一种家用小型太阳能与生物质能耦合系统的制作方法

本实用新型涉及一种太阳能与生物质能耦合系统，特别是一种家用小型太阳能与生物质能耦合系统。

背景技术：

太阳能以其储量无限性、存在普遍性、利用清洁性等独特优势，使之成为解决能源短缺、环境污染的有效途径之一，但是太阳能易受季节、气候、昼夜环境等因素的影响，导致能量密度低、不稳定。生物质与其它能源相比，具有分布广泛、环境影响较小，可持续利用等优势。阳信县作为中国鸭梨之乡、全国畜牧百强县、中国古典家具文化产业基地，废弃木材、作物秸秆、畜禽粪污等生物质原料充足。据统计，全县10万亩梨园年可剪枝5万吨，55万亩耕地年产秸秆80万吨，木器加工企业年可供应锯末10万吨，肉牛养殖每年可产生牛粪150余万吨，具备得天独厚的生物质资源优势。然而生物质能存在资源分布分散、能量密度低等缺点，直接燃烧生物质量利用效率低，释放烟气粉尘造成环境污染。现有技术中有一些将太阳能与生物质能相结合用于取暖的集中供热系统，但是结构比较复杂、操作困难，投入成本高、后期的维护成本也比较高。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，提供一种家用小型太阳能与生物质能耦合系统，结构简单、投入成本低，将太阳能与生物质能相结合，集生活热水、供暖及做饭等用能需求于一身，本系统供热效率高、污染物排放达标，最大限度的提高联产系统总能效率，值得在农村地区清洁取暖改造中推广使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案：

一种家用小型太阳能与生物质能耦合系统包括太阳能集热器、储能水箱、换热盘管、制热设备和生物质锅炉，所述太阳能集热器经管道连接有换热盘管，所述换热盘管置于储能水箱中，所述储能水箱经管道与制热设备连接，所述储能水箱还经管道与生物质锅炉连接。该系统将太阳能与生物质能相结合，集生活热水、供暖及做饭等用能需求于一身，自动进行补水、供热。

前述的家用小型太阳能与生物质能耦合系统还包括第一管道和第二管道，所述储能水箱出口经第二管道与制热设备连接，所述储能水箱入口经第一管道与制热设备连接，所述生物质锅炉出口经管道、三通阀与第一管道连通，所述生物质锅炉进口经管道、三通阀与第二管道连通。该种布置方式，能够合理分配使用生物质能、太阳能进行供热，控制太阳能供热与生物质能供热的互补与切换，最大限度的提高联产系统总能效率。

前述的家用小型太阳能与生物质能耦合系统还包括循环泵、电动阀，所述太阳能集热器与换热盘管之间的管道上安装有循环泵、电动阀，所述储能水箱与制热设备之间的管道上安装有循环泵、电动阀，所述储能水箱与生物质锅炉之间的管道上也安装有循环泵、电动阀。

前述的家用小型太阳能与生物质能耦合系统，所述生物质锅炉包括颗粒机、进风口、烟囱、灶台、清渣口、进水口、出水口和锅炉本体，所述锅炉本体上部设有颗粒机，所述锅炉本体上方的一侧设有相互连通的进风口和烟囱，所述锅炉本体上设有若干组灶台，所述锅炉本体的下方开设有清渣口，所述锅炉本体一侧下方设有进水口，所述锅炉本体另一侧上方设有出水口，所述进水口经管道、三通阀与第二管道连通，所述出水口经管道、三通阀与第一管道连通。其中的颗粒机能够将生物质原料进行冷态致密成型，将生物质原料制成颗粒燃料能够大大提供木质材料的燃烧性能，热效率能够得到提高，还能大大减少生物质原料直接燃烧造成的大量烟气粉尘；颗粒机包括粉碎部、进料部、调质器和挤出成型部。进风口连接引风机，能够强制引风，保证生物质锅炉的正常运行；灶台上可以放置锅具等用于做饭需求；通过清渣口清除生物质锅炉燃烧室内的灰渣；进水口接储能水箱的回水管，出水口接储能水箱的进水管。

前述的家用小型太阳能与生物质能耦合系统，其中生物质锅炉还包括可视化窗口、清灰口和维修部，所述锅炉本体的侧面还设有可视化窗口，所述可视化窗口与清渣口位于同侧，且可视化窗口设于清渣口的正上方；所述锅炉本体设有进水口的侧面还设有清灰口和维修部。其中的可视化窗口能够观察生物质锅炉的燃烧室内部情况；清灰口能够清理烟道清灰后落下的灰烬；维修部可以拆开，当生物质锅炉停运时，通过维修部进行电气、进料等部件的检修、维修工作。

