一种生物质电热气循环利用系统的制作方法

1.本发明属于能源与环境领域，具体是一种生物质电热气循环利用系统。


背景技术：

2.我国北方农村冬季长期存在供热需求，在热源形式上，有燃气供暖、热泵供暖、太阳能供暖等，但不同措施存在不同的适应性。生物质能是北方农村地区最丰富的资源，生物质直燃用于炊饮和采暖，能量利用率低，环境污染严重。针对这个问题，通过生物质热化学转化，利用分布式电热设备，为用户提供电、热、气，替代了生物质直接燃烧供热。同时加入相变蓄热系统，进行废热、余热的回收，用以解决热能供给和需求的失配矛盾。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种生物质电热气循环利用系统。
4.本发明是一种生物质电热气循环利用系统。包括汽轮机子系统、热水供应子系统、灶台子系统、主采暖子系统和相变蓄热子系统。生物质气化炉1产气通过通断阀101进入储气罐2，通用阀102控制合成气进入燃烧室3燃烧。储水罐4中的水进入燃烧室，通过燃烧反应获得热量，进入汽轮机5膨胀做功，产生的电能一部分输送至蓄电池14，一部分输送至用户用电设备9。从汽轮机5出来的流体仍具有一定的热量，进入干燥器7中，对湿产品进行干燥。流体经干燥器7后进入第一换热器ex1，流经第一换热器ex1释放热量后进入气灶6中。储水罐水经循环水泵11进入第一换热器ex1，吸收热流体热量后由出水管输送至用户热水罐8。气灶6使用储气罐2中的合成气作为燃料，流体工质在气灶6中被加热，气灶6进水管连接储水罐4，经过燃烧室3加热后，同汽轮机5输出的低压余温流体汇流进入第一热交换器ex1。燃烧室3中被加热的流体工质流经通断阀103进入第二换热器ex2，从第二换热器ex2出来后返回至燃烧室3。用户侧采暖设备10中的冷流体输送至第二换热器ex2，后经第二换热器ex2中吸收热量通过通断阀104进入用户侧采暖设备10，完成采暖循环。相变蓄热系统分成高温蓄热区12和低温蓄热区13两部分。被加热的流体工质经过通断阀105进入相变材料高温蓄热区12，之后经通断阀107返回燃烧室3，完成高温蓄热循环。高温流体工质流经通断阀105，进入高温蓄热区12。而后带有余温的流体工质经过通断阀106，进入低温蓄热区13，返回至燃烧室3，完成高温-低温蓄热循环。相变蓄热子系统为用户侧的热水和采暖供应提供保障。高温蓄热区12与第三换热器ex3相连，通过通断阀108控制两者之间的换热。来自储水罐4的冷流体经过通断阀114进入第三换热器ex3，吸收热量后进入主供暖子系统的供热管道中，为主采暖子系统提供热能。低温相变蓄热区13与第一换热器ex1相连，当热水供应不足时，低温蓄热区热量13传至第一换热器ex1进行辅助加热。当热水供应子系统能量供给不足，主采暖子系统会对热水供应子系统进行热水补充。冷水经过循环水泵11，进入通断阀114，经过第二换热器ex2、通断阀102、通断阀112进入热水管道，为用户提供热水。
5.与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过生物质热化学转化，利用分布式电热设备，为用户提供电、热、气，替代了生物质直接燃烧供热带来的环境污染和温室效应。同时
加入相变蓄热系统，进行废热、余热的回收，用以解决热能供给和需求的失配矛盾。
附图说明
6.图1为本发明结构示意图。附图标记及对应名称为：1-生物质气化炉、2-储气罐、3-燃烧室、4-储水罐、5-汽轮机、6-气灶、7-干燥器、8-热水罐、9-用电设备、10-采暖设备、11-循环水泵、12-高温蓄热区、13-低温蓄热区、14-蓄电池、101-第一通断阀、102-第二通断阀、103-第三通断阀、104-第四通断阀、105-第五通断阀、106-第六通断阀、107-第七通断阀、108-第八通断阀、109-第九通断阀、110-第十通断阀、111-第十一通断阀、112-第十二通断阀、113-第一三向通断阀、114-第二三向通断阀、ex1-第一换热器、ex2-第二换热器、ex3-第三换热器、t1-第一温度传感器、t2-第二温度传感器、t3-第三温度传感器、t4-第四温度传感器、p1-第一循环泵、p2-第二循环泵、p3-第三循环泵、p4-第四循环泵。
