CN108843415A - 一种可再生能源协调四联供*** - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种可再生能源协调四联供***，其特征在于包括可再生能源应用***、集热***、储热***及热源***；所述可再生能源应用***协同发电，供用户使用，所述集热***聚集发电时产生的余热，存储在所述储热***，然后通过所述热源***的热媒和冷媒，分别向客户提供供暖、热水和冷源，实现“电‑暖‑热‑冷”四联供体系。

Description

一种可再生能源协调四联供***
技术领域
本发明涉及能源管理技术领域，尤其涉及一种可再生能源协调四联供***。
背景技术
太阳能资源、风能、生物质能、地热能是取之不尽，用之不竭的可再生能源，通过这些可再生能源发电来满足用户各种品种能源的需求，既可以节约大量化石能源，也能减少大量的环境污染；这些可再生能源发电后的余热也是含有大量的能源可以利用，但是由于各种条件往往都直接排到大气中浪费掉了，而将这部分余热进行回收，既减少了对这部分热量的浪费，同时还能实现“变废为宝”的目的。
目前可再生能源发电、制冷、供暖和生活热水的高效节能技术已被用户和政府广泛认同，但这多联供技术的机组目前在市场上基本上都是以单供***出现，比如空调、太阳能热水器、电热水器、壁挂炉、暖气管、地暖、暖气片、生活用热水用热泵热水机等，这样就造成用户设备利用率低，相对采购成本增加，并且单机技术简单、容易模仿、市场同质化严重、市场竞争激烈。
现有的城市供热、供冷和生活热水供应***是各自独立的，冬季供热用采暖机组，夏季供冷用供冷机组，四季生活热水供应用热水机组，它们之间各自独立，就是有联系也没能做到一机四用。随着人们生活水平的提高，供热、供冷和供生活热水的需求越来越普遍，尤其是别墅和单体建筑的增多，更需要此种设备。而分供形式，既增加了投资和占地面积又使控制、操作和安装复杂化，因此有必要进行改进和革新。
国家专利CN201711096247.8公开了一种热泵四联供***，包括冷藏热泵复合***、水源热泵高温烘干***、采暖***和生活热水***。通过该发明，可以同时实现冷藏、高温烘干、采暖、生活热水等等多种不同领域的需求，避免使用单一功能的设备，可节省能源，同时提高利用率。但是该发明的技术方案核心为蒸汽发电，并没有采用大自然提供的可再生能源，不环保，也没有对蒸汽发电时产生的余热进行利用，能源利用率不高。
发明内容
为克服现有技术中存在的能源造成的环境污染和增加可再生能源利用效率的问题，本发明提供了一种可再生能源协调四联供***。
一种可再生能源协调四联供***，包括可再生能源应用***、集热***、储热***及热源***；所述可再生能源应用***协同发电，供用户使用，所述集热***聚集发电时产生的余热，存储在所述储热***，然后通过所述热源***的热媒和冷媒，分别向客户提供供暖、热水和冷源，实现“电-暖-热-冷”四联供体系。
在本发明中，所述可再生能源应用***采用可再生的新能源，包括太阳能、风能、生物质能及地热能，采用多样化利用方式，将集中利用和分散利用相结合，协同发电制备高品质电能。
在本发明中，所述集热***收集所述可再生能源产生电能时产生的余热，可为干热岩利用***、太阳能集热***、地热源利用***、混水源利用***这四种可再生能源热利用***。
在本发明中，所述储热***存储集热***所收集的热能，可为搪瓷保温储热水箱、钢制保温水罐、坑式蓄热塘。
在本发明中，所述热源***包含冷媒，所述冷媒可以是R12、R22、R290、R134a、R410a、水，利用冷媒将用户室内热能释放到外界，或将室内热能收集作为***热源之一，使用户室内温度在夏天时降低达到制冷效果，为***及用户提供冷源，实现制冷。
