后输出，多层相变蓄热模块中的相变材料又恢复到固态，从而本实施例的耦合太阳能的多级相变蓄热供热系统能够在晚上
、
下雨天或者冬天向用户提供不同温度的热水，能够有效地提高了太阳能的利用效率，适应于太阳能波动时段的热水需求
。
[0006]在一些实施方式中，所述多层相变蓄热模块包括多个依次连通的相变蓄热塔，沿所述换热流体的循环方向，定义多个所述相变蓄热塔包括起始端相变蓄热塔和末端相变蓄热塔，从所述起始端相变蓄热塔往所述末端相变蓄热塔的方向，所述相变蓄热塔中的相变材料的相变温度逐渐减小
。
[0007]在一些实施方式中，所述耦合太阳能的多级相变蓄热供热系统包括5个层级的所述相变蓄热塔，从所述起始端相变蓄热塔往所述末端相变蓄热塔的方向，所述相变蓄热塔中的相变材料的相变温度分别为
50
‑
55℃、40
‑
45℃、30
‑
35℃、20
‑
25℃、10
‑
15℃。
[0008]在一些实施方式中，所述耦合太阳能的多级相变蓄热供热系统还包括温度检测装置和换热流体流入调节模块，所述温度检测装置设于所述平板式光伏加热模块的流出口，用于监测从所述平板式光伏加热模块流出的所述换热流体的温度，所述换热流体流入调节模块连通于所述平板式光伏加热模块和每一个所述相变蓄热塔之间，用于根据所述温度检测装置监测到的温度，调节所述平板式光伏加热模块输送的所述换热流体的流向
。
[0009]在一些实施方式中，所述换热流体循环模块包括第一泵体
、
主进管道和主出管道，所述第一泵体连通于所述平板式光伏加热模块的流出口，所述主进管道连通于所述第一泵体和所述起始端相变蓄热塔之间，所述主出管道连通于所述末端相变蓄热塔和所述光伏光热模块之间，所述换热流体流入调节模块包括多个第一流入支路和多个第一开关阀，所述主进管道和每一个所述第一流入支路均连通，所述主进管道和每一个所述第一流入支路上均设有一个所述第一开关阀，除了所述起始端相变蓄热塔外，其余的每一个所述相变蓄热塔均连接有一个所述第一流入支路
。
[0010]在一些实施方式中，所述耦合太阳能的多级相变蓄热供热系统还包括回流调节模块，所述回流调节模块连通于除了所述末端相变蓄热塔之外的每一个所述相变蓄热塔和所述主出管道之间，用于调节除了所述末端相变蓄热塔之外的每一个所述相变蓄热塔的流向
。
[0011]在一些实施方式中，所述回流调节模块包括多个回流支管
、
多个第二开关阀以及多个第三开关阀，每一个所述回流支管上设有一个所述第二开关阀，每相邻的两个所述相变蓄热塔之间设有一个所述第三开关阀，所述回流支管连通于所述主出管道和所述相变蓄热塔之间，除了所述末端相变蓄热塔外，其余的每一个所述相变蓄热塔均连接一个所述回流支管
。
[0012]在一些实施方式中，所述供水模块包括第二泵体
、
进水管道以及出水管道，所述进水管道连通于所述第二泵体和所述末端相变蓄热塔之间，所述出水管道连通于所述起始端相变蓄热塔
。
[0013]在一些实施方式中，所述耦合太阳能的多级相变蓄热供热系统还包括水流调节模块，所述水流调节模块连通于所述进水管道和每一个所述相变蓄热塔之间，用于调节所述供水模块提供的水流流向
。
[0014]在一些实施方式中，所述水流调节模块包括多个第二流入支路和多个第四开关
阀，所述进水管道以及每一个所述第二流入支路上设有一个所述第四开关阀，除了所述末端相变蓄热塔外，其余的每一个所述相变蓄热塔均连接有一个所述第二流入支路
。
附图说明
[0015]图1为本专利技术第一实施例的耦合太阳能的多级相变蓄热供热系统的结构示意图；
[0016]图2为本专利技术第二实施例的耦合太阳能的多级相变蓄热供热系统的结构示意图；
[0017]图3为本专利技术第三实施例的耦合太阳能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
耦合太阳能的多级相变蓄热供热系统
(100)
，其特征在于，包括：光伏光热模块
(10)
，用于将太阳能转化为电能和热能，且所述热能用于对换热流体进行初次加热；平板式光伏加热模块
(20)
，和所述光伏光热模块
(10)
相连通，用于对所述换热流体进行二次加热；多层相变蓄热模块
(30)
，连通于所述光伏光热模块
(10)
和所述平板式光伏加热模块
(20)
之间，用于和经所述平板式光伏加热模块
(20)
输送而来的所述换热流体进行换热，以存储热量；换热流体循环模块
(40)
，连通于所述平板式光伏加热模块
(20)
和所述多层相变蓄热模块
(30)
之间，以及连通于所述多层相变蓄热模块
(30)
和所述光伏光热模块
(10)
之间，用于实现所述换热流体沿所述光伏光热模块
(10)、
所述平板式光伏加热模块
(20)
以及所述多层相变蓄热模块
(30)
内的流通循环；供水模块
(50)
，和所述多层相变蓄热模块
(30)
相连通，用于向所述多层相变蓄热模块
(30)
输送水体，以使所述水体和所述多层相变蓄热模块
(30)
发生热交换，并得到升温后输出
。2.
根据权利要求1所述的耦合太阳能的多级相变蓄热供热系统
(100)
，其特征在于，所述多层相变蓄热模块
(30)
包括多个依次连通的相变蓄热塔，沿所述换热流体的循环方向，定义多个所述相变蓄热塔包括起始端相变蓄热塔和末端相变蓄热塔，从所述起始端相变蓄热塔往所述末端相变蓄热塔的方向，所述相变蓄热塔中的相变材料的相变温度逐渐减小
。3.
根据权利要求2所述的耦合太阳能的多级相变蓄热供热系统
(100)
，其特征在于，所述耦合太阳能的多级相变蓄热供热系统
(100)
包括5个层级的所述相变蓄热塔，从所述起始端相变蓄热塔往所述末端相变蓄热塔的方向，所述相变蓄热塔中的相变材料的相变温度分别为
50
‑
55℃、40
‑
45℃、30
‑
35℃、20
‑
25℃、10
‑
15℃。4.
根据权利要求2所述的耦合太阳能的多级相变蓄热供热系统
(100)
，其特征在于，所述耦合太阳能的多级相变蓄热供热系统
(100)
还包括温度检测装置
(60)
和换热流体流入调节模块
(70)
，所述温度检测装置
(60)
设于所述平板式光伏加热模块
(20)
的流出口，用于监测从所述平板式光伏加热模块
(20)
流出的所述换热流体的温度，所述换热流体流入调节模块
(70)
连通于所述平板式光伏加热模块
(20)
和每一个所述相变蓄热塔之间，用于根据所述温度检测装置
(60)
监测到的温度，调节所述平板式光伏加热模块
(20)
输送的所述换热流体的流向
。5.
根据权利要求4所述的耦合太阳能的多级相变蓄热供热系统
(100)
，其特征在于，所述换热流体循环模块
(40)
包括第一泵体
(41)、
主进管道
(42)
和主出管道
(43)
，所述第一泵体
(41)
连通于所述平板式光伏加热模块
(20)...

【专利技术属性】
技术研发人员：林勇军，张学伟，覃家海，
申请(专利权)人：广东申菱环境系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：