CN104180533A - 太阳能与生物质能联合供热装置 - Google Patents

太阳能与生物质能联合供热装置 Download PDF

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CN104180533A CN201410320962.5A CN201410320962A CN104180533A CN 104180533 A CN104180533 A CN 104180533A CN 201410320962 A CN201410320962 A CN 201410320962A CN 104180533 A CN104180533 A CN 104180533A
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Abstract

一种太阳能与生物质能联合供热装置，属于锅炉供热设施技术领域。包括太阳能集热***、水质处理箱和生物质锅炉，特点：太阳能集热***配有太阳能集热***水箱，在其集热***水箱进水口上连接进水口连接管路的一端，进水口连接管路的另一端与水质处理箱的下部连接，在集热***水箱出水口上连接出水口连接管路的一端，出水口连接管路的另一端与水质处理箱的上部连接，水质处理箱的上部与水源连接、下部与生物质锅炉进水口连接，在生物质锅炉的上部的生物质锅炉引出口上连接加热介质引出管。避免能源浪费；节省生物质燃料，缩短供汽、供水时间；可增进与不同容积的生物质锅炉之间的适应性，保障整个***的安全可靠性；结构简练，经济廉价。

Description

太阳能与生物质能联合供热装置
技术领域
本发明属于锅炉供热设施技术领域，具体涉及一种太阳能与生物质能联合供热装置。
背景技术
前述的太阳能是指太阳能集热***（太阳能集热***是各种结构形式的太阳能热水器的统称，以下同），前述的生物质能是指以生物质燃料为能源的生物质锅炉。随着人们节能意识和环境保护意识以及对不可再生的自然资源如石油、煤炭、天然气、海洋冰等的保护意识的不断增强，太阳能热水器的应用逐渐被普及，并且在公开的中国专利文献中不乏见诸，略以例举的如CN1027662C（抗冻太阳能热水器）、CN1399110A（全塑一体式太阳能热水器）、CN2879040Y（加盖式防冰雹太阳能热水器）、CN2886430Y（带有活动盖板的防冰雹太阳能热水器）、CN1299972Y（高强度太阳能热水器）、CN201106942Y（光热转换玻璃管免破碎的太阳能热水器）、CN101498512A（平板型太阳能集热器）、CN101984305A（平板太阳能集热器）、CN102032687A（超导平板太阳能集热器）、CN201992845U（太阳能平板集热器）、CN201945060U（热管式平板集热器）、CN201964638U（一种太阳能平板集热器）、CN202109671U（平板太阳能集热器）和CN102434976A（一种太阳能平板集热器），等等，等等。前述的生物质锅炉的技术信息同样在公开的中国专利文献中不乏见诸，典型的如CN102313282A（ 用生物质秸秆的高温高压循环流化床锅炉）、CN202109645U（往复炉排生物质颗粒半汽化热水锅炉）、CN202109530U（一种生物质燃料火锅炉）、CN202092302U（一种卧式室燃生物质锅炉）、CN202109644U（内置多道旋风除尘生物质颗粒锅炉）和CN202109469U（卧式生物质燃料锅炉），等等。
随着生物燃料制备技术以及生物质锅炉制造和燃烧技术的日臻提高与完善，以往视为“鸡肋”的嚼之无味而弃之可惜的诸如秸秆（稻草、麦秸、高梁、玉米、棉花和大豆秸秆等等）、砻糠、锯木屑、果壳、甘蔗渣、玉米芯之类的可再生的生物燃料在一定程度上得到了重视，并且体现了一定的使用价值。就前述的秸秆而言，据我国农业部门统计，全国年产出量达十亿吨左右，以90%至95%的获得系数计算，可获得9至9.5亿吨左右，相当于4.5亿至4.75亿吨标准煤（1吨秸秆的能量相当于0.5吨标准煤），所谓的标准煤即为公众习惯所称的标煤，依据中国国家标准GB2589-81，每千克标煤的热值为29271千焦，即7000千卡。由此可知，有效地利用生物质燃料，不仅可以减轻对不可再生的自然资源的依赖程度，而且具有理想的经济廉价性。将前述生物质燃料成型为固体而藉以提高密度和热值（密度达1.2-1.5吨/m3时便可表现出中等煤的程度）并应用于锅炉正逐渐成为人们的共识。