在本发明中，所述热源***也包含热媒，所述热媒是水，为用户提供热水和供暖。
在本发明中，所述可再生能源应用***产生的部分电能，经过逆变器后，提供给用户，并将多余能量经过充电控制器后以化学能的形式储存在蓄电池中。
在本发明中，所述可再生能源应用***产生的部分电能，不经过蓄电池储能，直接通过并网逆变器，把电能送上国家电网，与国家电网并网，出售给国家。
在本发明中，所述蓄电池可以为UPS电源。
在本发明中，储热***可根据用户需求作为长期热能储藏库。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)采用可再生能源发电，多种可再生能源协调发电，可以降低火力发电需要的煤炭燃料，可以大量减少环境污染；
(2)利用各种集热***收集发电时产生的余热进行储存再次使用，不仅能够提高***输出电能，而且使得能源的利用率又有一大提高；
(3)可再生能源发的电，可自己使用，也可出售给国家，缓解用电高峰时的压力；
(4)利用冷媒将用户室内热能释放到外界，或将室内热能收集作为***热源之一，使用户室内温度在夏天时降低达到制冷效果，减少由电转化成冷源的过程，更好的利用能源，降低环境污染；
(5)利用热媒将收集的***余热及环境热能转化成生活所需热能，实现热水供应和供暖，避免燃煤供暖氮氧化物排放，减少由高品质电能转化成热能的过程，能源利用更加合理，能源的利用率更高，降低环境污染；
(6)采用UPS电源，当停电时，不影响正常工作生活，还能在电压不稳定时进行调节，比普通蓄电池更为安全方便。
(7)***不仅为用户提供所需电能，而且能向电网售电实现收益，更具有能为用户提供高能效的制冷、制热性能。储热***可根据用户需求作为长期热能储藏库，实现夏热冬用，为冬天供暖及热水提供恒温保障。
附图说明
图1是本申请一种可再生能源协调四联供***一优选实施例的***结构示意图；
图中：1-可再生能源应用***；2-集热***；3-储热***；4-热源***；41-冷媒；42-热媒。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
请参看图1，是本发明一种可再生能源协调四联供***的一优选实施例，包括可再生能源应用***1、集热***2、储热***3及热源***4；所述可再生能源应用***1协同发电，供用户使用，所述集热***2聚集发电时产生的余热，存储在所述储热***3，然后通过所述热源***4的热媒42和冷媒41，分别向客户提供供暖、热水和冷源，实现“电-暖-热-冷”四联供体系。
在本实施例中，所述可再生能源应用***采用可再生的新能源1，包括太阳能、风能、生物质能及地热能，多样化发电方式，将集中利用和分散利用相结合，协同发电制备高品质电能。
在本实施例中，所述集热***2收集所述可再生能源产生电能时产生的余热，可为干热岩利用***、太阳能集热***、地热源利用***、混水源利用***这四种可再生能源热利用***。
在本实施例中，所述储热***3存储集热***2所收集的热能，存储在搪瓷保温储热水箱、钢制保温水罐、坑式蓄热塘。
在本实施例中，所述热源***4包含冷媒41，所述冷媒41包括R12、R22、R290、R134a、R410a、水，利用冷媒将用户室内热能释放到外界，或将室内热能收集作为***热源之一，使用户室内温度在夏天时降低达到制冷效果，为***及用户提供冷源，实现制冷。
在本实施例中，所述热源***4也包含热媒42，所述热媒42是水，为用户提供热水和供暖。