前述的家用小型太阳能与生物质能耦合系统，所述烟囱内还设有空气净化装置。该种方式能够净化烟囱排放的烟气，进一步减少污染物的排放。

前述的家用小型太阳能与生物质能耦合系统，所述储能水箱的一侧还设有冷水管道和热水管道，所述冷水管道上设有来水净化装置和电动阀；所述储能水箱内还安装有温度传感器。当储能水箱内水位降低时，冷水管道开启电动阀实时补充水量给储能水箱，其中的来水净化装置净化水质，避免系统和管路结垢，保证系统的稳定运行；储能水箱经热水管道供给用户端，满足用户的热水需求；温度传感器实时测量储能水箱内部的水温，根据水温的高低调整太阳能供热与生物质能供热的互补与切换，以便系统效率的最大化。

前述的家用小型太阳能与生物质能耦合系统，所述制热设备的顶部还安装有排气装置，避免制热设备气堵，进一步保证系统的稳定运行。

前述的家用小型太阳能与生物质能耦合系统，所述制热设备为暖气片或者地暖盘管。

前述的家用小型太阳能与生物质能耦合系统还包括智能控制系统，所述太阳能集热器、储能水箱、换热盘管、制热设备和生物质锅炉均信号连接于智能控制系统。该种方式不用人工操作，起到智能化控制的作用，使得本实用新型更可控、更安全、更高效，值得推广使用。

与现有技术相比，本实用新型的有益之处在于：

1、本系统将太阳能与生物质能相结合，结构简单、投入成本低，集生活热水、供暖及做饭等用能需求于一身，自动进行补水、供热，还省去了农村群众早起生火、经常添炭的麻烦，还避免了一氧化碳中毒的风险，能够合理分配使用生物质能、太阳能进行供热，控制太阳能供热与生物质能供热的互补与切换，最大限度的提高联产系统总能效率；

2、烟囱内设置的空气净化装置能够净化烟囱排放的烟气，进一步减少污染物的排放；

3、在冷水管道设置了来水净化装置净化水质，避免系统和管路结垢，保证系统的稳定运行；

4、还设置了温度传感器，能够实时测量储能水箱内部的水温，根据水温的高低调整太阳能供热与生物质能供热的互补与切换，以便系统效率的最大化；

5、排气装置能够避免制热设备气堵，进一步保证系统的稳定运行；设置了智能控制系统，不用人工操作，起到智能化控制的作用，使得本实用新型更可控、更安全、更高效，值得推广使用；

6、本系统供热效率高、污染物排放达标，最大限度的提高联产系统总能效率，能有效缓解大面积“煤改气”“煤改电”带来的气荒、电荒问题，真正实现民生和生态的“双赢”，值得在农村地区清洁取暖改造中推广使用，实现真正意义可再生能源综合互补利用。

附图说明

图1是本实用新型的连接关系示意图；

图2是本实用新型中生物质锅炉的结构示意图。

附图标记的含义：1-太阳能集热器，2-储能水箱，3-换热盘管，4-制热设备，5-生物质锅炉，6-来水净化装置，7-排气装置，8-第一管道，9-第二管道，10-循环泵，11-电动阀，12-三通阀，13-温度传感器，50-颗粒机，51-进风口，52-烟囱，53-空气净化装置，54-灶台，55-可视化窗口，56-清渣口，57-清灰口，58-进水口，59-出水口，60-锅炉本体，61-维修部。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。

具体实施方式

本实用新型的实施例1：如图1和图2所示，一种家用小型太阳能与生物质能耦合系统包括太阳能集热器1、储能水箱2、换热盘管3、制热设备4和生物质锅炉5，所述太阳能集热器1经管道连接有换热盘管3，所述换热盘管3置于储能水箱2中，所述储能水箱2经管道与制热设备4连接，所述储能水箱2还经管道与生物质锅炉5连接。该系统将太阳能与生物质能相结合，集生活热水、供暖及做饭等用能需求于一身，自动进行补水、供热。家用小型太阳能与生物质能耦合系统还包括第一管道8和第二管道9，所述储能水箱2出口经第二管道9与制热设备4连接，所述储能水箱2入口经第一管道8与制热设备4连接，所述生物质锅炉5出口经管道、三通阀12与第一管道8连通，所述生物质锅炉5进口经管道、三通阀12与第二管道9连通。该种布置方式，能够合理分配使用生物质能、太阳能进行供热，控制太阳能供热与生物质能供热的互补与切换，最大限度的提高联产系统总能效率。

