专利名称：具有蓄能装置的风光互补集热系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种天然能源利用装置，具体是一种利用太阳能和风能采暖的具有蓄能装置 的风光互补集热系统。
背景技术：
作为绿色环保能源的太阳能、风能、水能在能源紧缺的今天愈来愈得到重视。
太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量。尽管太阳辐射到地球大气 层的能量仅为其总辐射能量(约为3.75X 1026W)的22亿分之一，但已高达173， OOOTW，也 就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤。
风是地球上的一种自然现象，它是由太阳辐射热引起的。太阳照射到地球表面，地球 表面各处受热不同，产生温差，从而引起大气的对流运动形成风。据估计到达地球的太阳能 中虽然只有大约2%转化为风能，但其总量仍是十分可观的。全球的风能约为2.74 * 109MW， 其中可利用的风能为2 * 107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。
一种新兴的供暖装置-一综合利用太阳能和风能的供暖系统-一业已开发。单独的太阳 能或风能供暖系统，由于受时间和地域的约束，很难全天候利用太阳能和风能资源。而太阳 能与风能在时间上和地域上都有很强的互补性，白天光照强时风小，夜间光照弱时，风能由 于地表温差变化大而增强，太阳能和风能在时间上的互补性是风光互补供暖系统在资源利用 上的最佳匹配。该系统节能环保、可再生、取之不尽、用之不竭，必将成为今后替代其它供 暖系统的主流。
专利号2005100337637提供了一种原油集输的风光电一体化加热装置，包括水/油换 热装置和电加热装置，所述水/油换热装置设置有太阳能集热设备，所述电加热装置设置有 风力发电设备。所述的水/油换热装置包括太阳能集热器、水泵、蓄水箱和换热器，所述蓄 水箱的出水口通过水泵与太阳能集热器入口连接，太阳能集热器的出口与换热器的进水口连 接，换热器的出水口与蓄水箱的入水口连接，换热器还设置有与输油管路连接的进油口和出 油口。所述的电加热装置包括风力发电机和电热炉，所述风力发电机与电热炉连接并为电热 炉提供热量，所述的电热炉设置有与输油管路连接的进油口和出油口 。该装置利用太阳能和风能进行互补供热，但是无法解决既无阳光又无风时的持续稳定的热能供给。
专利号200610091482. 1提供了一种太阳能风能热、电综合利用热水及采暖系统，它由太 阳能热水器、空气源热水器、风光互补发电系统、自动控制装置、热水保温储水箱、管路组 成；上述的太阳能热水器经自动控制装置、管路连热水保温储水箱，上述保温储水箱连空气 源热水器；风光互补发电系统连空气源热水器，为其提供电源。其结构如图l所示，所述的 太阳能热水器1进水端是自来水管12经电磁阀11接入太阳能热水器，水温水位自动控制装 置13连探头2，该探头装在太阳能热水器中，该控制装置连接上述的电磁阀11;上述的太 阳能热水器1经管路3、管道泵4、管路5连接热水保温储水箱8， IO是出水管；水位自动 控制装置6分别连接管道泵4及上述水箱上部的水位探头7，，热水保温储水箱8内有热交换 管15，管的两端分别接入空气源热水器16，上述的热水保温储水箱内还有热交换管9，该管 的进水、回水端接入供暖管路；在保温储水箱内有温度探头14，该探头连空气源热水器的温 度设定控制装置；风光互补发电系统18连空气源热水器，为其提供电源。所述的风光互补 发电系统18是风力发电机及太阳能电池板，上述两装置连充电控制器、蓄电池、逆变器， 逆变器连空气源热水器。该装置同样存在既无阳光又无风时不能持续稳定供给热能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的上述不足，而提供一种在相对较长 时间无阳光又无风时能持续稳定的供热的具有蓄能装置的风光互补集热系统。
本发明所提供的具有蓄能装置的风光互补集热系统是由如下技术方案来实现的。
一种具有蓄能装置的风光互补集热系统，包括风力发电装置、太阳能加热装置、控制 装置、换热水箱及连接换热水箱的散热器，所述换热水箱内设有电加热器，所述风力发电装 置电连接所述换热水箱内的电加热器，所述太阳能加热装置通过管路连接换热水箱，其特征 在于所述太阳能加热装置及风力发电装置中均设有蓄能装置。.