近年来，为深入推进大气污染防治，控制煤炭消耗总量，削减对大气污染的排放指标，我国政府对燃煤锅炉的综合整治力度不断强化并且节凑逐渐加快；同时提倡使用清洁能源的政策激励措施日趋明朗。但是由于锅炉产生1 m3（一立方米）的蒸汽因使用的燃料不同成本也存在悬殊的差异，例如使用煤炭的成本为140元（人民币，以下同），使用天然气的成本为330元（按天然气价格3.84元/m3计）,使用柴油的成本为560元左右,采用集中供汽的成本为230元左右，由于该成本差异因素特别是鉴于使用煤炭成本相对较低，因而给推进锅炉使用清洁能源带来较大的困惑，甚至构成了难以逾越的成本障碍。
如何在锅炉产汽成本与摒弃使用煤炭而藉以保护环境之间寻找合理的平衡点的问题长期以来既困扰于政府环境保护部门同时也困扰于面广量大的锅炉使用者。尤其，如果生物质锅炉得以普及，那么既可解决农民焚烧秸秆对大气产生污染的问题，又能增加农民收入，但是由于纯粹使用前述的已被制成固体状的生物质燃料的成本仍无法与使用煤炭的成本相媲美，因而导致宣传产生的效果事倍功半，甚至聊胜于无。
针对上述状况，本申请人进行了长期的关注，具体归结为如何将太阳能与以生物质能源为燃料的锅炉有机结合，藉以体现共扬其长，同抑其短的“黄金搭档”效果。
在公开的中国专利文献中虽然可见诸太阳能与生物能联袂的技术信息，典型的如授权公告号CN202561721U推荐的“太阳能与生物质能联用锅炉***”，该专利方案虽然给出了将太阳能与生物能联用的启示，但是存在以下缺憾：其一，由于只有在生物质锅炉处于使用状态下太阳能（专利称太热水器）才能将其能量提供给生物质锅炉，反之则使太阳能产生的热能因无用武之地而白白浪费。因为，如果将太阳能与生物质锅炉两者之间的关系比喻为客与主的关系，当主处于非工作状态时，客虽然处于工作状态并可将水加热，但是由于客与主之间的水回路表现为死循环，即由太阳能加热的水不能服务于生物质锅炉，从而造成太阳能所提供的能源浪费；其二，当生物质锅炉启用时，由于太阳能产生的能量在生物质锅炉停用时段内已浪费，因而不能在较短的合理时间内为生物质锅炉及时提供热水，于是造成生物质锅炉所用的生物质燃料的浪费。或许是该专利的发明人对该技术问题有所意识而采用了四套串联连接的太阳能，但是实际效果与采用一套太阳能并无显著差异；其三，如果生物质锅炉容积大，那么一次进水量也相应大，于是整个***存在有失安全之虞，因为专利方案教导的是由太阳能直接向生物质锅炉供水；其四，由于整个***结构复杂例如需要配备众多的太阳能热水器，因而有失廉价，即有失性价比而难以为生物质锅炉使用者所接受。
发明内容
本发明的任务在于提供一种有助于使太阳能集热***不受生物质锅炉工作与否的影响而始终处于对水的有效加热的状态而藉以避免能源浪费、有利于在生物质锅炉启用时及时获得由太阳能集热***加热的热水而藉以节约生物质锅炉所用的生物质燃料并且有效地缩短锅炉供汽、供水的待机时间、有益于摒弃由太阳能集热***直接向生物质锅炉供水而藉以增进与不同容积的生物质锅炉的适应性并且保障整个***安全、有便于显著简化结构而藉以体现经济廉价并且为生物质锅炉使用者所接受的太阳能与生物质能联合供热装置。
本发明的任务是这样来完成的，一种太阳能与生物质能联合供热装置，包括太阳能集热***、水质处理箱和生物质锅炉，特征在于：所述太阳能集热***配有一太阳能集热***水箱，在该太阳能集热***水箱的集热***水箱进水口上连接有一进水口连接管路的一端，而进水口连接管路的另一端与水质处理箱的下部连接，并且在太阳能集热***水箱的集热***水箱出水口上连接有一出水口连接管路的一端，而出水口连接管路的另一端与水质处理箱的上部连接，水质处理箱的上部通过水源引入管路与水源连接，而水质处理箱的下部通过引出管路与生物质锅炉的下部的生物质锅炉进水口连接，在生物质锅炉的上部的生物质锅炉引出口上连接有一用于将由生物质锅炉加热后的加热介质引出的加热介质引出管。
在本发明的一个具体的实施例中，所述的太阳能集热***为真空管式太阳能集热器或平板式太阳能集热器。
在本发明的另一个具体的实施例中，在所述的水质处理箱内设置有软水处理装置，所述的水源引入管路与软水处理装置相通。
在本发明的又一个具体的实施例中，所述的水源为自来水、河道湖泊水或井水。
在本发明的再一个具体的实施例中，所述的生物质锅炉为以生物质燃料为燃烧能源的锅炉。
在本发明的还有一个具体的实施例中，所述的生物质锅炉加热后的加热介质为热水或蒸汽。
在本发明的更而一个具体的实施例中，所述的生物质燃料为固体生物质燃料。
在本发明的进而一个具体的实施例中，所述的固体生物质燃料为植物秸秆。
