高寒地區(qū)清潔能源綜合利用系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及能源綜合利用技術(shù)，特別是高寒地區(qū)清潔能源綜合利用系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]高寒地區(qū)嚴(yán)重缺乏常規(guī)能源，燃油、煤炭等均需由內(nèi)地運(yùn)入，但由于地處高原，道路交通極為不便，運(yùn)輸成本過高，使得這些地區(qū)常規(guī)能源價(jià)格比較昂貴。在用電方面，由于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)相對落后，導(dǎo)致這些地區(qū)電網(wǎng)供電極不穩(wěn)定，嚴(yán)重影響居民生產(chǎn)、生活。高寒地區(qū)屬于采暖區(qū)，目前該地區(qū)的采暖方式主要是鍋爐房供暖，能源價(jià)格較高，加之高原地區(qū)空氣稀薄氧氣含量少，常規(guī)能源燃燒不充分，給本來就很脆弱的生態(tài)環(huán)境帶來很大的影響，使之成為一種亟待改進(jìn)的高能耗、高成本、高污染采暖方式。
[0003]目前國家對節(jié)能減排工作以及高寒地區(qū)清潔能源的開放和利用給予高度的重視和大力的扶持，使得太陽能熱水器和地源熱泵產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展，取得了很好的效果，但同時(shí)也暴露出一些問題:太陽能綜合利用效率低，同時(shí)由于其天然的間歇性，嚴(yán)重影響居民夜間使用熱水。地源熱泵空調(diào)確實(shí)能帶來一定程度上的節(jié)能，但是由于高寒地區(qū)單一采暖(夏季不需制冷)的特殊需求，導(dǎo)致地源側(cè)取、放熱不平衡，最終導(dǎo)致系統(tǒng)效率急劇降低甚至不能使用，嚴(yán)重影響居民正常生活。目前建成的很多系統(tǒng)，都是相關(guān)裝置(如太陽能熱水器與熱泵式熱水器)的簡單疊加，并不能很好地對系統(tǒng)內(nèi)各項(xiàng)裝置進(jìn)行綜合調(diào)配和利用，無法有效滿足居民的各類使用需求。
[0004]中國專利CN101994569A公開了一種“生物質(zhì)能與太陽能分布式能源綜合利用系統(tǒng)”，該系統(tǒng)包括生物質(zhì)氣化裝置、沼氣發(fā)生裝置、太陽能集熱器、太陽能光伏發(fā)電裝置和燃?xì)庖徽羝?lián)合循環(huán)發(fā)電裝置等組成，該系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)化利用率有所提高同時(shí)實(shí)現(xiàn)了冷熱電三聯(lián)產(chǎn)，但是該系統(tǒng)的研發(fā)僅從工藝?yán)碚摫旧砜紤]，未從實(shí)際應(yīng)用角度出發(fā)，使得系統(tǒng)過于龐大、繁瑣，并易導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行控制、維護(hù)困難，可靠性降低等。該專利對所述沼氣發(fā)生裝置進(jìn)行了圓筒壁夾層加熱、沼氣回流攪拌等改進(jìn)，但該裝置仍存在攪拌、加熱不均勻，換熱裝置易腐蝕、難維護(hù)等缺點(diǎn)，本質(zhì)上仍屬于(在高寒地區(qū)運(yùn)行效率極低的)傳統(tǒng)沼氣池的范疇。同時(shí)，由于高寒地區(qū)無制冷需求，而該專利系統(tǒng)又缺乏有效的熱能調(diào)蓄裝置，導(dǎo)致系統(tǒng)中(尤其是夏季)產(chǎn)生的富余熱能無法儲存、利用而不得不白白浪費(fèi)掉。
[0005]中國專利CN202157071U公開了 “一種多相流沼氣池”，該沼氣池利用沼氣池本體底部的流化床，將水通過通孔噴射入發(fā)酵間中，并與原料物質(zhì)混合在一起。由于噴入發(fā)酵間中的水增多，從而使附著在沼氣池本體側(cè)壁上的原料物質(zhì)被浸入水中，同時(shí)在水的噴射力的作用下使原料物質(zhì)呈沸騰狀。此時(shí)，原料的固態(tài)物質(zhì)、沼液以及發(fā)酵后產(chǎn)生的氣體等形成固體、液體和氣體共存的多相混合流體。該專利利用流化床的傳熱、傳質(zhì)快、易于流動(dòng)的特性，使發(fā)酵物質(zhì)混合更充分、更均勻。若配以適當(dāng)?shù)谋?、增溫系統(tǒng)，對于保證高寒地區(qū)沼氣發(fā)酵正常進(jìn)行具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為克服現(xiàn)有技術(shù)的以上的不足，本發(fā)明的目的是提供一種綠色、環(huán)保，能適應(yīng)高寒地區(qū)特殊自然環(huán)境和資源條件的高效、穩(wěn)定提供電能、熱能和沼氣的清潔能源綜合利用系統(tǒng)，在多相流沼氣池的基礎(chǔ)上綜合組配多種能源裝置，依據(jù)實(shí)時(shí)資源條件和末端用戶需求變化，協(xié)同調(diào)節(jié)系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)裝置啟停以及控制傳熱介質(zhì)流動(dòng)，并使之具有簡單適用的優(yōu)點(diǎn)。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問題，所采用的技術(shù)方案是:
