专利名称：太阳能热水低温发电系统的制作方法
技术领域：
一种太阳能热水低温发电系统，一种所有需用电力、可以安装太阳能热水器的地 方，都能适用的太阳能热水低温发电系统。
背景技术：
在世界能源日益减少、环境污染越来越严重的情况下，利用可再生的清洁能源发 电，尤其是太阳能发电技术的开发和应用，正如火如荼地开展。目前，世界上各种太阳能发 电技术，仅限于光伏、光膜和太阳能聚焦加热发电，因成本高、受太阳照度和季节、白天和黑 夜的影响，发电不稳定、不连续，所以不能大力发展和普及应用。另外，地热发电、低温余热 发电技术也推广应用多年，但是只能用在有地热资源和余热回收的地方，使用范围受到地 域和资源的制约。世界上太阳能发电的热回收效率极限为50%，目前还没有人能达到。地 热发电、低温余热发电热回收效率也不过60%左右。世界上低温发电技术在不断发展，以 色列奥玛特公司生产的低温发电设备，对热源热水温度要求，已降低到104°C以下，并且有 50-70°C的产品诞生。如果要全面普及和应用可再生的清洁能源发电，需要利用新技术、开 发新系统。
发明内容
一种太阳能热水低温发电系统，一种所有需用电力、可以安装太阳能热水器的地 方，都能适用的太阳能热水低温发电系统，热回收效率可超过80 %。本发明的主要目的，在于提供一种太阳能热水低温发电系统，其低温发电机组所 需要的热源，是太阳能热水器产生的热水。为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为一种太阳能热水低温发电系统，一种把低位热能转换为低价高位电能的低温发电 系统，其特征在于，由太阳能热水器、热泵热水机组、共晶盐相变蓄热水罐、备用加热装置、 热水泵、循环水泵组成一个热源热水系统，再与低温发电机组系统组成一个完整的太阳能 热水低温发电系统。所述的太阳能热水低温发电系统，安装在所有可以安装太阳能热水器 的地方；太阳能热水器通过供、回水管与热泵热水机组、共晶盐蓄热水罐相连，组成一个热 源热水系统，热水泵把热源热水系统的热水送进低温发电机组系统发电；温度控制器根据 低温发电机组系统中的高压蒸气发生器的要求，控制电动阀门和热水泵，使热源热水的温 度和流量满足高压蒸气发生器的要求，保证低温发电机组稳定、连续发电。空气源热泵热水机组从空气中获取热能制备热水，水源热泵热水机组与地下水和 地表水相连获取热能制备热水，补充热源热水系统所需的热水量、稳定所需热水温度；共晶 盐相变蓄热水罐内安装有共晶盐相变蓄热材料，把太阳能热水器送来的热水热能贮存和升 温，保证低温发电系统24小时连续发电。上述太阳能热水低温发电系统还设有备用加热设 备，热源热水温度低时，加热热源热水，满足低温发电机组对热源热水对温度的要求。。上述的太阳能热水器吸热管内装有超导热管，使太阳能热水器产生的热水比常规太阳能热水器产生的热水温度高10-20°C，太阳能热水器常年能提供50°C _55°C左右的热 水。上述的共晶盐相变蓄热水罐内安装有共晶盐相变蓄热材料，把太阳能热水器送来 的50°C _55°C左右的热水热能贮存在共晶盐内，并且使热水升温到60-65°C以上。共晶盐相 变蓄热水罐配置数量，按低温发电机组24小时发连续电要求配置。上述的共晶盐相变蓄热 水罐是保温水罐，壳体外部设有绝热层。上述的共晶盐相变蓄热水罐为压力相变储热水罐。 上述的共晶盐相变蓄热水罐内设有共晶盐相变蓄热材料。共晶盐相变蓄热材料蓄 热密度比普通热水大4-5倍，其储热温度可达100°C。上述的相变蓄热板内装有共晶盐。共晶盐具有3-5倍相变蓄能效果，能迅速把热 量储存起来并使温度升高。上述的共晶盐相变蓄热水罐内设有液位探测器。上述的共晶盐相变蓄热水罐上设有自动排气阀。