在本实施例中，所述可再生能源应用***1产生的部分电能，经过逆变器后，提供给用户，并将多余能量经过充电控制器后以化学能的形式储存在蓄电池中。
在本实施例中，所述可再生能源应用***1产生的部分电能，不经过蓄电池储能，直接通过并网逆变器，把电能送上国家电网，与国家电网并网，出售给国家。
在本实施例中，所述蓄电池可以为UPS电源。
在本实施例中，储热***3可根据用户需求作为长期热能储藏库，实现夏热冬用，为冬天供暖及热水提供恒温保障。
实施例2：
本实施例应用于城市建设中，采用太阳能和生物质能中的城市垃圾这两种可再生能源协调发电，余热通过太阳能集热***、混水源利用***，收集在搪瓷保温储热水箱中，然后通过水这个热媒来给用户提供生活用热水和供暖，通过R134a及R410a这些冷媒将室内热能释放到外界，或将室内热能收集作为***热源之一，使室内温度在夏天时降低达到制冷效果，将热能转换成冷源，提供制冷。
将太阳能电池板架设于房屋屋顶、停车场车篷顶，在房屋地下、停车场地下建设搪瓷保温储热水箱，太阳能电池板背面设有流水管道，一端与城市供水接通，另一端通向搪瓷保温储热水箱，太阳能电池板接收太阳光发电后，一部分给用户供电，一部分通过逆变器与国家电网并网，向国家电网出售，一部分通过UPS电源存储起来。
进一步的，太阳能电池板接收太阳光照射，表面温度很高，冷水经过太阳能电池板背面的流水管道，温度升高，成为高温水，流向搪瓷保温储热水箱，存储起来备用。
在城市中，将城市垃圾经过处理后，再焚烧发电，一部分给用户供电，一部分通过逆变器与国家电网并网，向国家电网出售，一部分通过UPS电源存储起来。
进一步的，燃烧后发电机产生的余热通过冷水将热量带走，冷水变成高温水，流向搪瓷保温储热水箱，存储起来备用。
更进一步的，高温水经过沉淀过滤等处理后，给用户提供生活用热水。
更进一步的，如果是需要供暖的时候，高温水促进风机盘管给室内空气加热，或者高温水受压变成高温水蒸气，通过室内地暖盘管或者暖气管道来给用户提供暖气；如果是需要制冷的时候，通过冷媒R290，这种环保型制冷剂，利用冷媒将室内热能释放到外界，或将室内热能收集作为***热源之一，使室内温度在夏天时降低达到制冷效果，来将搪瓷保温储热水箱中的热能转化成冷源，向用户提供冷源，实现制冷。
实施例3：
本实施例用于农村建设中，也是采用太阳能和生物质能这两种可再生能源协调发电，余热通过太阳能集热***、混水源利用***，收集在搪瓷保温储热水箱中，然后通过水这个热媒来给用户提供生活用热水和供暖，通过R134a及R410a这些冷媒将室内热能释放到外界，或将室内热能收集作为***热源之一，使室内温度在夏天时降低达到制冷效果，热能转换成冷源，提供制冷。
农村有一些养殖场，会产生很多动物***物，利用动物***物产生的沼气来发电，一部分给用户供电，一部分通过逆变器与国家电网并网，向国家电网出售，一部分通过UPS电源存储起来。
将太阳能电池板安装于池塘水面或者湖泊水面，在太阳能电池板背面布设流水管道，太阳能电池板正面接受太阳光照射发电后，一部分给用户供电，一部分通过逆变器与国家电网并网，向国家电网出售，一部分通过UPS电源存储起来。
进一步的，在太阳能电池板发电的同时，冷水通过太阳能电池板背面的流水管道带走太阳能电池板发电时产生的热量，成为高温水，进而通过管道流出存储在设置于农户住宅旁的搪瓷保温储热水箱中。
更进一步的，高温水经过沉淀过滤等处理后，给用户提供生活用热水。
更进一步的，如果是需要供暖的时候，高温水促进风机盘管给室内空气加热，或者高温水受压变成高温水蒸气，通过室内地暖盘管或者暖气管道来给用户提供暖气；如果是需要制冷的时候，通过冷媒R290，这种环保型制冷剂，将室内热能释放到外界，或将室内热能收集作为***热源之一，使室内温度在夏天时降低达到制冷效果，来将搪瓷保温储热水箱中的热能转化成冷源，向用户提供冷源，实现制冷。
