一种分散式多能互补能源高效利用系统的制作方法

1.本实用新型涉及能源的综合高效利用领域，具体为一种分散式多能互补能源高效利用系统。


背景技术：

2.近几年，我国北方城乡结合部和农村地区通过调整能源结构，坚持绿色低碳发展之路，大范围开展了“煤改气”、“煤改电”或太阳能、地热能、生物质等清洁能源的取暖工作。在上述地区推进清洁取暖过程中，产生了以气代煤、以电代煤等的供暖系统，但基本以单一能源供暖为主，并未因地制宜将多种能源互相耦合实现能源的高效利用，导致了能源局部发展不均衡等问题。
[0003]“煤改气”、“煤改电”的实施不仅需要完善燃气管网和电网，还需要充足的气源和电负荷，在高峰时段燃气可能会面临气源紧张而电会面临电价高的问题。多能互补可因地制宜地将多种能源通过有效的组合应用，一方面实现能源的高效利用，另一方面缓解能源供需矛盾。多能互补能源高效利用系统由于有多种能源参与，故有多种组合模式，但不管基于何种模式，都要从用户的用能需求和就地可取的能源出发。从用户侧和供能侧考虑有两种模式，一种是面向终端用户电、热、冷、气等的多种用能需求，因地制宜，利用传统能源和新能源互补，实现多能协同供应和能源综合梯级利用；一种是利用大型综合能源基地风能、太阳能、水能、煤炭、天然气等资源组合优势，实现风光水火储多能互补系统的建立。以可再生能源为主的大型综合能源基地的多能互补系统在我国发展比较成熟，但严重存在着弃风、弃光等现象，亟需优化多能源系统的运行策略、调度和控制技术等。面向终端用户的多能互补系统在我国主要应用在产业园区、大型的公共建筑等区域，且基本为示范工程。
[0004]
对于北方城乡结合部和农村地区用户的用能需求，由于面临可再生能源较丰富的优势，而能源网较薄弱、用户分散的弊端，采取以可再生能源为主的多能源互补模式是一种既能满足用户用能需求，又节能环保的方式。所以为了在农村等非集中供暖地区大力推进碳减排，最终实现碳中和的目标，需要提出一种可行的多能互补能源高效利用系统。