进一步的，所述生物质锅炉5包括颗粒机50、进风口51、烟囱52、灶台54、清渣口56、进水口58、出水口59和锅炉本体60，所述锅炉本体60上部设有颗粒机50，所述锅炉本体60上方的一侧设有相互连通的进风口51和烟囱52，所述锅炉本体60上设有若干组灶台54，所述锅炉本体60的下方开设有清渣口56，所述锅炉本体60一侧下方设有进水口58，所述锅炉本体60另一侧上方设有出水口59，所述进水口58经管道、三通阀12与第二管道9连通，所述出水口59经管道、三通阀12与第一管道8连通。其中的颗粒机50能够将生物质原料进行冷态致密成型，将生物质原料制成颗粒燃料能够大大提供木质材料的燃烧性能，热效率能够得到提高，还能大大减少生物质原料直接燃烧造成的大量烟气粉尘；颗粒机50包括粉碎部、进料部、调质器和挤出成型部。进风口51连接引风机，能够强制引风，保证生物质锅炉的正常运行；灶台54上可以放置锅具等用于做饭需求；通过清渣口56清除生物质锅炉5燃烧室内的灰渣；进水口58接储能水箱2的回水管，出水口59接储能水箱2的进水管。家用小型太阳能与生物质能耦合系统，其中生物质锅炉5还包括可视化窗口55、清灰口57和维修部61，所述锅炉本体60的侧面还设有可视化窗口55，所述可视化窗口55与清渣口56位于同侧，且可视化窗口55设于清渣口56的正上方；所述锅炉本体60设有进水口58的侧面还设有清灰口57和维修部61。其中的可视化窗口55能够观察生物质锅炉5的燃烧室内部情况；清灰口57能够清理烟道清灰后落下的灰烬；维修部61可以拆开，当生物质锅炉5停运时，通过维修部61进行电气、进料等部件的检修、维修工作。

具体的，所述烟囱52内还设有空气净化装置53。该种方式能够净化烟囱52排放的烟气，进一步减少污染物的排放。家用小型太阳能与生物质能耦合系统还包括智能控制系统，所述太阳能集热器1、储能水箱2、换热盘管3、制热设备4和生物质锅炉5均信号连接于智能控制系统。该种方式不用人工操作，起到智能化控制的作用，使得本实用新型更可控、更安全、更高效，值得推广使用。

实施例2：如图1所示，一种家用小型太阳能与生物质能耦合系统包括太阳能集热器1、储能水箱2、换热盘管3、制热设备4和生物质锅炉5，所述太阳能集热器1经管道连接有换热盘管3，所述换热盘管3置于储能水箱2中，所述储能水箱2经管道与制热设备4连接，所述储能水箱2还经管道与生物质锅炉5连接。该系统将太阳能与生物质能相结合，集生活热水、供暖及做饭等用能需求于一身，自动进行补水、供热。家用小型太阳能与生物质能耦合系统还包括循环泵10、电动阀11，所述太阳能集热器1与换热盘管3之间的管道上安装有循环泵10、电动阀11，所述储能水箱2与制热设备4之间的管道上安装有循环泵10、电动阀11，所述储能水箱2与生物质锅炉5之间的管道上也安装有循环泵10、电动阀11。

实施例3：如图1所示，一种家用小型太阳能与生物质能耦合系统包括太阳能集热器1、储能水箱2、换热盘管3、制热设备4和生物质锅炉5，所述太阳能集热器1经管道连接有换热盘管3，所述换热盘管3置于储能水箱2中，所述储能水箱2经管道与制热设备4连接，所述储能水箱2还经管道与生物质锅炉5连接。该系统将太阳能与生物质能相结合，集生活热水、供暖及做饭等用能需求于一身，自动进行补水、供热。所述储能水箱2的一侧还设有冷水管道和热水管道，所述冷水管道上设有来水净化装置6和电动阀11；所述储能水箱2内还安装有温度传感器13。当储能水箱2内水位降低时，冷水管道开启电动阀11实时补充水量给储能水箱2，其中的来水净化装置6净化水质，避免系统和管路结垢，保证系统的稳定运行；储能水箱2经热水管道供给用户端，满足用户的热水需求；温度传感器13实时测量储能水箱2内部的水温，根据水温的高低调整太阳能供热与生物质能供热的互补与切换，以便系统效率的最大化。

实施例4：如图1所示，一种家用小型太阳能与生物质能耦合系统包括太阳能集热器1、储能水箱2、换热盘管3、制热设备4和生物质锅炉5，所述太阳能集热器1经管道连接有换热盘管3，所述换热盘管3置于储能水箱2中，所述储能水箱2经管道与制热设备4连接，所述储能水箱2还经管道与生物质锅炉5连接。该系统将太阳能与生物质能相结合，集生活热水、供暖及做饭等用能需求于一身，自动进行补水、供热。所述制热设备4的顶部还安装有排气装置7，避免制热设备4气堵，进一步保证系统的稳定运行。具体的，所述制热设备4为暖气片或者地暖盘管。

本实用新型的工作过程：温度传感器13实时监测储能水箱2内的水温，当储能水箱2内的温度较高(≥55℃)时，太阳能集热器1内的换热介质吸热，进入换热盘管3与储能水箱2中的水进行热交换，将热量储存在储能水箱2中；当太阳能不足，储能水箱2内的温度较低(＜55℃)时，启动生物质锅炉5，其中的颗粒机50将生物质原料制成颗粒燃料，然后进入锅炉本体60内的燃烧室燃烧，释放的热量将管道中的水加热供给储能水箱2，生物质锅炉5中灶台54满足做饭需求；储能水箱2中的水进入制热设备4实现房屋供暖，同时通过热水管道满足用户的热水需求。系统运行过程中，智能控制系统根据各装置的实际运行状况，从而自动切换循环泵10、电动阀11和三通阀12的启闭。