[0008]高寒地區(qū)清潔能源綜合利用系統(tǒng)，主要由太陽能光伏發(fā)電與光熱熱水一體化裝置
1、多相流沼氣池2、燃?xì)廨啓C(jī)3、余熱鍋爐4、電網(wǎng)5、供熱站6和末端用戶7組成。
[0009]其中，收集太陽能并產(chǎn)生電能和熱能的太陽能光伏發(fā)電與光熱熱水一體化裝置I所產(chǎn)生電能一部分送入電網(wǎng)5，另一部分電能直接就近接入末端用戶7和電網(wǎng)5—道為末端用戶7供電；太陽能光伏發(fā)電與光熱熱水一體化裝置I所產(chǎn)生熱能一部分提供給多相流沼氣池2，對其沼液進(jìn)行加熱保溫，余下部分熱能提供給供熱站6 ;利用當(dāng)?shù)厣镔|(zhì)為原料的發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣的多相流沼氣池2將一部分沼氣作為坎事燃料提供給末端用戶7，余下部分作為燃?xì)廨啓C(jī)3的燃料，驅(qū)動(dòng)其發(fā)電；燃?xì)廨啓C(jī)3的輸出電能一部分送入電網(wǎng)5，余下部分電能直接就近接入末端用戶7和電網(wǎng)5 —道為末端用戶7供電；燃?xì)廨啓C(jī)3燃燒沼氣后所產(chǎn)生高溫?zé)煔猓徊糠痔峁┙o多相流沼氣池2通過換熱對其沼液進(jìn)行加熱保溫，余下部分提供給余熱鍋爐4，之后，熱能以循環(huán)熱水的形式由余熱鍋爐4送入供熱站6，供熱站6最終將熱能送入末端用戶7，對其供暖。
[0010]所述系統(tǒng)內(nèi)相關(guān)部分的換熱方式部分或完全采用逆流換熱。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的積極效果是:高寒地區(qū)清潔能源綜合利用系統(tǒng)，通過利用當(dāng)?shù)靥柲?、生物質(zhì)能資源，產(chǎn)生一定電能、熱能和沼氣，為該地區(qū)穩(wěn)定供電提供保障，同時(shí)為居民供暖和坎事用能提供解決方案。
[0012]進(jìn)一步地，本發(fā)明的高寒地區(qū)清潔能源綜合利用系統(tǒng)依據(jù)實(shí)時(shí)資源條件和末端用戶需求變化，調(diào)節(jié)系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)裝置啟停以及傳熱介質(zhì)流動(dòng)速度，從而控制電能、熱能和沼氣產(chǎn)生量。
[0013]使用者在應(yīng)用本發(fā)明時(shí)，可根據(jù)實(shí)際需要，對系統(tǒng)中同類型裝置的具體臺(套)數(shù)進(jìn)行合理設(shè)置并聯(lián)接，使其聯(lián)合運(yùn)行。本發(fā)明的這種系統(tǒng)可設(shè)置蓄熱裝置，在最大限度產(chǎn)生電能、熱能和沼氣供用戶使用的同時(shí)，將一時(shí)富余的熱能儲存起來，做到移峰填谷。另外，本發(fā)明的這種高寒地區(qū)清潔能源綜合利用系統(tǒng)還可與風(fēng)能、淺層地?zé)崮芗肮I(yè)余熱、廢熱系統(tǒng)等聯(lián)合運(yùn)行，相互補(bǔ)充。
【附圖說明】
[0014]本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中:
[0015]圖1是本發(fā)明的高寒地區(qū)清潔能源綜合利用系統(tǒng)示意圖；
[0016]圖2是本發(fā)明的高寒地區(qū)清潔能源綜合利用系統(tǒng)的一種改進(jìn)示意圖；
[0017]圖3是本發(fā)明的高寒地區(qū)清潔能源綜合利用系統(tǒng)的另一種改進(jìn)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明:
[0019]高寒地區(qū)清潔能源綜合利用系統(tǒng)，如圖1所示，主要由太陽能光伏發(fā)電與光熱熱水一體化裝置1、多相流沼氣池2、燃?xì)廨啓C(jī)3、余熱鍋爐4、電網(wǎng)5、供熱站6和末端用戶7組成。
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