一种风光气相结合的家用冷热电三联供系统的制作方法

本实用新型涉及能源利用领域，具体地说是一种风光气相结合的家用冷热电三联供系统。

背景技术：

近年来，经济的高速发展使得我国对能源的需求日益增长，能源危机日益突出；而能源的不合理利用伴随着环境污染和生态环境的破坏，也严重威胁人类的安全。因此，新型清洁能源利用方式的开发和能源利用效率的提高，成为缓解能源危机和环境问题的重要手段。其中，冷热电三联供系统基于能源梯级利用的思想，通过结合不同形式的能源，同时对用户供电、供热和供冷，显著提高能源利用效率，因而得到迅速发展。常用的三联供系统类型主要有区域型、楼宇型和家用型。近年来，随着技术发展和电子器件的小型化，家用型三联供系统逐渐受到人们的重视。然而，已有的家用型三联供系统主要是以太阳能作为主要能源，通过能源的梯级利用向用户供电、供热和供冷。这样的三联供系统对太阳能的依赖性大，只能应用于太阳能丰富的区域，同时受气候、季节、时间等因素的影响，因而难以稳定地满足用户的需求。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的是：提供一种风光气相结合的家用冷热电三联供系统，整个系统将天然气的梯级利用与太阳能、风能相结合，为家庭供热、供冷和供电，实现稳定、高效的冷热电三联供。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种风光气相结合的家用冷热电三联供系统，包括内燃机、发电装置、吸收式制冷装置、预热器、太阳能集热器、储热罐、太阳能光伏发电装置、风力发电机和蓄电池；内燃机用于燃烧天然气产生机械能，内燃机分别与发电装置、吸收式制冷装置、预热器相连；太阳能集热器和储热罐连接；太阳能光伏发电装置和风力发电机分别与蓄电池连接。太阳能集热器利用太阳能集热，太阳能光伏发电装置和风力发电机分别利用太阳能和风能发电。

优选地，内燃机通过换向阀分别与吸收式制冷装置、预热器相连。

优选地，太阳能集热器与储热罐之间设有水泵。

优选地，发电装置和蓄电池与用户电负荷端连接，为用户提供电能；吸收式制冷装置与用户冷负荷端连接，为用户提供冷能，储热罐与用户热负荷端连接，为用户提供热能。

优选地，预热器与太阳能集热器连接，预热器用于预热水，太阳能集热器用于加热水，储热罐用于储存热水。

总的说来，本实用新型具有如下优点：

本系统以天然气作为主要能源，通过内燃机给用户供电，夏天时内燃机余热通过吸收式制冷装置给用户供冷量，冬天时内燃机余热通过预热器给水进行预热，再进入太阳能集热器，通过能量的梯级利用提高天然气的能源利用效率。太阳能和风能作为辅助能源，太阳能通过太阳能集热器为用户供热，通过太阳能光伏发电装置为用户供电，而风能通过风力发电机为用户供电。在同等负荷情况下，太阳能和风能等可再生能源的引入将有效减少天然气的消耗量，起到节能的效果；同时，太阳能和风能在夏季与冬季、白天与晚上等情况下具有互补性，因此可以有效降低可再生能源利用的不稳定性，持续地给系统提供辅助能源。本系统将天然气和可再生能源相结合，通过不同能源形式的综合利用和梯级利用，提高了能源利用效率，实现了高效节能的家用冷热电三联供系统。

附图说明

图1为本实用新型的系统的示意图。

图中的标号和对应的零部件名称为：1为内燃机，2为发电装置，3为换向阀，4为吸收式制冷装置，5为预热器，6为太阳能集热器，7为水泵，8为储热罐，9为太阳能光伏发电装置，10为风力发电机，11为蓄电池，12为热负荷端，13为冷负荷端，14为电负荷端，a为天然气，b为水，c为太阳能，d为风能，e表示高温余热，u为用户。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本实用新型做进一步详细的说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

一种风光气相结合的家用冷热电三联供系统，包括内燃机、发电装置、换向阀、吸收式制冷装置、预热器、太阳能集热器、水泵、储热罐、太阳能光伏发电装置、风力发电机和蓄电池。内燃机为天然气内燃机，吸收式制冷装置为溴化锂双效吸收式制冷机，预热器为平板换热器，太阳能集热器为平板集热器，太阳能光伏发电装置为太阳能电池组阵列，风力发电机为聚风型风力发电机。

内燃机与发电装置连接并连接至用户的电负荷端，为用户提供电能，内燃机通过燃烧天然气产生机械能，并在发电装置中转发为电能。内燃机通过换向阀分别与吸收式制冷装置和预热器连接，吸收式制冷装置连接至用户的冷负荷端、利用内燃机的高温余热作为热源制取冷量，为用户提供冷能；预热器利用内燃机的高温余热对水进行预热。预热器、太阳能集热器、水泵和储热罐依次连接形成水流通路并连接至用户的热负荷端，水在预热器中预热后，进入太阳能集热器吸收太阳能变热，再通过水泵传输到储热罐中储存，为用户提供热能。太阳能光伏发电装置和风力发电机分别与蓄电池连接，分别将太阳能和风能转换为电能储存在蓄电池中，蓄电池连接至用户的电负荷端，为用户提供电能。

本系统将天然气作为一次能源，通过内燃机和发电装置转化为电能，对应的余热通过吸收式制冷装置制取冷量进行能源的二次利用；同时引入太阳能集热器、太阳能光伏发电装置和风力发电机作为辅助热水系统和辅助发电系统；整个系统将天然气的梯级利用与太阳能、风能相结合，为家庭供热、供冷和供电，实现稳定、高效的冷热电三联供。

本系统的工作原理为：夏季需要制冷时，内燃机燃烧天然气驱动发电装置发电满足用户的用电需求，调整换向阀使内燃机的高温余热废气输送到吸收式制冷装置，余热作为热源驱动吸收式制冷装置产生冷能，满足用户的冷需求。夏季太阳能较多而风能较少，太阳能光伏发电装置作为主要新能源发电装置，风力发电机作为辅助的新能源发电装置，二者产生的电能储存在蓄电池中，根据需求给用户供电。

冬季需要供暖时，内燃机燃烧天然气驱动发电装置发电满足用户的用电需求，调整换向阀使内燃机高温余热废气输送到预热器对水进行预热，然后水进入太阳能集热器中进一步被加热后的热水经过水泵进入储热罐，根据需求向用户供热。冬季风能较多而太阳能较少，风力发电机作为主要新能源发电装置，太阳能光伏发电装置作为辅助的新能源发电装置，二者产生的电能储存在蓄电池中，根据需求给用户供电。

上述实施例为实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。