本发明提供的技术方案相对于已有技术具有以下技术效果；其一，由于将水质处理箱在管路上的位置设置在了太阳能集热***与生物质锅炉之间，因而在生物质锅处于停用状态时，由太阳能集热***对水质处理箱内的水进行照常加热，避免了因生物质锅炉停用而造成太阳能集热***产生的能源浪费；其二，由于生物质锅炉与水质处理箱之间由引出管路连接，因而当生物质锅炉启用时，水质处理箱内的经太阳能集热***加热后的热水可直接引入生物质锅炉内，既可节省生物质锅炉所用的生物质燃料，又能显著缩短生物质锅炉的供汽、供水时间；其三，由于将已有技术中的由太阳能直接向生物质锅炉供水改为由水质处理箱直接向生物质锅炉供水，因而既可增进与不同容积的生物质锅炉之间的适应性，又能保障整个***的安全性以及可靠性；其四，由于整体结构显著简练并且相对于已有技术仅需使用一套太阳能集热***，因而经济廉价并且得以为生物质锅炉使用者所接受。
附图说明
图1为本发明的实施例结构图。
具体实施方式
为了使专利局的审查员尤其是公众能够更加清楚地理解本发明的技术实质和有益效果，申请人将在下面以实施例的方式作详细说明，但是对实施例的描述均不是对本发明方案的限制，任何依据本发明构思所作出的仅仅为形式上的而非实质性的等效变换都应视为本发明的技术方案范畴。
在下面的描述中凡是涉及上、下、左、右、前和后的方向性（或者称方位性）的概念均是针对正在被描述的图所处的位置状态而言的，目的在于方便公众理解，因而不能将其理解为对本发明提供的技术方案的特别限定。
请参见图1，给出了一太阳能集热***1、一水质处理箱2和一生物质锅炉3，作为本发明提供的技术方案的技术要点：对太阳能集热***配有一太阳能集热***水箱11，在该太阳能集热***水箱11的一端（图1所示位置状态的左端）的集热***水箱进水口111（也可称进水接口）上连接有一进水口连接管路1111的一端，而该进水口连接管路1111的另一端与水质处理箱2的下部连接，并且与水质处理箱2的箱腔相通；在太阳能集热***水箱11的另一端（图1所示位置状态的右端）的集热***水箱出水口112上连接有一出水口连接管路1121的一端，而该出水口连接管路1121的另一端与水质处理箱2的上部连接，并且与水质处理箱2的箱腔相通。水质处理箱2的上部通过水源引入管路21与水源连接。由图1所示，水质处理箱2的下部通过引出管路22与生物质锅炉3的下部的生物质锅炉进水口31连接，在生物质锅炉3的上部的生物质锅炉引出口32上连接有一用于将由生物质锅炉3加热后的加热介质引出的加热介质引出管321。
为了便于公众的理解，申请人在图1中采用箭头示意了水的流向。
继续见图1，上面提及的太阳能集热***1为真空管式太阳能集热器，也可以为平板式太阳能集热器，真空管式集热器并非限于申请人在上面的背景技术栏中例举的结构形式中的任意一种，平板式太阳能集热器同样并非限于申请人在上面的背景技术栏中例举的结构形式中的任意一种。
在上面申请人提及有水源的概念，本实施例中择用自来水，即水源引入管路21与自来水管路连接。但是水源也可使用江河湖泊之水或井水，也就是说不能因所择用的水的变化而对本发明构成限制。
作为优选的方案，在前述的水质处理箱2内设置有软水处理装置23，前述的水源引入管路21与软水处理装置23相通，由软水处理装置23将由水源引入管路21引入的水进行处理，以避免生物质锅炉3内的管路结垢。软水处理装置23习惯称为水质处理机，在本实施例中，软水处理装置23优选而非限于地择用由中国北京天御太和环境技术有限公司生产的并且在本申请提出以前在市场销售的水机处理机。此外，由于水质处理机的结构与原理可以通过对中国发明专利申请公开号CN1865163A（水质处理机）和CN101468268A（水质处理机）等的阅读而得到了解，因而本申请人不再赘述。
优选地，在前述水质处理箱2的外壁上整体结合有保温层24，保温层24为聚氨酯层 或岩棉层。
毫无疑问，本申请中的生物质锅炉3以生物质燃料为燃烧能源的锅炉，生物质燃料为固体生物质燃料，固体生物质燃料为植物秸秆，植物秸秆如稻草秸秆、麦秸秆、高梁秸秆、玉米秸秆、棉花秸秆、大豆秸秆，等等。
依据专业常识，生物质锅炉3既可提供热水，也可提供蒸汽，因此申请人在上面提及的由生物质锅炉3加热后的加热介质（也可称热介质）涵盖热水或蒸汽。具体而言当要使生物质锅炉提供热水时，那么加热介质为热水，当要使生物质锅炉提供蒸汽时，那么加热介质为蒸汽。
对于生物质锅炉3，同样并非限于申请人在上面的背景技术栏中提及的生物质锅炉的结构形式。
当要启用生物质锅炉3时，则由引出管路22将水质处理箱2内的既经软水处理装置23处理的又经太阳能集热***1加热的水引入生物质锅炉3时，经其以生物质燃料为能源进行二次加热后由加热介质引出管321引出。由此可知，生物质锅炉3所获得的水均为经过太阳能集热***1加热的水。尤其，只要凭借智能化控制***实行定时、定量、定温等多功能加热模式供水，便可满足生物质锅炉3对热水的随用随取要求。
综上所述，本发明提供的技术方案克服了已有技术中的不足，完成了发明任务并且如实兑现了申请人在上面的技术效果栏中的所有技术效果。

