一種風(fēng)電驅(qū)動(dòng)的太陽能供暖系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種風(fēng)電驅(qū)動(dòng)的太陽能供暖系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括太陽能供熱和風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)，主要由平板型太陽能集熱器、熱交換器、蓄熱水箱、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、整流器、蓄電池、逆變器、電鍋爐等組成。太陽能供熱和風(fēng)能發(fā)電分別為蓄熱水箱提供熱量以滿足供熱系統(tǒng)末端的熱量需求。本實(shí)用新型專利充分利用太陽能與風(fēng)能相結(jié)合的方式，節(jié)能環(huán)保，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益。
【專利說明】
一種風(fēng)電驅(qū)動(dòng)的太陽能供暖系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及供暖系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種風(fēng)電驅(qū)動(dòng)的太陽能供暖系統(tǒng)。【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步，國(guó)際能源需求量逐漸增加，對(duì)煤炭、石油、天然氣等常規(guī)能源的大量開采造成了能源緊缺的現(xiàn)象，在這種情況下，尋找和使用清潔能源成為一種新的發(fā)展趨勢(shì)。
[0003]我國(guó)具有非常豐富的太陽能和風(fēng)能，是人類用之不竭、取之不盡的可再生能源，不需要采挖和輸送，不會(huì)排放出二氧化碳等大氣污染物，具有普遍、安全、清潔、無害等優(yōu)點(diǎn)， 二者都具有一定的波動(dòng)性，并且二者具有很好的互補(bǔ)性。[〇〇〇4]現(xiàn)如今，燃煤鍋爐采暖是我國(guó)較為常見的采暖方式，這種采暖方式不僅熱效率低、 浪費(fèi)化石能源還對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。為了響應(yīng)國(guó)家政策的號(hào)召，主動(dòng)式太陽能采暖系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，但因?yàn)樘栞椛淠苁墉h(huán)境的影響，單純的依靠太陽能供熱采暖并不能滿足供熱用戶的需求。
[0005]申請(qǐng)?zhí)枮?01210040484.3，公開號(hào)為CN102538053，專利名稱為“一種主動(dòng)式太陽能和風(fēng)能聯(lián)合供暖系統(tǒng)”的發(fā)明專利，將太陽能和風(fēng)能結(jié)合起來為供暖系統(tǒng)供熱，但該技術(shù)還存在下述問題:第一、該系統(tǒng)只能用于采暖季供暖，非采暖季閑置，導(dǎo)致非采暖季太陽輻射能多時(shí)無法利用，系統(tǒng)利用率不高;第二、該技術(shù)并沒有充分利用風(fēng)能發(fā)電儲(chǔ)存的電能， 風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)利用率低?！緦?shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的在于:提供一種風(fēng)電驅(qū)動(dòng)的太陽能供暖系統(tǒng)，它將太陽能和風(fēng)能兩種可再生能源結(jié)合起來，能有效解決環(huán)境污染、非采暖季閑置和風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)利用率低的問題。
[0007]本實(shí)用新型專利采用的技術(shù)方案如下:一種風(fēng)電驅(qū)動(dòng)的太陽能供暖系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括太陽能供熱系統(tǒng)和風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)；
[0008]所述太陽能供熱系統(tǒng)包括平板型太陽能集熱器、蓄熱水箱、溫度計(jì)、止回閥、換熱器一、第一閥門和水栗，由管路依次連接上述各組成部分，并通過換熱器一向蓄熱水箱提供熱量；