除上述必要技术特征外，在具体实施过程中，还可补充如下技术内容。
所述具有蓄能装置的风光互补集热系统，其特征在于所述蓄能装置是设于所述太阳 能加热装置中的蓄热器及设于风力发电装置中的蓄电器。
所述具有蓄能装置的风光互补集热系统，其特征在于所述太阳能加热装置包括太阳能 集热器、蓄热器、循环泵A及进出循环水管，所述太阳能集热器的出水管分别依次通过电磁
阀A、循环泵A及电磁阀D接换热水箱，所述换热水箱的出水管接所述太阳能集热器，构成 太阳能换热循环回路；所述太阳能集热器的出水管分别依次通过电磁阀A、电磁阀B连接所 述蓄热器进水管，所述蓄热器的出水管连接所述太阳能集热器，构成太阳能蓄热循环回路；所述蓄热器的进水管分别依次通过电磁阀C、电磁阀D连接所述换热水箱，所述换热水箱的 出水管接所述蓄热器的出水管，构成蓄热换热循环回路。
所述具有蓄能装置的风光互补集热系统，其特征在于所述太阳能集热器的出水管上连 接膨胀水箱。
所述具有蓄能装置的风光互补集热系统，其特征在于所述蓄热器是相变蓄热器，所用具 体相变材料是十水硫酸钠、或六水氯化钙。
所述具有蓄能装置的风光互补集热系统，其特征在于所述太阳能集热器是自动跟踪抛 物面聚焦太阳能集热器或真空集热管太阳能集热器。
所述具有蓄能装置的风光互补集热系统，其特征在于所述风力发电装置主要由风力发 电机、控制器、蓄电器、逆变器组成，所述风力发电机所发电能经由控制器整流稳压后给蓄 电器充电，蓄电器的直流电经逆变器转变为交流市电输出给所述换热水箱内的电加热器。
所述具有蓄能装置的风光互补集热系统，其特征在于所述换热水箱通过循环泵B连接 所述散热器。
所述具有蓄能装置的风光互补集热系统，其特征在于所述太阳能集热器的出水管、蓄 热器、换热水箱及采暖室内分别设有温度传感器A、温度传感器B、温度传感器C、温度传感 器D;所述温度传感器A、温度传感器B、温度传感器C、温度传感器D连接控制装置，所述
控制装置的输出接所述电磁阀A、电磁阀B、电磁阀C、电磁阀D及循环泵A、循环泵B;所
述控制装置还连接所述抛物面聚焦太阳能集热器的自动跟踪装置。
所述具有蓄能装置的风光互补集热系统，其特征在于:所述控制装置是微机控制器、或
可编程序控制器。
本发明的优点在于
1、 采用十水碇識钠相变蓄能材料制作蓄热器可储存大量热能以供无阳光又无风时持续 稳定的供热。
2、 整套系统均由PLC控制，集中控制能力高，智能化系统的高可靠性高。
为对本发明的结构特征及其功效有进一步了解，兹列举具体实施例并结合附图详细说明
如下。
图1是现有太阳能风能热、电综合利用热水及采暖系统图。
图2是本发明具有蓄能装置的风光互补集热系统结构示意图。
具体实施例方式
图2是本发明具有蓄能装置的风光互补集热系统结构示意图。本发明所提供的风光互补 集热系统，包括风力发电装置100、太阳能加热装置200、控制装置300、换热水箱400 及连接换热水箱的散热器500，所述换热水箱400内设有电加热器410，所述风力发电装置 100电连接所述换热水箱内的电加热器410，所述太阳能加热装置200通过管路连接换热水 箱400。为能将在白天阳光充足时太阳能集热器收集大量太阳辐射能量储存起来，以供晚上 无风或风力不足时正常供热，本发明所述太阳能加热装置200及风力发电装置100中均设有 蓄能装置。
所述蓄能装置是设于所述太阳能加热装置200中的蓄,热器210及设于风力发电装置 100中的蓄电器110。