实施例4：
本实施例应用于地热收集方便的地区，比如在青藏高原南部地区，高原地区太阳能资源更为丰富，采用地热能中的热干岩资源和太阳能这两种可再生能源来协调发电，余热收集在坑式储热塘中，然后通过水这个热媒来给用户提供生活用热水和供暖，通过R134a及R410a这些冷媒将热能转换成冷源，提供制冷。
热干岩资源这种可再生能源发电不受季节、气候、环境等的影响，大大减少了温室效应和酸雨对环境的影响，而且成本为风力发电的一半，太阳能发电的十分之一左右。
从地表往干热岩中打一眼注入井，封闭井孔后向井中高压注入温度较低的水，产生非常高的压力，在岩体致密无裂隙的情况下，高压水使岩体大致垂直最小地应力的方向产生许多裂缝，随着低温水的不断注入，裂缝不断增加，扩大并相互连通，最终形成一个大致呈面状的人工干热岩热储构造；在距离注入井合理的位置处钻几口生产井，贯通人工干热岩热储构造，来收集高温蒸汽和高温水，高温蒸汽直接用来发电，一部分给用户供电，一部分通过逆变器与国家电网并网，向国家电网出售，一部分通过UPS电源存储起来。
进一步的，在生产井附近太阳能电池板下方建若干个坑式储热塘，剩余的高温水和发电过程中产生的高温水，储存在坑式储热塘中备用。
太阳能电池板架设在注入井和生产井之上，在生产井旁边太阳能电池板下方设置有钢制保温水罐，太阳能电池板背面设有流水管道，流水管道上端与冷水管连接，下端通向钢制保温水罐。太阳能电池板接收太阳光发电后，一部分给用户供电，一部分通过逆变器与国家电网并网，向国家电网出售，一部分通过UPS电源存储起来。
进一步的，太阳能电池板接收太阳光照射，表面温度很高，冷水经过太阳能电池板背面的流水管道，温度升高，成为高温水，流向钢制保温水罐，存储起来备用。
更进一步的，高温水经过沉淀过滤等处理后，给用户提供生活用热水。
更进一步的，如果是需要供暖的时候，高温水促进风机盘管给室内空气加热，或者高温水受压变成高温水蒸气，通过室内地暖盘管或者暖气管道来给用户提供暖气；如果是需要制冷的时候，通过冷媒R290，这种环保型制冷剂，将室内热能释放到外界，或将室内热能收集作为***热源之一，使用户室内温度在夏天时降低达到制冷效果，来将坑式储热塘及钢制保温水罐中的热能转化成冷源，向用户提供冷源，实现制冷。
实施例5：
本实施例在实施例4的基础上，增加了风力这种可再生能源发电，即增加了风力发电的设备，在太阳能电池板之间竖起支架，安装风力发电叶片，发电机设置在支架下部分，可以埋设在地下表层，使得相对稳定，利用风力发电，一部分给用户供电，一部分通过逆变器与国家电网并网，向国家电网出售，一部分通过UPS电源存储起来。
进一步的，在支架内部铺设流水管道，流水管道的冷水带走支架内转轴等设备的热量，变成高温水，存储在钢制保温水罐中备用。
更进一步的，高温水经过沉淀过滤等处理后，给用户提供生活用热水。
更进一步的，如果是需要供暖的时候，高温水促进风机盘管给室内空气加热，或者高温水受压变成高温水蒸气，通过室内地暖盘管或者暖气管道来给用户提供暖气；如果是需要制冷的时候，通过冷媒R290，这种环保型制冷剂，将用户室内热能释放到外界，或将室内热能收集作为***热源之一，使用户室内温度在夏天时降低达到制冷效果，来将坑式储热塘及钢制保温水罐中的热能转化成冷源，向用户提供冷源，实现制冷。
本申请一种可再生能源协调四联供***的有益效果是：
(1)采用可再生能源发电，多种可再生能源协调发电，可以降低火力发电需要的煤炭燃料，可以大量减少环境污染；
(2)利用各种集热***收集发电时产生的余热进行储存再次使用，不仅能够提高***输出电能，而且使得能源的利用率又有一大提高；