技术实现要素：

[0005]
本实用新型为了解决在农村等非集中供暖地区推进碳减排，同时也可以实现多能互补能源高效利用的问题，提供了一种分散式多能互补能源高效利用系统。
[0006]
本实用新型是通过如下技术方案来实现的：一种分散式多能互补能源高效利用系统，包括太阳能部分、储能部分、燃气部分和建筑能源利用部分；所述太阳能部分包括太阳能电池板和太阳能集热器；所述燃气部分为燃气壁挂炉；所述储能部分为储能电池和蓄热罐，所述储能电池的充电来源为两部分，第一充电来源为太阳能电池板，所述太阳能电池板通过dc-dc转换器与储能电池连接；第二充电来源为外接电源，外接电源通过ac-dc转换器与储能电池连接；所述储能电池与温度控制器、温控开关串联后与蓄热罐底部的加热器连接；所述蓄热罐内为水；所述建筑能源利用部分包括水处理装置，所述水处理装置的进水口
与外接水源连接、出水口与储水罐的进水口连接，所述储水罐的上部设有水位管，所述储水罐的出水口与水泵的进水口连接，所述水泵出水口的通道上设有水压表及水温表，所述水泵的出水口经过球阀与太阳能集热器进水口连接，所述太阳能集热器的出水口分为两路，一路连接于蓄热罐一侧的进水口，另一路连接于建筑物的地暖分水器/暖气片进水口及生活热水进水口，所述蓄热罐还设有两个出水口，其中一个出水口与建筑物的地暖分水器/暖气片进水口及生活热水进水口连接，另一个出水口通过温控阀与燃气壁挂炉的进水口连接，所述燃气壁挂炉的出水口与建筑物的地暖分水器/暖气片进水口及生活热水进水口连接。所述蓄热罐的顶部还设置有水压表、水温表以及排气管。
[0007]
本实用新型所设计的一种分散式多能互补能源高效利用系统，是为了在非集中供暖地区来采用的，所以集中了太阳能、燃气和外接电源等能源来达到资源整合、提高能源利用率的目的。该系统包括太阳能部分、储能部分、燃气部分和建筑能源利用部分；太阳能部分包括太阳能电池板和太阳能集热器，太阳能电池板用于给储能电池充电，太阳能集热器用于给注入的水加热，和从前常见的太阳能热水器作用相同；燃气部分为燃气壁挂炉，用于在太阳能供给不充足时，给蓄热罐内的水进行加热；储能部分为储能电池和蓄热罐，蓄热罐用于存储太阳能加热后的水，同时蓄热罐内的水还可以进行电加热，电力来源为储能电池，而储能电池的充电来源为两部分，第一充电来源为太阳能电池板，太阳能电池板通过dc-dc转换器与储能电池连接；第二充电来源为外接电源，外接电源通过ac-dc转换器与储能电池连接，储能电池与温度控制器、温控开关串联后与蓄热罐底部的加热器连接，这样就可以给蓄热罐内的水进行加热。建筑能源利用部分为能源利用部分，包括水处理装置和热量流通部分，水处理装置的进水口与外接水源连接、出水口与储水罐的进水口连接，储水罐的上部设有水位管，可以根据水位管内水位线的高低确定储水罐中的水位情况，储水罐的出水口与水泵的进水口连接，水泵出水口的通道上设有水压表及水温表，水泵根据水压表和水温表的数值将一定量的水抽到太阳能集热器中，水泵的出水口还设有球阀，太阳能集热器将注入的水进行加热，加热后的水从太阳能集热器流出，分为两路，一路连接于蓄热罐一侧的进水口，储存热水，另一路直接通向建筑物的地暖分水器/暖气片进水口及生活热水进水口，给用户供暖以及提供生活用水。蓄热罐还设有两个出水口，其中一个出水口与建筑物的地暖分水器/暖气片进水口及生活热水进水口连接，用于把蓄热罐内的热水提供生活所用，另一个出水口通过温控阀与燃气壁挂炉的进水口连接，这样就可以把蓄热罐内温度达不到使用要求的水进行二次加热后，给用户使用，燃气壁挂炉的出水口就可以直接与建筑物的地暖分水器/暖气片进水口及生活热水进水口连接，蓄热罐的顶部还设置有水压表、水温表以及排气管，可以检测压力和水温，同时根据压力定期排出一定的水蒸气。本实用新型具体操作为：外接水源经过水处理装置，进入储水罐中，根据水位管确定储水罐中的水位情况，水泵根据水压表和水温表的数值设定，将一定量的水抽到太阳能集热器中，吸收了太阳能热量的水进入蓄热罐中，或者直接供入建筑物提供生活用水或者供暖；太阳能电池板通过dc-dc转换器与储能电池连接，给储能电池充电，而在太阳能热量不足的时候，也可以采用外接电源给储能电池进行充电，储能电池通过温度控制器和温控开关与蓄热罐底部的加热器串联，储能电池充电后可以给加热器供电，用于加热蓄热罐中的水，加热后的水也可以通过管道进入建筑物以提供生活用水和供暖，蓄热罐顶部的水压表和水温表显示出罐内的水压和水温，而排气管可以定期把罐内的水蒸气排出；在太阳能不足的时候同时储能电池内
的电量不足以供蓄热罐加热时，也就是蓄热罐内的水温度达不到使用标准时，可以打开温控阀门，将蓄热罐中的水注入到燃气壁挂炉中，通过燃气壁挂炉将水加热后注入到建筑物中供用户使用；进入地暖分水器/暖气片进水口的水，通过回水管道可以再次回到水处理装置中，处理后进行循环利用。
[0008]
