CN107178910B - 一种基于cpvt和梯级蓄热的太阳能供热系统 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种基于CPVT和梯级蓄热的太阳能供热系统，包括碟式聚光器、光伏电池板，其特点是，还包括光伏冷却器、高温蓄热器、中温蓄热器、低温蓄热器，碟式聚光器具有光伏冷却器，光伏冷却器置在光伏电池板的背面，光伏电池板通过配电电缆分别与高温蓄热器、中温蓄热器电连接，光伏电池板通过配电电缆、智能电控设备与电网输电线路电连接，光伏冷却器出水口与低温蓄热器的进水口连通，低温蓄热器与光伏冷却器进水口连通；低温蓄热器内的换热管、中温蓄热器内的水流通道、高温蓄热器内的水流通道依次连通。能够实现光伏光热一体化梯度供热，具有充分利用能源，效率高，适用范围广，使用寿命长等优点。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能光伏供热领域，是一种基于CPVT和梯级蓄热的太阳能供热系统。
背景技术
太阳能是一种绿色能源，是当今社会人们高度关注和想方设法实现充分利用的重要能源之一，太阳能也在在着能量密度低，间歇不稳定的缺点。现有技术的太阳能光伏供热系统需要通过高效聚光装置将太阳能的能量进行收集和储存；而一般的聚光器及光伏电池板散热方式缺乏针对性，在高倍聚光下不能有效地对光伏电池进行散热，致使光伏电池表面温度很高，在长期运行下易损坏，导致太阳能利用率不高。另外对于生活热水一般热利用率也不高，供热回水缺少系统性的回收装置，热损失较大，造成大量的能源浪费。
针对以上太阳能供热系统存在的不足性，我们提出聚光光伏光热一体化及梯级蓄热集成系统，增强了冷媒对光伏电池的冷却散热，将光伏电池上多余的热能带走，降低了光伏电池板工作温度，提高系统运行效率。
发明内容
鉴于现有技术存在的不足，本发明的目的是，将光伏与光热相结合，能够蓄存过剩的能量，获得不同梯度的供热回水，充分利用能源，效率高，使用寿命长的基于CPVT和梯级蓄热的太阳能供热系统。
实现本发明的目的采用的技术方案是，一种基于CPVT和梯级蓄热的太阳能供热系统，它包括碟式聚光器、光伏电池板，其特征是，还包括光伏冷却器、高温蓄热器、中温蓄热器、低温蓄热器、冷却水管路、热水回水管路、换热管、高温控制阀、智能电控设备、配电电缆、电网输电线路、中温控制阀、低温控制阀和回水控制阀，所述的碟式聚光器具有光伏冷却器，所述的光伏冷却器置在光伏电池板的背面，光伏电池板通过配电电缆分别与高温蓄热器、中温蓄热器电连接，光伏电池板通过配电电缆、智能电控设备与电网输电线路电连接，所述的光伏冷却器出水口通过回水控制阀与低温蓄热器的进水口连通，低温蓄热器的出水口通过冷却水管路与光伏冷却器进水口连通；所述的低温蓄热器内的换热管、中温蓄热器内的水流通道、高温蓄热器内的水流通道依次连通；所述的低温蓄热器内的换热管的出水口通过低温控制阀与低温用户的进水口连通，低温用户的出水口经热水回水管路与低温蓄热器内的换热管的进水口连通；所述的中温蓄热器内的水流通道出水口通过中温控制阀与中温用户的进水口连通，中温用户的出水口经热水回水管路与低温蓄热器内的换热管的进水口连通，低温蓄热器内的换热管的出水口与中温用户的进水口连通；所述的高温蓄热器内的水流通道出水口通过高温控制阀与高温用户的进水口连通，高温用户的出水口经热水回水管路与低温蓄热器内的换热管、中温蓄热器内的水流通道和高温蓄热器内的水流通道的进水口依次连通。