所述太阳能加热装置200包括太阳能集热器220、蓄热器210、循环泵A230及进出循环 水管，所述太阳能集热器220的出水管221分别依次通过电磁阀A31、循环泵A230及电磁阀 D34接换热水箱400的进水管401，所述换热水箱400的出水管402接所述太阳能集热器的 进水管222，构成太阳能换热循环回路；所述太阳能集热器的出水管221分别依次通过电磁 阀A31、电磁阀B32连接所述蓄热器210的进水管211，所述蓄热器210的出水管212连接 所述太阳能集热器220，构成太阳能蓄热循环回路；所述蓄热器210的进水管211分别依次 通过电磁阀C33、电磁阀D34连接所述换热水箱400的进水管401，所述换热水箱400的出 水管402接所述蓄热器的出水管212，构成蓄热换热循环回路。
为防止太阳能加热装置中的水被加热后压力增大而造成损坏，于所述太阳能集热器220 的出水管连接膨胀水箱600。
所述蓄热器210是相变蓄热器，所用具体相变材料是十水硫酸钠、或六水氯化钙。十水 硫酸钠的相变温度为32. 4摄氏度，熔解热250. 8KJ/kg"C使用寿命约2000,次。六水氯化钙的 相变温度为29摄氏度，熔解热180KJ/kg°C使用寿命约2000次。
所述太阳能集热器220是自动跟踪抛物面聚焦太阳能集热器(如图2所示)或真空集热 管太阳能集热器。
所述风力发电装置100主要由风力发电机110、控制器120、蓄电器130、逆变器140 组成，所述风力发电机IIO所发电能经由控制器120整流稳压后给蓄电器130充电，将电能 储存于蓄电器130内，使用时，蓄电器130的直流电经逆变器140转变为交流市电(220伏 50周)输出给所述换热水箱400内的电加热器410。这是因为，市售蓄电瓶都是12V的，市 售电加热器一般为220V交流，必须用逆变器把电瓶的12V逆变成220V交流，才能保证电加 热器的热效率。所述换热水箱400通过循环泵B450连接所述散热器500，将换热水箱400中的热水循 环输送给散热器500以供室内取暖。
本发明系统中所有电磁阀、循环泵及自动跟踪装置均统一由控制装置300集中控制，所 述控制装置是微机控制器、或可编程序控制器。具体是于所述太阳能集热器220的出水管 221、蓄热器220、换热水箱400及采暖室内分别设有温度传感器A41、温度传感器B42、温 度传感器C43、温度传感器D44;所述温度传感器A41、温度传感器B42、温度传感器C43、 温度传感器D44连接所述控制装置300,所述控制装置的输出分别接所述电磁阀A31、电磁 阀B32、电磁阀C33、电磁阀D34、循环泵A230、循环泵B450。控制装置根据所检测到的各 温度传感器的温度数据，分别控制所述电磁阀A31、电磁阀332、电磁阀C33、电磁阀D34、 循环泵A230、循环泵B450的通断电。所述控制装置还连接所述抛物面聚焦太阳能集热器的 自动跟踪装置，使抛物面聚焦太阳能集热器始终对准太阳。
白天阳光充足时太阳能集热器收集太阳辐射能量，通过传输管路把热能传递给换热器。 再由循环泵把换热器中的热水循环到散热器给室内供暖。当室内的温度达到额定指时，循环 泵把热能传递给热能储存器，以备晚上或阳光不充足时供暖使用。风力发电机全天候使用风 能，将风能装化成电能，再通过控制器整流，给蓄电池组充电。当晚上或太阳能量不足时， 把蓄电池组中的电能通过电加热器转化为热能给换热器加热，以供采暖系统使用。整套系统.. 由均由控制装置控制，系统的高可靠性高。
权利要求