上述的太阳能热水低温发电系统安装有热泵热水机组，热泵热水机组的作用， 是太阳能热水器在冬天、阴雨天、和过渡季节，提供的热水温度低于50°C时，将其提升到 50-55°C，另一个作用，是提取空气、地表水或者地下水的热能制取50-55°C热水，在太阳能 热水器不能提供热水的时段，利用夜间用电谷期多余电力，制取50-55°C热水送入共晶盐相 变蓄热水罐蓄热、升温，供低温发电机组发电。上述的太阳能热水低温发电系统安装有备用加热装置，是燃气锅炉，也可以是其 它加热装置如煤、电、其它可燃气加热设备等。备用加热装置的作用，一是根据所选择的低 温发电机组对热源热水的要求，如70°C、104°C或者其它温度，把热源热水系统的热水加热、 升温到要求温度，供其发电；另一个作用是，在极端气候的特殊情况下，热源热水温度低于 低温发电机组的温度要求时，把热源热水加热到所需温度，保证低温发电机组平稳、连续发 H1^ ο上述的太阳能热水低温发电系统安装有低温发电机系统，低温发电机系统由涡轮 发电机、高压蒸气发生器、还原器、冷凝器等组成，其发电媒体由低沸点物质组成，与热源热 水系统共同组成一个太阳能热水低温发电系统。低温发电机系统是一个独立的系统，有独 立的知识产权，这里不详细阐述。上述的太阳能热水低温发电系统安装有热水泵和循环水泵，热水泵把热源热水系 统中的热水输送给低温发电机组的高压蒸气发生器；循环水泵把低温发电机组系统中已被 使用过的热水，送到太阳能热水器或者热泵热水机组内，继续循环加热。采用上述结构后，本发明适合于所有需用电力、可以安装太阳能热水器的地方。太 阳能热水低温发电系统的发电成本，是太阳能光伏、光膜发电成本的2000分之一。是普通 发电厂、发电站的5%左右。太阳能热水低温发电系统，使用的是取之不尽的清洁太阳能。 无污染、零排放，成本低、效率、效益高，把低位热能转化为低价高位电能，造福于人类、服务 于社会。
图1为本发明的结构示意图。
具体实施例方式为了使本领域技术人员更好理解本发明，兹配合附图详细说明。请参考说明书附 图所示，本发明公开了一种太阳能热水低温发电系统，一种所有需用电力、可以安装太阳能 热水器的地方，都能适用的太阳能热水低温发电系统。其中包括太阳能热水器1、热泵热水机组2、共晶盐相变蓄热水罐3、备用加热装置 4、热水泵5、高压蒸气发生器6、低温发电机组7、冷凝器8、还原器9、循环水泵10。其中太阳能热水器1由集热水箱、吸热管组成。吸热管是镀吸热膜的平板式，也可以是 真空吸热管，管内装有超导热管，集热水箱是保温水箱，太阳能热水器常年能提供50-55°C 左右的热水。太阳能热水器安装在建筑物楼顶上或其它有太阳照射的地方。太阳能热水器1通过热水供、回水管与热泵热水机组2相连，热泵热水机组2有风 源热泵热水机组，也有水源热泵热水机组，水源热泵热水机组和地下水或地表水相连。热泵热水机组2把太阳能热水器1输送过来的低于50_55°C热水加热到50_55°C， 送入共 晶盐相变蓄热水罐3，如果太阳能热水器1输送过来的热水等于或高于50-55°C，则 热水直接送入共晶盐相变蓄热水罐3，不再通过热泵热水机组2加热，由电动阀控制热水流 向。共晶盐相变蓄热水罐3在被输进太阳能热水器1或热泵热水机组2的50_55°C热 水后，由装在水罐内的共晶盐相变蓄材料吸热并升温，使共晶盐相变蓄热水罐3上部热水 温度达到60-65°C以上。共晶盐相变蓄热水罐3上部60-65°C以上热水，经过备用加热装置 4加热，或者直接被热水泵5送到低温发电机系统中的高压蒸气发生器6中。由电动阀控制 热水流向。共晶盐是利用多种有机盐和无机盐组成，利用在一定温度下，多分子聚合，发生由 固态变为液态发生相变，吸收、贮存热量。共晶盐是本发明选用物质，因此，不对其原理详细 表述。备用加热装置4安装在共晶盐相变蓄热水罐3和热水泵5之间，备用加热装置4 是燃气锅炉，也可以是其它加热设备如煤、电、油、可燃气等加热设备。