本发明一种基于CPVT和梯级蓄热的太阳能供热系统，通过碟式聚光器将太阳光聚焦到光伏电池板实现产生电能，通过智能电控设备对电网输电线路进行调控，实现对电网的供电与高温蓄热器、中温蓄热器的储能；光伏冷却器安装在光伏电池板的背面，实现发电的同时获得较多的热量，同时降低光伏电池板工作温度；低温蓄热器储存光伏冷却器输出的能量；高温蓄热器、中温蓄热器用光伏电池板产生的电能进行蓄热，太阳能不足的情况下，从电网输电线路取电维持其运行；热水回水管路将低温回水一次通过低温蓄热器、中温蓄热器和高温蓄热器，通过低温蓄热器内的换热管和中温蓄热器和高温蓄热器内的水流通道实现对回水的加热，用于供暖系统，回水可以从低温蓄热器的换热管出水口，中温蓄热器的水流通道出水口、高低温蓄热器4的水流通道的出水口排出，实现不同温度的梯级供热；从而实现光伏光热一体化梯度供热。具有能够充分利用能源，效率高，适用范围广，使用寿命长等优点。
附图说明
图1为本发明一种基于CPVT和梯级蓄热的太阳能供热系统的结构示意图。
图中 ：1碟式聚光器 ；2光伏电池板；3光伏冷却器；4高温蓄热器；5中温蓄热器；6低温蓄热器；7冷却水管路；8热水回水管路；9内置换热器；10阀门；11智能电控设备；12电网输电线路；13配电电缆；14中温控制阀；15低温控制阀；16回水控制阀。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的做进一步说明。
参照图1，本发明的一种基于CPVT和梯级蓄热的太阳能供热系统，它包括碟式聚光器1、光伏电池板2、光伏冷却器3、高温蓄热器4 、中温蓄热器5 、低温蓄热器6、冷却水管路7、热水回水管路8、换热管9、高温控制阀10、智能电控设备11、配电电缆12、电网输电线路13、中温控制阀14、低温控制阀15、回水控制阀16，所述的碟式聚光器1具有光伏冷却器3，所述的光伏冷却器3置在光伏电池板2的背面，光伏电池板2通过配电电缆12分别与高温蓄热器4 、中温蓄热器5电连接，光伏电池板2通过配电电缆12、智能电控设备11与电网输电线路13电连接，所述的光伏冷却器3出水口通过回水控制阀16与低温蓄热器6的进水口连通，低温蓄热器6的出水口通过冷却水管路7与光伏冷却器3进水口连通；所述的低温蓄热器6内的换热管9、中温蓄热器5内的水流通道、高温蓄热器4内的水流通道依次连通；所述的低温蓄热器6内的换热管9的出水口通过低温控制阀15与低温用户的进水口连通，低温用户的出水口经热水回水管路8与低温蓄热器6内的换热管9的进水口连通；所述的中温蓄热器5内的水流通道出水口通过中温控制阀14与中温用户的进水口连通，中温用户的出水口经热水回水管路8与低温蓄热器6内的换热管9的进水口连通，低温蓄热器6内的换热管9的出水口与中温用户的进水口连通；所述的高温蓄热器4内的水流通道出水口通过高温控制阀10与高温用户的进水口连通，高温用户的出水口经热水回水管路8与低温蓄热器6内的换热管9、中温蓄热器5内的水流通道和高温蓄热器4内的水流通道的进水口依次连通。
本发明的一种基于CPVT和梯级蓄热的太阳能供热系统所采用的元件器件均为市售产品。
使用时，太阳光照射到碟式聚光器1的光伏冷却器3上，将聚集的太阳光折射到光伏电池板2上，所述的光伏冷却器3安装在光伏电池板的背面，实现发电的同时获得较多的热量，同时降低光伏电池板工作温度，电池吸收太阳辐射能，将光能转化成电能。光伏电能一部分可以并网利用，另一部分输送到辅助电加热装置中，可分为中温蓄热器5和高温蓄热器4。高温蓄热器4是一种电蓄热锅炉，内部用氧化镁砖进行蓄热，处理后的蒸汽>1000℃。中温蓄热器5由相变材料组成，处理后的蒸汽100℃—200℃。低温蓄热器6是一种简易的蓄热水箱，处理后的水<100℃。