1、一种具有蓄能装置的风光互补集热系统，包括风力发电装置、太阳能加热装置、控制装置、换热水箱及连接换热水箱的散热器，所述换热水箱内设有电加热器，所述风力发电装置电连接所述换热水箱内的电加热器，所述太阳能加热装置通过管路连接换热水箱，其特征在于所述太阳能加热装置及风力发电装置中均设有蓄能装置。
2、 根据权利要求l所述的具有蓄能装置的风光互补集热系统，其特征在于所述蓄能 装置是设于所述太阳能加热装置中的蓄热器及设于风力发电装置中的蓄电器。
3、 根据权利要求1所述具有蓄能装置的风光互补集热系统，其特征在于所述太阳能 加热装置包括太阳能集热器、蓄热器、循环泵A及进出循环水管，所述太阳能集热器的出水 管分别依次通过电磁阀A、循环泵A及电磁阀D接换热水箱，所述换热水箱的出水管接所述 太阳能集热器，构成太阳能换热循坏回路；所还太阳能集热器的出水管分别依次通过电磁阀 A、电磁阀B连接所述蓄热器进水管，所述蓄热器的出水管连接所述太阳能集热器，构成太 阳能蓄热循环回路；所述蓄热器的进水管分别依次通过电磁阀C、电磁阀D连接所述换热水 箱，所述换热水箱的出水管接所述蓄热器的出水管，构成蓄热换热循环回路。
4、 根据权利要求1所述具有蓄能装置的风光互补集热系统，其特征在于所述太阳能 集热器的出水管上连接膨胀水箱。所述具有蓄能装置的风光互补集热系统，其特征在于所述蓄热器是相变蓄热器，所用具 体相变材料是十水硫酸钠、或六水氯化钙。
5、 根据权利要求1所述具有蓄能装置的风光互补集热系统，其特征在于所述太阳能 集热器是自动跟踪抛物面聚焦太阳能集热器或真空集热管太阳能集热器。
6、 根据权利要求1所述具有蓄能装置的风光互补集热系统，其特征在于所述风力发 电装置主要由风力发电机、控制器、蓄电器、逆变器组成，所述风力发电机所发电能经由控 制器整流稳压后给蓄电器充电，蓄电器的直流电经逆变器转变为交流市电输出给所述换热水 箱内的电加热器。
7、 根据权利要求1所述具有蓄能装置的风光互补集热系统，其特征在于所述换热水 箱通过循环泵B连接所述散热器。
8、 根据权利要求1所述具有蓄能装詈的风光互补集热系统，其特征在于所述太阳能集热器的出水管、蓄热器、换热水箱及采暖室内分别设有温度传感器A、温度传感器B、温 度传感器C、温度传感器D;所述温度传感器A、温度传感器B、温度传感器C、温度传感器D连接控制装置，所述控制装置的输出接所述电磁阀A、电磁阀B、电磁阀C、电磁阀D及循 环泵A、循环泵B;所述控制装置还连接所述抛物面聚焦太阳能集热器的自动跟踪装置。
9、根据权利要求1所述具有蓄能装置的风光互补集热系统，其特征在于所述控制装 置是微机控制器、或可编程序控制器。
全文摘要
本发明涉及一种天然能源利用装置，具体是一种具有蓄能装置的风光互补集热系统，包括风力发电装置、太阳能加热装置、控制装置、换热水箱及连接换热水箱的散热器，所述换热水箱内设有电加热器，所述风力发电装置电连接所述换热水箱内的电加热器，所述太阳能加热装置通过管路连接换热水箱，其特征在于所述太阳能加热装置及风力发电装置中均设有蓄能装置。优点在于采用十水硫酸钠相变蓄能材料制作蓄热器可储存大量热能以供无阳光又无风时持续稳定的供热。整套系统均由PLC控制，集中控制能力高，智能化系统的高可靠性高。
文档编号F24J2/38GK101526271SQ200810101250
公开日2009年9月9日 申请日期2008年3月3日 优先权日2008年3月3日
发明者刘清连, 琪 陈 申请人:北京亚盟基业光电科技有限公司