在选用70°C热源热 水发电的低温发电机组时，备用加热装置4把共晶盐相变蓄热水罐3送来的60-65°C以上 的热水，加热到70°C ；在选用104°C热源热水发电的低温发电机组时，把共晶盐相变蓄热水 罐3送来的60-65°C以上热水，加热到104°C，再被热水泵5送到低温发电机系统中的高压 蒸气发生器6中。如果蓄热水罐3送来的是70°C热水或者是104°C的热水，就不经过备用加热装置 4，直接被热水泵5送到低温发电机系统中的高压蒸气发生器6中。这个过程由智能化PLC 控制系统控制电动阀完成。热水泵5安装在热源热水系统之后，热水泵5可以是管道泵或者立式离心水泵、臣卜 式离心水泵。热水泵5把热源热水送到低温发电机系统中的高压蒸气发生器6中，供低温 发电机组发电。低温发电机系统中的高压蒸气发生器6，吸收热源热水中的热量，让低沸点物质发 生相变，产生高压蒸气，推动低温发电机7发电、之后，高压蒸气经冷凝器8冷却，被送到还 原器9、再回到高压蒸气发生器6，由此完成一个相变循环。被吸收热量后的热源热水，经还原器9从回水管被循环水泵10送到太阳能热水器1或热泵热水机组2中，被再次加热，又 被送到共晶盐相变蓄热水罐3中，如此完成一个热源热水循环。低温发电机系统是一个独立系统，有自己的知识产权，是引进技术，因此，本发明 不对低温发电机系统详细表述。太阳能热水低温发电系统采用PLC智能化控制，温度控制器根据感温探头测得的 热水温度，控制热水泵、循环水泵和电动阀门的开、停，也控制太阳能热水器1产生的热水 流向，是直接进入共晶盐相变蓄热水罐3，还是进入热泵热水机组2加热后，再进入共晶盐 相变蓄热水罐3。另外，控制系统还控制共晶盐相变蓄热水罐3的热源热水流向，是直接被 热水泵5送到低温发电机系统中的高压蒸气发生器6中，还是进入备用加热装置4加热后， 再由热水泵5送到低温发电机系统中的高压蒸气发生器6中。共晶盐相变蓄热水罐3外壳是保温壳体，外部设有绝热层。所有热水管无论进水管还是出水管，均有保温套管保温，保温材料是橡塑或者是 其它绝热材料。共晶盐相变蓄热水罐3为压力相变储热水罐，罐内设有共晶盐相变蓄热材 料为管状或者是块状。上述的相变蓄热管或者蓄热块内装有共晶盐。上述的共晶盐相变蓄热水罐3内设有温度探测头，在共晶盐相变蓄热水罐3内水 温未达到设定温度时，发出信号，通过温度控制器控制电动阀，让罐内热水流进备用加热装 置4加热，再由热水泵5送到低温发电机系统中的高压蒸气发生器6中；在共晶盐相变蓄热 水罐3内热水温达到设定温度时，发出信号，控制电动阀，不经过备用加热装置4，由热水泵 5直接送到低温发电机系统中的高压蒸气发生器6中。温度控制器数字式显示水的温度，温 度探测头是温度控制器的一个部件。上述的共晶盐相变蓄热水罐3上还设有自动排气阀。在热水使用量少、储能量大、 温度高、压力大时，可通过排气阀自动排气，使共晶盐相变蓄热水罐3内的温度和压力保持 在安全范围内。本发明，主要适用既需用电力，又能安装太阳能热水器的地方。共晶盐相变蓄能热 水罐3的共晶盐吸热材料，吸收并储存热能，在吸收、储存热能的过程中，太阳能热水器1产 生的热水中的热量，不断被吸收，并且升温，使共晶盐相变蓄能热水罐3上部的水温度，维 持在60-65°C以上。共晶盐相变蓄能热水罐3内的共晶盐，具有3-5倍相变蓄能效果，能迅 速把热量储存起来并使温度升高。箱内相变材料蓄热密度比普通热水大4-5倍，其储能温 度可达100°C。由于共晶盐相变储热水罐3储能量大、温度高、所以，共晶盐相变储热水罐3 容积缩小，散热面积小，热损耗也少。太阳能热水低温发电系统用太阳能热水器1提供的热水，通过热泵热水机组2和 共晶盐相变储热水罐3加热、蓄能、升温，再经过备用加热装置4，组成一个热源热水系统， 使热源热水的温度和流量达到低温发电机系统对热源热水温度和流量的要求，保证低温发 电系统全天候发电。太阳能热水低温发电系统，把太阳能热水器产生的低位热水热能，通过热泵热水 机组2和共晶盐相变蓄储热水罐3加热、蓄能、升温，再由备用加热设备4加热，送到低温发 电机系统中去发电，转变为高位电能，把清洁的可再生能源变为低价电力，在节能、减排科 技领域里，无疑是一个伟大创举。