与现有技术相比本实用新型具有以下有益效果：本实用新型所提供的一种分散式多能互补能源高效利用系统，以用户的用能需求（冬季供暖、夏季制冷、生活热水及用电）为依据，将太阳能、电能、燃气等多种能源按照能源特点和价格进行分布式综合优化配置，从经济性和高效性出发，通过智能调度实现多能互补，从而满足家庭用户的用能需求。该系统以可再生能源太阳能为主，天然气为辅，克服了单一能源供应的制约，在提升农村能源供应效率的同时，可实现绿色发展、节能减排，具有显著环境效益。。
附图说明
[0009]
图1为本实用新型的结构示意图。
[0010]
图中标记如下：1-水处理装置，2-储水罐，3-水位管，4-水泵，5-水压表，6-水温表，7-太阳能集热器，8-太阳能电池板，9-球阀，10-dc-dc转换器，11-ac-dc转换器，12-储能电池，13-温度控制器，14-温控开关，15-蓄热罐，16-排气管，17-燃气壁挂炉，18-温控阀，19-建筑物，20-地暖分水器/暖气片进水口，21-隔热涂层，22-生活热水进水口。
具体实施方式
[0011]
下面结合附图对本实用新型的具体实施例进行说明。
[0012]
一种分散式多能互补能源高效利用系统，如图1所示：包括太阳能部分、储能部分、燃气部分和建筑能源利用部分；所述太阳能部分包括太阳能电池板8和太阳能集热器7；所述燃气部分为燃气壁挂炉17；所述储能部分为储能电池12和蓄热罐15，所述储能电池12的充电来源为两部分，第一充电来源为太阳能电池板8，所述太阳能电池板8通过dc-dc转换器10与储能电池12连接；第二充电来源为外接电源，外接电源通过ac-dc转换器11与储能电池12连接；所述储能电池12与温度控制器13、温控开关14串联后与蓄热罐15底部的加热器连接；所述蓄热罐15内为水；所述建筑能源利用部分包括两个水处理装置1，其中一个水处理装置1的进水口与外接水源连接、出水口与储水罐2的进水口连接，所述储水罐2的上部设有水位管3，所述储水罐2的出水口与水泵4的进水口连接，所述水泵4出水口的通道上设有水压表5及水温表6，所述水泵4的出水口经过球阀9与太阳能集热器7进水口连接，所述太阳能集热器7的出水口分为两路，一路连接于蓄热罐15一侧的进水口，另一路连接于建筑物19的地暖分水器/暖气片进水口20及生活热水进水口22，所述蓄热罐15还设有两个出水口，其中一个出水口与建筑物19的地暖分水器/暖气片进水口20及生活热水进水口22连接，另一个出水口通过温控阀18与燃气壁挂炉17的进水口连接，所述燃气壁挂炉17的出水口与建筑物19的地暖分水器/暖气片进水口20及生活热水进水口22连接，所述建筑物19的地暖回水口与另外一个水处理装置1的进水口连接；所述蓄热罐15的顶部还设置有水压表、水温表以及排气管16。
[0013]
本实施例中采用了优选方案，所述建筑物19内壁还涂有隔热涂层21；所述太阳能集热器7与蓄热罐15的连接管路上设置有阀门，所述太阳能集热器7与建筑物19的地暖分水
器/暖气片进水口20及生活热水进水口22的连接管路上均设置有阀门；所述蓄热罐15和燃气壁挂炉17的连接管路上也设置有阀门，所述燃气壁挂炉17与建筑物19的地暖分水器/暖气片进水口20及生活热水进水口22的连接管路上也设有阀门。
[0014]
本实施例具体操作为：外接水源经过1，进入储水罐2中，根据水位管3确定储水罐2中的水位情况，水泵根据水压表5和水温表6的数值设定，将一定量的水抽到太阳能集热器7中，吸收了太阳能热量的水进入蓄热罐15中，或者直接供入建筑物提供生活用水或者供暖；太阳能电池板8通过dc-dc转换器10与储能电池12连接，给储能电池12充电，而在太阳能热量不足的时候，也可以采用外接电源给储能电池12进行充电，通过ac-dc转换器11将电能储存到储能电池12中，储能电池12通过温度控制器13和温控开关14与蓄热罐15底部的加热器串联，储能电池12充电后可以给加热器供电，用于加热蓄热罐15中的水，加热后的水也可以通过管道进入建筑物以提供生活用水和供暖，蓄热罐15顶部的水压表和水温表显示出罐内的水压和水温，而排气管16可以定期把罐内的水蒸气排出；在太阳能不足的时候同时储能电池12内的电量不足以供蓄热罐15加热时，也就是蓄热罐15内的水温度达不到使用标准时，可以打开温控阀门18，将蓄热罐15中的水注入到燃气壁挂炉17中，通过燃气壁挂炉17将水加热后注入到建筑物中供用户使用；进入地暖分水器/暖气片进水口20的水，通过回水可以再次回到水处理装置1中，处理后进行循环利用；各条管路上都设有阀门，更加方便于控制；建筑物19内壁上涂上隔热涂层21，可以提高建筑用能的效率。
[0015]
本实用新型要求保护的范围不限于以上具体实施方式，而且对于本领域技术人员而言，本实用新型可以有多种变形和更改，凡在本实用新型的构思与原则之内所作的任何修改、改进和等同替换都应包含在本实用新型的保护范围之内。