[0009]所述風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、整流器、蓄電池和逆變器，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組與整流器的入口端相連，整流器的出口端分別與蓄電池和逆變器的入口端相連，逆變器的出口端和電鍋爐相連，電鍋爐既可以直接加熱供水管中的水，也可以通過換熱器二與蓄熱水箱中的防凍液進(jìn)行換熱為蓄熱水箱提供熱量。[〇〇1〇]所述蓄熱水箱中的水用于末端散熱設(shè)備；
[0011]所述末端散熱設(shè)備為地盤管；
[0012]所述蓄熱水箱為相變蓄熱水箱，以石蠟為相變材料封裝成球形均勻分布在內(nèi)部， 蓄熱球體外殼與相變蓄熱水箱之間的空隙充有水；
[0013]所述蓄熱水箱底部還包括一條補(bǔ)水管道；
[0014]所述換熱器一直接浸沒于蓄熱水箱內(nèi)部，換熱器二為板式換熱器。
[0015]所述風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電能優(yōu)先通過逆變器供給電鍋爐，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生的電能供大于求時(shí)，多余的電能儲(chǔ)存于蓄電池中；
[0016]所述蓄電池中的電能可以在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生的電能供不應(yīng)求時(shí)通過逆變器供給電鍋爐，還可以供給系統(tǒng)中的水栗用電。
[0017]上述風(fēng)電驅(qū)動(dòng)的太陽能供暖系統(tǒng)的應(yīng)用:采暖季該系統(tǒng)只用于供暖:太陽能供熱系統(tǒng)制取的熱量滿足用戶需求時(shí)，多余的熱量?jī)?chǔ)存于蓄熱水箱中，風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)制取的電能儲(chǔ)存于蓄電池中；太陽能供熱系統(tǒng)制取的熱量?jī)H能滿足用戶需求時(shí)，電鍋爐通過換熱器二為蓄熱水箱提供熱量，多余的電能儲(chǔ)存于蓄電池中；太陽能供熱系統(tǒng)制取的熱量不能滿足用戶需求時(shí)，電鍋爐直接加熱供水管中的熱水供給用戶，若此時(shí)風(fēng)能充足，多余的能量與換熱器二進(jìn)行熱交換，若此時(shí)風(fēng)能不足，則由蓄電池為電鍋爐提供電能;非采暖季供生活熱水:關(guān)閉第三閥門和第四閥門，把蓄熱水箱內(nèi)用于供暖的水排空，加入生活用水由太陽能集熱系統(tǒng)和電鍋爐加熱。
[0018]所述蓄熱水箱內(nèi)的水溫達(dá)到70°C時(shí)則關(guān)閉第一閥門和第二閥門，停止蓄熱；當(dāng)蓄熱水箱內(nèi)的水溫降到30°C時(shí)則優(yōu)先打開第一閥門，開始蓄熱，若此時(shí)光照不足則打開第二閥門和第七閥門，由風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)為蓄熱水箱提供熱量。
[0019]當(dāng)供水管中的熱水低于35°C時(shí)，關(guān)閉第六閥門，經(jīng)電鍋爐加熱到規(guī)定溫度。
[0020]綜上所述，該實(shí)用新型專利有效結(jié)合了太陽能和風(fēng)能兩種可再生能源為建筑物供暖，既解決了常規(guī)能源的緊缺問題又減少了環(huán)境污染，還克服了太陽能和風(fēng)能的波動(dòng)帶來的不穩(wěn)定性，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益?！靖綀D說明】
[0021]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。[〇〇22]圖中標(biāo)號(hào)分別為:1_平板型太陽能集熱器;2-蓄熱水箱;3-風(fēng)力發(fā)電機(jī)組;4-整流器;5-蓄電池;6-逆變器;7-電鍋爐;8-換熱器一;9-換熱器二；10-用戶；11-水栗；12-第一閥門；13-第二閥門；14-第二閥門；15-第四閥門；16-第五閥門；17-第六閥門；18-第七閥門； 19-第八閥門；20-止回閥；21-溫度計(jì);22-供水管;23-補(bǔ)水管?！揪唧w實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖以及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的說明，此處所描述的實(shí)施例并不能限定此實(shí)用新型。
