本发明属于多能联供,尤其涉及一种基于太阳能的多热源热泵的水热联供系统。
背景技术:
1、本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息,不必然构成在先技术。
2、太阳能具有绿色环保、分布广泛、开发潜力大等优势,近年来太阳能利用技术日益成熟。其中,聚光光伏(cpv)被认为是一种很有前景的太阳能利用装置,既能发电又能回收光伏废热,从而实现热电联产。除此之外,抛物线槽式太阳能集热器(ptsc)作为太阳能光热利用系统的重要部件,应用广泛。但太阳能也受制于昼夜、天气等因素,使得太阳能具有间歇性和不稳定性的特点。蓄热罐与蓄电池能够将cpv、ptsc产生的多余能量储存起来,需要时再释放出来,从而实现能量在时间维度上的转移,有效地弥补了太阳能这一局限。
3、地热能也是一种储量丰富的可再生能源,但它的“可再生”是有限度的。地热源热泵利用的主要是浅层地热资源,地热源热泵在工作过程中不断从土壤提取热量,一旦土壤被超量取热,土壤的热平衡就会被破坏,从而使得热泵工作性能下降。空气源热泵具有高效节能、结构简单、环保无污染等优点。空气源热泵利用空气作为低温热源,提高了能源利用效率,降低了能源成本,但它的使用受环境限制,如若遇到严寒等恶劣天气其制热效率会大幅下降。将地热源热泵与空气源热泵相耦合,一方面空气源热泵在室外温度较高时可以为土壤补充热量,这有助于土壤保持热平衡;同时地热能的稳定性又弥补了空气源热泵受制于恶劣天气这一弊端,保障了系统供热的稳定性。
4、水资源短缺问题日益严峻,世界各国都在积极开展海水淡化相关的研究。目前,海水淡化技术应用最广泛、最成熟的是反渗透法(ro)、多效蒸馏法(med)和多级闪蒸法(msf)。相较于其他海水淡化技术,低温多效蒸馏(lt-med)具有设备结构简单、预处理要求低等优点。
5、而目前多个系统之间没有有效地实现联动控制,无法实现多个系统间的多能联供,各个系统均存在一定的能量浪费,无法有效实现各个系统的能量综合利用。
技术实现思路
1、为克服上述现有技术的不足,本发明提供了一种基于太阳能的多热源热泵的水热联供系统,将聚光光伏系统、抛物线槽式太阳能集热器、半效吸收式热泵、地热源热泵、空气源热泵、跨临界co2动力循环系统和lt-med系统进行集成,满足用户对热能和淡水的需求,同时对能量进行有效利用。
2、为实现上述目的,本发明的第一个方面提供一种基于太阳能的多热源热泵的水热联供系统,包括聚光光伏系统、抛物线槽式太阳能集热器、半效吸收式热泵、地热源热泵、空气源热泵、跨临界co2动力循环系统和lt-med系统;
3、所述聚光光伏系统与所述半效吸收式热泵连通,以使所述聚光光伏系统产生的多余热能作为所述半效吸收式热泵的热源;
4、所述抛物线槽式太阳能集热器分别与所述跨临界co2动力循环系统和所述lt-med系统连通,以为用户提供热能和淡水;
5、所述聚光光伏系统和所述跨临界co2动力循环系统产生的电能,为所述半效吸收式热泵、所述地热源热泵、所述空气源热泵、所述跨临界co2动力循环系统和所述lt-med系统中的设备提供电能。
6、以上一个或多个技术方案存在以下有益效果:
7、在本发明中,将聚光光伏系统、抛物线槽式太阳能集热器、半效吸收式热泵、地热源热泵、空气源热泵、跨临界co2动力循环系统和lt-med系统进行集成,同时满足用户热能和淡水的需求;利用cpv的光伏废热驱动半效吸收式热泵,实现对太阳能充分利用的同时,提升了系统供暖效率;ptsc系统产生的热能则作为热源驱动tcpc系统以及lt-med系统;cpv产生的电能以及tcpc产生的电能用于驱动热泵设备,实现了能量的自产自销,有效降低系统功耗。
8、本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
1.一种基于太阳能的多热源热泵的水热联供系统,其特征在于,包括聚光光伏系统、抛物线槽式太阳能集热器、半效吸收式热泵、地热源热泵、空气源热泵、跨临界co2动力循环系统和lt-med系统;
2.如权利要求1所述的一种基于太阳能的多热源热泵的水热联供系统,其特征在于,所述聚光光伏系统包括聚光光伏和设置在聚光光伏上的流体通道,流体经第一泵进入所述流体通道吸收光伏废热后,输送到第一蓄热罐进行储存。
3.如权利要求1所述的一种基于太阳能的多热源热泵的水热联供系统,其特征在于,所述半效吸收式热泵系统包括低压溶液回路,所述低压溶液回路包括循环连通的第二换热器、低压溶液节流阀、低压吸收器和第二泵;所述低压发生器与第一蓄热罐进行热交换;在所述第二换热器中,所述低压发生器流出的溶液与经所述第二泵加压后的溶液进行热交换。
4.如权利要求1或3所述的一种基于太阳能的多热源热泵的水热联供系统,其特征在于,所述半效吸收式热泵系统还包括高压溶液回路,所述高压溶液回路包括循环连通第三换热器、高压溶液节流阀、高压吸收器和第三泵,所述高压吸收器与低压发生器连通,所述高压发生器与第一蓄热罐进行热交换;在所述第三换热器中,所述高压发生器流出的溶液与经所述第三泵加压后的溶液进行热交换。
5.如权利要求4所述的一种基于太阳能的多热源热泵的水热联供系统,其特征在于,所述高压发生器还依次与第一冷凝器、第三节流阀和第一蒸发器连通。
6.如权利要求1所述的一种基于太阳能的多热源热泵的水热联供系统,其特征在于,在所述地热源热泵中,传热工质吸收与土壤换热的循环水中的热量后,依次经过第二蒸发器、第一压缩机和第二冷凝器,为用户供暖;经所述第二冷凝器的液态工质经第四节流阀节流降压后进入所述第二蒸发器。
7.如权利要求1所述的一种基于太阳能的多热源热泵的水热联供系统,其特征在于,在所述空气源热泵中,传热工质吸收空气中的热量后,依次经过第三蒸发器、第二压缩机和第三冷凝器,为用户供暖;经所述第三冷凝器的液态工质经第五节流阀节流降压后进入所述第三蒸发器。
8.如权利要求1所述的一种基于太阳能的多热源热泵的水热联供系统,其特征在于,所述抛物线槽式太阳能集热器系统包括循环连通的第五泵、太阳能集热器、第二蓄热罐、第一余热锅炉和第二余热锅炉。
9.如权利要求8所述的一种基于太阳能的多热源热泵的水热联供系统,其特征在于,在所述跨临界co2动力循环系统中,二氧化碳在所述第一余热锅炉中吸收热量后,进入第一涡轮做功带动发电机发电,产生电能;经所述第一涡轮的二氧化碳依次经过第四回热器、居民用水换热器、第四冷凝器和第五泵回到所述第四回热器中进行换热,经四回热器换热后的二氧化碳进入所述第一余热锅炉。
10.如权利要求8所述的一种基于太阳能的多热源热泵的水热联供系统,其特征在于,所述lt-med系统包括循环连通的lt-med、第六泵和所述第二余热锅炉。