权利要求
一种太阳能热水低温发电系统，一种把低位热能转换为低价高位电能的低温发电系统，其特征在于，由太阳能热水器、热泵热水机组、共晶盐相变蓄热水罐、备用加热装置、水泵组成一个热源热水系统，与低温发电机组系统共同组成一个太阳能热水低温发电系统。所述的太阳能热水低温发电系统，安装在所有可以安装太阳能热水器的地方；热水泵把热源热水系统的热水送进备用加热装置加热，或者直接送进低温发电机组系统，为低温发电机组系统提供发电用热源热水。
2.根据权利要求1所述的太阳能热水低温发电系统，其特征在于，所述系太阳能热水 低温发电系统中，低温发电机组系统的发电能力，从小到大，对热源热水温度的要求，从低 到高，是系列产品，适用范围广，有不同容量的低温发电机系统可选用。
3.如权利要求1或2所述的太阳能热水低温发电系统，其特征在于，所述系太阳能热水 低温发电系统，安装有共晶盐相变蓄热水罐。共晶盐相变材料安装在蓄热水罐内。
4.如权利要求1或2所述的太阳能热水低温发电系统，其特征在于，所述的太阳能热水 低温发电系统，安装有热泵热水机组，热泵热水机组有风源热泵热水机组和水源热泵热水 机组，水源热泵热水机组与地下水或地表水相连。
5.如权利要求1或2所述的太阳能热水低温发电系统，其特征在于，所述的太阳能热水 低温发电系统，安装有低温发电机组系统，低温发电机组系统采用的工质是低沸点系列化 合物，被加热后发生相变，产生高压蒸气。低温发电机组对热源热水温度要求，从50-104°C 或更高，可选择温度范围较大。
6.如权利要求1或2所述的太阳能热水低温发电系统，其特征在于，所述的太阳能热水 低温发电系统，安装的太阳能热水器中的加热媒体，不一定是水，也可能是一种不冻液。
7.如权利要求6所述的太阳能热水低温发电系统，其特征在于，所述的太阳能热水低 温发电系统，安装的太阳能热水器内安装有超导热管。
8.如权利要求7所述的太阳能热水低温发电系统，其特征在于，所述的所述系太阳能 热水低温发电系统，安装的太阳能热水器集热器是镀膜平板式，也可以是真空吸热管。
9.如权利要求1或2所述的太阳能热水低温发电系统，其特征在于，所述的太阳能热水 低温发电系统，安装有备用加热装置，该装置是锅炉，也可以是其它加热设备，如煤、电、或 它可燃气加热设备。
10.如权利要求1或2所述的太阳能热水低温发电系统，其特征在于，所述的太阳能热 水低温发电系统，采用PLC智能化控制系统，智能化PLC控制系统的温度控制器，根据低温 发电机组系统中高压蒸气发生器要求的温度和流量，控制热源热水系统中的电动阀门和热 水泵、循环水泵的开、停，保证低温发电机组稳定、连续发电。
全文摘要
太阳能热水低温发电系统，本发明公开一种太阳能热水低温发电系统，一种利用太阳能热水做为热源热水的低温发电系统，由包括太阳能热水器、热泵热水机组、共晶盐相变蓄热水罐、备用加热装置、热水泵、循环水泵组成热源热水系统，与低温发电机组系统共同组成一个太阳能热水低温发电系统。低温发电机组系统与热源热水系统各为一个独立系统。太阳能热水低温发电系统安装在可以安装太阳能热水器的地方。智能化PLC控制系统的温度控制器，根据低温发电机组的高压蒸气发生器对热源热水的要求，控制热源热水的温度和流量。太阳能热水低温发电系统发电成本低、安装方便、投资回收快、安全、可靠、零排放。太阳能热水低温发电系统的发明，是现代节能科技的重大突破。
文档编号F03G6/00GK101871438SQ20091010687
公开日2010年10月27日 申请日期2009年4月27日 优先权日2009年4月27日
发明者王天祥 申请人:王天祥