Claims (8)

1.一种太阳能与生物质能联合供热装置，包括太阳能集热***(1)、水质处理箱(2)和生物质锅炉(3)，其特征在于：所述太阳能集热***(1)配有一太阳能集热***水箱(11)，在该太阳能集热***水箱(11)的集热***水箱进水口(111)上连接有一进水口连接管路(1111)的一端，而进水口连接管路(1111)的另一端与水质处理箱(2)的下部连接，并且在太阳能集热***水箱(11)的集热***水箱出水口(112)上连接有一出水口连接管路(1121)的一端，而出水口连接管路(1121)的另一端与水质处理箱(2)的上部连接，水质处理箱(2)的上部通过水源引入管路(21)与水源连接，而水质处理箱(2)的下部通过引出管路(22)与生物质锅炉(3)的下部的生物质锅炉进水口(31)连接，在生物质锅炉(3)的上部的生物质锅炉引出口(32)上连接有一用于将由生物质锅炉(3)加热后的加热介质引出的加热介质引出管(321)。
2.根据权利要求1所述的太阳能与生物质能联合供热装置，其特征在于所述的太阳能集热***(1)为真空管式太阳能集热器或平板式太阳能集热器。
3.根据权利要求1所述的太阳能与生物质能联合供热装置，其特征在于在所述的水质处理箱(2)内设置有软水处理装置(23)，所述的水源引入管路(21)与软水处理装置(23)相通。
4.根据权利要求1所述的太阳能与生物质能联合供热装置，其特征在于所述的水源为自来水、河道湖泊水或井水。
5.根据权利要求1所述的太阳能与生物质能联合供热装置，其特征在于所述的生物质锅炉(3)为以生物质燃料为燃烧能源的锅炉。
6.根据权利要求1所述的太阳能与生物质能联合供热装置，其特征在于所述的生物质锅炉(3)加热后的加热介质为热水或蒸汽。
7.根据权利要求5所述的太阳能与生物质能联合供热装置，其特征在于所述的生物质燃料为固体生物质燃料。
8.根据权利要求7所述的太阳能与生物质能联合供热装置，其特征在于所述的固体生物质燃料为植物秸秆。
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