(3)可再生能源发的电，可自己使用，也可出售给国家，缓解用电高峰时的压力；
(4)利用冷媒将用户室内热能释放到外界，或将室内热能收集作为***热源之一，使用户室内温度在夏天时降低达到制冷效果，减少由电转化成冷源的过程，更好的利用能源，降低环境污染；
(5)利用热媒将收集的***余热及环境热能转化成生活所需热能，实现热水供应和供暖，避免燃煤供暖氮氧化物排放，减少由高品质电能转化成热能的过程，能源利用更加合理，能源的利用率更高，降低环境污染；
(6)采用UPS电源，当停电时，不影响正常工作生活，还能在电压不稳定时进行调节，比普通蓄电池更为安全方便。
(7)***不仅为用户提供所需电能，而且能向电网售电实现收益，更具有能为用户提供高能效的制冷、制热性能。储热***可根据用户需求作为长期热能储藏库，实现夏热冬用，为冬天供暖及热水提供恒温保障。
上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种可再生能源协调四联供***，其特征在于包括可再生能源应用***(1)、集热***(2)、储热***(3)及热源***(4)；所述可再生能源应用***(1)协同发电，供用户使用，所述集热***(2)聚集发电时产生的余热，存储在所述储热***(3)，然后通过所述热源***(4)的热媒(42)和冷媒(41)，分别向客户提供供暖、热水和冷源。
2.根据权利要求1所述的一种可再生能源协调四联供***，其特征在于：所述可再生能源应用***(1)采用可再生的新能源，包括太阳能、风能、生物质能及地热能，采用多样化利用方式，将集中利用和分散利用相结合，协同发电制备高品质电能。
3.根据权利要求1所述的一种可再生能源协调四联供***，其特征在于：所述集热***(2)收集所述可再生能源产生电能时产生的余热，可为干热岩利用***、太阳能集热***、地热源利用***、混水源利用***这四种可再生能源热利用***。
4.根据权利要求1所述的一种可再生能源协调四联供***，其特征在于：所述储热***(3)存储集热***(2)所收集的热能，可为搪瓷保温储热水箱、钢制保温水罐、坑式蓄热塘。
5.根据权利要求1所述的一种可再生能源协调四联供***，其特征在于：所述热源***(4)包含冷媒(41)，所述冷媒(41)可以是R12、R22、R290、R134a、R410a、水，所述热源***(4)利用冷媒(41)将用户室内热能释放到外界，或将室内热能收集作为***热源之一，使用户室内温度在夏天时降低达到制冷效果，为***及用户提供冷源，实现制冷。
6.根据权利要求1所述的一种可再生能源协调四联供***，其特征在于：所述热源***(4)也包含热媒(42)，所述热媒(42)是水，为用户提供热水和供暖。
7.根据权利要求1所述的一种可再生能源协调四联供***，其特征在于：所述可再生能源应用***(1)产生的部分电能，经过逆变器后，提供给用户，并将多余能量经过充电控制器后以化学能的形式储存在蓄电池中。
8.根据权利要求1所述的一种可再生能源协调四联供***，其特征在于：所述可再生能源应用***(1)产生的部分电能，不经过蓄电池储能，直接通过并网逆变器，把电能送上国家电网，与国家电网并网，出售给国家。
9.根据权利要求1所述的一种可再生能源协调四联供***，其特征在于：所述蓄电池可以为UPS电源。
10.根据权利要求1所述的一种可再生能源协调四联供***，其特征在于：所述储热***(3)可根据用户需求作为长期热能储藏库。
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