[0024]如圖1所示，本實(shí)用新型一種風(fēng)電驅(qū)動(dòng)的太陽能供暖系統(tǒng)，包括太陽能供熱和風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)；
[0025]所述太陽能供熱系統(tǒng)包括平板型太陽能集熱器1、蓄熱水箱2、溫度計(jì)21、止回閥 20、換熱器一8、第一閥門12和水栗11;由管路依次連接上述各組成部分，并通過換熱器一8 向蓄熱水箱2提供熱量；
[0026]所述風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)組3、整流器4、蓄電池5和逆變器6,所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組3與整流器4的入口端相連，整流器4的出口端分別與蓄電池5和逆變器6的入口端相連，逆變器6的出口端和電鍋爐7相連，電鍋爐7既可以直接加熱供水管22中的水，也可以通過換熱器二9與蓄熱水箱2中的防凍液進(jìn)行換熱為蓄熱水箱2提供熱量；
[0027]所述蓄熱水箱2中的水用于末端散熱設(shè)備；[〇〇28]所述末端散熱設(shè)備為地盤管；
[0029]所述換熱器一 8直接浸沒于蓄熱水箱內(nèi)部，換熱器二9為板式換熱器；
[0030]所述蓄熱水箱2為相變蓄熱水箱，以石蠟為相變材料封裝成球形均勻分布在內(nèi)部， 蓄熱球體外殼與相變蓄熱水箱之間的空隙充有水；[0031 ]所述蓄熱水箱2底部還包括一條補(bǔ)水管道23;
[0032]所述風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電能優(yōu)先通過逆變器6供給電鍋爐7,當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組3 產(chǎn)生的電能供大于求時(shí)，多余的電能儲(chǔ)存于蓄電池5中。
[0033]所述蓄電池5中的電能可以在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組3產(chǎn)生的電能供不應(yīng)求時(shí)通過逆變器6 供給電鍋爐7,還可以供給系統(tǒng)中的水栗用電。
[0034]所述系統(tǒng)的工作原理為:采暖季該系統(tǒng)只用于供暖:太陽能供熱系統(tǒng)制取的熱量滿足用戶需求時(shí)，多余的熱量?jī)?chǔ)存于蓄熱水箱2中，風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)制取的電能儲(chǔ)存于蓄電池 5中；太陽能供熱系統(tǒng)制取的熱量?jī)H能滿足用戶需求時(shí)，電鍋爐7通過換熱器二9為蓄熱水箱 2提供熱量，多余的電能儲(chǔ)存于蓄電池5中；太陽能供熱系統(tǒng)制取的熱量不能滿足用戶需求時(shí)，電鍋爐7直接加熱供水管中的熱水供給用戶，若此時(shí)風(fēng)能充足，多余的能量與換熱器二9 進(jìn)行熱交換，若此時(shí)風(fēng)能不足，則由蓄電池5為電鍋爐7提供電能;非采暖季供生活熱水:關(guān)閉第三閥門14和第四閥門15,把蓄熱水箱2內(nèi)用于供暖的水排空，加入生活用水由太陽能集熱系統(tǒng)和電鍋爐7加熱。
[0035]結(jié)合附圖1，說明該系統(tǒng)的運(yùn)行模式:[〇〇36] 采暖季:[〇〇37]蓄熱水箱2供熱模式:蓄熱水箱2的溫度達(dá)到設(shè)定溫度70°C時(shí)，單純依靠蓄熱水箱2 為用戶提供熱量，此時(shí)第一閥門12、第二閥門13、第五閥門16、第七閥門18和第八閥門19關(guān)閉，第三閥門14、第四閥門15和第六閥門17打開；
[0038]太陽能集熱和蓄熱水箱2供熱:光照充足，且蓄熱水箱2內(nèi)溫度降低到最低設(shè)定溫度時(shí)，此時(shí)第一閥門12、第三閥門14、第四閥門15和第六閥門17打開，第二閥門13、第五閥門 16、第七閥門18和第八閥門19關(guān)閉，平板型太陽能集熱器1開始為蓄熱水箱2提供熱量；
[0039]太陽能集熱、蓄熱水箱2和電鍋爐7同時(shí)供熱:光照充足，蓄熱水箱2內(nèi)溫度降低到最低設(shè)定溫度且不滿足供熱條件時(shí)，此時(shí)第一閥門12、第三閥門14、第四閥門15和第八閥門 19打開，第二閥門13和第五閥門16、第六閥門17和第七閥門18關(guān)閉，太陽能集熱器1為蓄熱水箱2提供熱量，蓄熱水箱2和電鍋爐7同時(shí)為用戶提供熱量；