本发明利用碟式聚光器1将太阳光聚焦到光伏电池板2实现产生电能，通过配电电缆13实现对电网输电线路12与高温蓄热器4、中温蓄热器5的储能；光伏冷却器3安装在光伏电池板2的背面，实现发电的同时获得较多的热量，同时降低光伏电池板2工作温度；低温蓄热器6储存光伏冷却器3输出水的热量；高温蓄热器4、中温蓄热器5用光伏电池板2产生的电能进行蓄热，太阳能不足的情况下，从电网输电线路12通过智能电控设备1取电维持其运行；所述的热水回水管路8将低温回水一次通过低温蓄热器6、中温蓄热器5、高温蓄热器4，通过低温蓄热器6内的换热管9、中温蓄热器5内的水流通道和高温蓄热器4内的水流通道实现对回水的加热，用于供暖系统及其他热用途，回水可以从低温蓄热器6内的换热管9出水口，中温蓄热器5水流通道出水口5、高低温蓄热器4水流通道出水口排出，实现不同温度的梯级供热；从而实现光伏光热一体化梯度供热。中温蓄热器5和高温蓄热器4都连接着与光电系统集成的电加热器，如果经过梯级蓄热系统的水温不能达到所需时，即利用电加热器进行辅助加热，以满足生活或者工业用热需要，同时增强了冷媒对光伏电池板2的冷却散热，将光伏电池板2上多余的热能带走，降低了光伏电池板2工作温度，提高系统运行效率以上。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种基于CPVT和梯级蓄热的太阳能供热系统，它包括碟式聚光器、光伏电池板，其特征是，还包括光伏冷却器、高温蓄热器 、中温蓄热器、低温蓄热器、冷却水管路、热水回水管路、换热管、高温控制阀、智能电控设备、配电电缆、电网输电线路、中温控制阀、低温控制阀和回水控制阀，所述的碟式聚光器具有光伏冷却器，所述的光伏冷却器与冷却水管路相结合，对光伏板进行余热回收，降低光伏电池板工作温度；所述的低温蓄热器，用于收集从光伏板回收的余热；所述的光伏电池板通过配电电缆分别与高温蓄热器、中温蓄热器电连接，光伏电池板通过配电电缆、智能电控设备与电网输电线路电连接；所述的高温蓄热器与中温蓄热器通过电转热的形式，储存过剩电能；电能不足时，高温蓄热器、中温蓄热器从电网取电实现其正常运行；所述的低温蓄热器、中温蓄热器、高温蓄热器依次连接，低温蓄热器对进入中温蓄热器与高温蓄热器进行预热处理；所述的光伏冷却器出水口通过回水控制阀与低温蓄热器的进水口连通，低温蓄热器的出水口通过冷却水管路与光伏冷却器进水口连通；所述的低温蓄热器内的换热管、中温蓄热器内的水流通道、高温蓄热器内的水流通道依次连通；所述的低温蓄热器内的换热管的出水口通过低温控制阀与低温用户的进水口连通，低温用户的出水口经热水回水管路与低温蓄热器内的换热管的进水口连通；所述的中温蓄热器内的水流通道出水口通过中温控制阀与中温用户的进水口连通，中温用户的出水口经热水回水管路与低温蓄热器内的换热管的进水口连通，低温蓄热器内的换热管的出水口与中温用户的进水口连通；所述的高温蓄热器内的水流通道出水口通过高温控制阀与高温用户的进水口连通，高温用户的出水口经热水回水管路与低温蓄热器内的换热管、中温蓄热器内的水流通道和高温蓄热器内的水流通道的进水口依次连通；所述的热水回水管路将低温回水通过低温蓄热器、中温蓄热器、高温蓄热器，利用其各自内置的换热器实现对回水的加热，用于供暖系统，回水可以从低温蓄热器出口，中温蓄热器出口、高低温蓄热器出口排出，实现不同温度的梯级供热。
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| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Gao Long Inventor after: Li Shaohua Inventor after: Luo Yongwei Inventor after: Che Deyong Inventor after: Sun Xuegeng Inventor after: Wang Min Inventor before: Gao Long Inventor before: Luo Yongwei Inventor before: Sun Xuegeng Inventor before: Li Shaohua Inventor before: Che Deyong Inventor before: Wang Min |
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |