一种太阳能和燃气耦合的多能互补供能系统的制作方法

1.本实用新型属于能源供应系统技术领域，具体涉及一种太阳能和燃气耦合的多能互补供能系统。


背景技术：

2.随着能源和环境问题日益严峻，太阳能作为一种无污染、易获取、不枯竭的能源，已被广泛应用于热水、采暖、制冷、电力等多个领域。尽管全球各国“能源过渡”措施正在逐步推进，但目前化石燃料仍然在全球能源消耗中占主导地位，因此如何有效整合可再生能源和常规能源显得尤为重要。
3.太阳能空调的实现有2种方式：一是先进行光－电转换，再用电力驱动常规压缩式制冷机制冷；二是利用太阳能直接驱动进行制冷。对于前者，由于太阳能发电价格昂贵，转化效率低，实用性较差。因此，太阳能空调技术一般指热能驱动的空调技术。
4.目前太阳能空调主要以溴化锂吸收式制冷系统为主，而溴化锂单效机组和双效机组又是市场的主流。主要因其为多种利用太阳能的制冷方式中能量转换效率最高，且是目前最成熟的方式之一。
5.在太阳能驱动的吸收式制冷的应用和研究中，目前虽然已积累了不少经验，但是仍有不少问题有待解决。例如，如何提高整体系统的效率、运行的连续性和稳定性等问题需要进一步研究解决。
6.其中，利用太阳能制热水具有节能、环保、经济等优势，已成为最常见的制热水方式。但其使用性能完全受天气影响，光照不足或太阳能集热器布置面积不足时，需配备辅助热源以保证热水供应需求。
7.燃气分布式能源系统是以天然气为原料，通过冷热电三联供实现能源的梯级利用。如果单独采用燃气分布式系统生产热水，由于燃气价格高、发电上网手续繁琐、单位发电量系统造价高等因素造成系统经济性不高，且将消耗大量的常规能源。如果单独使用太阳能加热系统，由于集热器布置场地和系统造价的限制造成负荷的用能难以保证，非晴天（尤其是冬季）太阳能加热系统的使用也将受到限制。将太阳能制热系统和燃气分布式系统有机结合可弥补两者的不足，实现全天候连续稳定供水。


技术实现要素：

8.本实用新型的目的是提供一种太阳能和燃气耦合的多能互补能源系统及其运行方法，以克服现有技术存在的能源形式不统一、不能进行能源的精确分配并和负荷匹配、不能实现真正意义上的多能互补、运行策略复杂、经济性和节能性不明显等问题。
9.本实用新型的目的是通过以下技术方案实现：
10.本实用新型的一种太阳能和燃气耦合的多能互补能源系统，其特征在于，主要包括：燃气内燃发电机、储热水箱、太阳能集热器，吸收式制冷机；
11.所述燃气内燃发电机的燃气入口与燃气网相连接，其电能输出端与内部电网相连
接，其循环冷却水的进口和出口分别与所述储热水箱相连接；所述太阳能集热器的循环热媒的进口和出口分别与所述储热水箱相连接；所述储热水箱设有生活热水的进水口和出水口与生活热水用户相连接，还设有供热的出水口和进水口与供热用户相连；还设有进水口和出水口与吸收式制冷机的循环水口相连接；所述吸收式制冷机的电力输入端与内部电网相连接；内部电网与外部电网和内部电负荷相连接，当所述系统电力不足时，从外部电网取电，当所述系统电力富余时，向外部电网供电。
12.本实用新型与现有技术相比，有如下好处：
13.本实用新型将燃气分布式与太阳能集热器有机结合，具有制冷、采暖、供应热水功能，可以全天候运行，提高了太阳能空调系统的利用率和经济性；冬季满足采暖的需要，夏季满足制冷的需要，保证全天候地提供生活热水；系统运行的自动化程度高，将太阳能和燃气分布式发电余热资源统一能源形式为热水并存储于水箱，进行负荷统一精确调配运行，策略简单且实现真正意义上的多能互补；具有良好的社会效益、经济效益和环境效益。
附图说明
14.图1为本实用新型的太阳能和燃气耦合的多能互补能源系统结构示意图；
15.图2为本实用新型的冬季供热、生活热水、发电模式系统图；
16.图3为本实用新型的冬季供热、发电模式系统图；
17.图4为本实用新型的夏季制冷、生活热水、发电模式系统图；
18.图5为本实用新型的夏季制冷、发电模式系统图；
19.图6为本实用新型的过渡季生活热水、发电模式系统图；
20.图中：1-燃气内燃发电机，2-储热水箱，3-太阳能集热器，4-吸收式制冷机，5-燃气网，6-内部电网，7-外部电网，8-生活热水用户，9-供热用户，10-内部电负荷。
具体实施方式
21.本技术领域的一般技术人员应当认识到本实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实施范围内对实施例进行变换、变型都可在本实用新型权利要求的范围内。
22.本实用新型的一种太阳能和燃气耦合的多能互补能源系统，主要包括：燃气内燃发电机1、储热水箱2、太阳能集热器3，吸收式制冷机4；
23.所述燃气内燃发电机1的燃气入口与燃气网5相连接，其电能输出端与内部电网6相连接，其循环冷却水的进口和出口分别与所述储热水箱2相连接；所述太阳能集热器3的循环热媒的进口和出口分别与所述储热水箱2相连接；所述储热水箱2设有生活热水的进水口和出水口与生活热水用户8相连接，还设有供热的出水口和进水口与供热用户9相连，还设有进水口和出水口与吸收式制冷机4的循环水口相连接；所述吸收式制冷机4的电力输入端与内部电网6相连接；内部电网6与外部电网7和内部电负荷10相连接；
24.所述储热水箱2为所述生活热水用户8供应生活热水，为所述供热用户9供应热能负荷，为所述吸收式制冷机4供应空调制冷或者空调供热的用水负荷，根据需求供应其中一项或两项以上。
25.进一步地，所述储热水箱2为分层一体式储热水箱、温度分体式储热水箱、分割一
体式储热水箱中的一种，或其它等效储热水箱。
26.进一步地，所述太阳能集热器3为槽式太阳能集热器、板式太阳能集热器或其它等效太阳能集热器。
27.进一步地，所述太阳能集热器3的循环热媒为导热油、水或其它适合所述太阳能集热器3的热媒；当热媒为水时，所述太阳能集热器3可以直接和所述储热水箱2连接；当热媒为其它热媒时，所述太阳能集热器3与所述储热水箱2之间必须加入中间换热器。
28.进一步地，所述吸收式制冷机4为单效溴化锂吸收式制冷机、双效溴化锂吸收式制冷机、氨水吸收式制冷机、单能溴化锂吸收式制冷机、多能互补溴化锂吸收式制冷机的一种或其它等效吸收式制冷机；以无毒、无害的溴化锂水溶液或氨水为介质，属于对环境友善工质。
29.本实用新型的太阳能和燃气耦合的多能互补供能系统的运行方法，通过所述储热水箱2和燃气内燃发电机1将太阳能、燃气和电网进行多能耦合，包括以下步骤：所述燃气内燃发电机1燃烧燃气生产电力，其电力并入内部电网6，而发电余热通过循环冷却水送入所述储热水箱2中储存起来；所述太阳能集热器3将太阳能转化为热能，送入所述储热水箱2中储存起来；所述储热水箱2为下游用户提供生活热水和供应热能，也为所述吸收式制冷机4提供循环水；所述吸收式制冷机4为用户提供冷能；当所述系统电力不足时，所述内部电网6从外部电网7取电，当所述系统电力富余时，所述内部电网6向外部电网7供电。
30.本实用新型的方法根据工程实际情况及经济性测算，可以优先以太阳能光热系统为基础负荷，燃气分布式系统为调峰负荷；也可以优先以燃气分布式系统为基础负荷，太能光热系统为调峰负荷。
31.实施例1
32.如图2所示的冬季供热、生活热水和发电模式系统图。燃气内燃发电机1燃烧燃气生产电力，其电力并入内部电网6，而发电余热通过循环冷却水送入储热水箱2中储存起来；太阳能集热器3将太阳能转化为热能，送入储热水箱2中储存起来；储热水箱2为下游用户提供生活热水和供应热能。
33.实施例2
34.如图3所示的冬季供热和发电模式系统图。燃气内燃发电机1燃烧燃气生产电力，其电力并入内部电网6，而发电余热通过循环冷却水送入储热水箱2中储存起来；太阳能集热器3将太阳能转化为热能，送入储热水箱2中储存起来；储热水箱2为下游用户供应热能。
35.实施例3
36.如图4所示的夏季制冷、生活热水和发电模式系统图。燃气内燃发电机1燃烧燃气生产电力，其电力并入内部电网6，而发电余热通过循环冷却水送入储热水箱2中储存起来；太阳能集热器3将太阳能转化为热能，送入储热水箱2中储存起来；储热水箱2为下游用户提供生活热水，也为吸收式制冷机4提供循环水；吸收式制冷机4为用户提供冷能。
37.实施例4
38.如图5所示的夏季制冷和发电模式系统图。燃气内燃发电机1燃烧燃气生产电力，其电力并入内部电网6，而发电余热通过循环冷却水送入储热水箱2中储存起来；太阳能集热器3将太阳能转化为热能，送入储热水箱2中储存起来；储热水箱2为吸收式制冷机4提供循环水；吸收式制冷机4为用户提供冷能。
39.实施例5
40.如图6所示的过渡季生活热水和发电模式系统图。燃气内燃发电机1燃烧燃气生产电力，其电力并入内部电网6，而发电余热通过循环冷却水送入储热水箱2中储存起来；太阳能集热器3将太阳能转化为热能，送入储热水箱2中储存起来；储热水箱2为下游用户提供生活热水。