[0040]蓄熱水箱2和電鍋爐7同時(shí)供熱:光照不足或蓄熱水箱2溫度高于最低設(shè)定溫度但不滿足供熱條件時(shí)，第一閥門12、第二閥門13、第五閥門16、第六閥門17和第七閥門18關(guān)閉， 第三閥門14、第四閥門15和第八閥門19打開，蓄熱水箱2和電鍋爐7同時(shí)為用戶提供熱量；
[0041]電鍋爐7單獨(dú)供熱:光照不足，太陽能集熱系統(tǒng)無法為蓄熱水箱2提供熱量，則單獨(dú)由電鍋爐7直接為用戶10提供熱量，此時(shí)第一閥門12、第二閥門13、第三閥門14、第四閥門15、第六閥門17和第七閥門18關(guān)閉，第五閥門16和第八閥門19打開。
[0042]電鍋爐7同時(shí)供熱和蓄熱:光照不足，風(fēng)量充足，電鍋爐7—邊加熱供水管27中的熱水為用戶供熱，一邊通過換熱器二9為蓄熱水箱2提供熱量，此時(shí)第二閥門13、第五閥門16、 第七閥門18和第八閥門19打開，第一閥門12、第三閥門14、第四閥門15和第六閥門17關(guān)閉。 [〇〇43]非采暖季:
[0044]關(guān)閉第三閥門14和第四閥門15和第八閥門19,停止供熱，只為用戶提供生活用熱水。光照充足時(shí)，由太陽能集熱器1集取熱量，此時(shí)第一閥門13打開;光照不足時(shí)，由電鍋爐7 為蓄熱水箱2蓄熱，此時(shí)第二閥門13和第七閥門18打開，當(dāng)蓄熱水箱達(dá)到最高設(shè)定溫度時(shí)， 關(guān)閉第一閥門12和第二閥門13，達(dá)到最低設(shè)定溫度時(shí)優(yōu)先打開第一閥門12。
[0045]上述提到的實(shí)施例僅為本實(shí)用新型的其中之一而已，并不能限定此實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的原則之內(nèi)所做的任何修改或同等替換，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種風(fēng)電驅(qū)動(dòng)的太陽能供暖系統(tǒng)，其特征在于:包括太陽能供熱系統(tǒng)和風(fēng)能發(fā)電系 統(tǒng);所述太陽能供熱系統(tǒng)包括平板型太陽能集熱器(1)、蓄熱水箱(2)、溫度計(jì)(21)、止回閥 (20)、換熱器一(8)、第一閥門(12)和水栗(11);由管路依次連接上述各組成部分;風(fēng)能發(fā)電 系統(tǒng)包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)組(3)、整流器(4)、蓄電池(5)和逆變器(6);所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組(3)與 整流器(4)的入口端相連，整流器(4)的出口端分別與蓄電池(5)和逆變器(6)的入口端相 連，逆變器(6)的出口端和電鍋爐(7)相連；所述電鍋爐(7)中熱水的入口端分別與供水管(22)和換熱器二(9)的出口端相連，所述 出口端與供水管(22)和換熱器二(9)的出口端相連；所述供水管(22)的末端連接散熱設(shè)備；所述蓄熱水箱(2)為相變蓄熱水箱。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)電驅(qū)動(dòng)的太陽能供暖系統(tǒng)，其特征在于:所述末端散熱 設(shè)備為地盤管。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)電驅(qū)動(dòng)的太陽能供暖系統(tǒng)，其特征在于:換熱器一 (8) 直接浸沒于蓄熱水箱(2)內(nèi)部，換熱器二(9)為板式換熱器。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種風(fēng)電驅(qū)動(dòng)的太陽能供暖系統(tǒng)，其特征在于:所述蓄熱水箱 (2)中的相變材料為石蠟，封裝成球形均勻分布在內(nèi)部，蓄熱球體外殼與相變蓄熱水箱之間 的空隙充有水。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)電驅(qū)動(dòng)的太陽能供暖系統(tǒng)，其特征在于:還包括一條補(bǔ) 水管道(23)，補(bǔ)水管道(23)位于水箱的底部。
【文檔編號(hào)】F24D19/00GK205579723SQ201620227517
【公開日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2016年3月24日
【發(fā)明人】楊先亮, 劉新雨, 秦志明, 田勝楠
【申請(qǐng)人】華北電力大學(xué)（保定）