具体实施方式
7.结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
8.在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
9.下面结合附图进一步展开本发明，如图1所示，本发明是一种生物质电热气循环利用系统。包括汽轮机子系统、热水供应子系统、灶台子系统、主采暖子系统和相变蓄热子系统。生物质气化炉1产气通过通断阀101进入储气罐2，通用阀102控制合成气进入燃烧室3燃烧。储水罐4中的水进入燃烧室，通过燃烧反应获得热量，进入汽轮机5膨胀做功，产生的电能一部分输送至蓄电池14，一部分输送至用户用电设备9。从汽轮机5出来的流体仍具有一定的热量，进入干燥器7中，对湿产品进行干燥。流体经干燥器7后进入第一换热器ex1，流经第一换热器ex1释放热量后进入气灶6中。储水罐水经循环水泵11进入第一换热器ex1，吸收热流体热量后由出水管输送至用户热水罐8。气灶6使用储气罐2中的合成气作为燃料，流体工质在气灶6中被加热，气灶6进水管连接储水罐4，经过燃烧室3加热后，同汽轮机5输出的低压余温流体汇流进入第一热交换器ex1。燃烧室3中被加热的流体工质流经通断阀103进入第二换热器ex2，从第二换热器ex2出来后返回至燃烧室3。用户侧采暖设备10中的冷流体输送至第二换热器ex2，后经第二换热器ex2中吸收热量通过通断阀104进入用户侧采暖设备10，完成采暖循环。相变蓄热系统分成高温蓄热区12和低温蓄热区13两部分。被加热的流体工质经过通断阀105进入相变材料高温蓄热区12，之后经通断阀107返回燃烧室3，完成高温蓄热循环。高温流体工质流经通断阀105，进入高温蓄热区12。而后带有余温的流体工质经过通断阀106，进入低温蓄热区13，返回至燃烧室3，完成高温-低温蓄热循环。相变蓄热子
系统为用户侧的热水和采暖供应提供保障。高温蓄热区12与第三换热器ex3相连，通过通断阀108控制两者之间的换热。来自储水罐4的冷流体经过通断阀114进入第三换热器ex3，吸收热量后进入主供暖子系统的供热管道中，为主采暖子系统提供热能。低温相变蓄热区13与第一换热器ex1相连，当热水供应不足时，低温蓄热区热量13传至第一换热器ex1进行辅助加热。当热水供应子系统能量供给不足，主采暖子系统会对热水供应子系统进行热水补充。冷水经过循环水泵11，进入通断阀114，经过第二换热器ex2、通断阀102、通断阀112进入热水管道，为用户提供热水。以供暖设备的温度传感器t2监测温度低于18℃、大于25℃和t1的监测温度小于40℃大于50℃为例说明具体实施方式。
10.本发明是一种生物质电热气循环利用系统。包括汽轮机子系统、热水供应子系统、灶台子系统、主采暖子系统和相变蓄热子系统。生物质气化炉1产气通过通断阀101进入储气罐2，通用阀102控制合成气进入燃烧室3燃烧。储水罐4中的水进入燃烧室，通过燃烧反应获得热量，进入汽轮机5膨胀做功，产生的电能一部分输送至蓄电池14，一部分输送至用户用电设备9。从汽轮机5出来的流体仍具有一定的热量，进入干燥器7中，对湿产品进行干燥。流体经干燥器7后进入第一换热器ex1，流经第一换热器ex1释放热量后进入气灶6中。储水罐水经循环水泵11进入第一换热器ex1，吸收热流体热量后由出水管输送至用户热水罐8。气灶6使用储气罐2中的合成气作为燃料，流体工质在气灶6中被加热，气灶6进水管连接储水罐4，经过燃烧室3加热后，同汽轮机5输出的低压余温流体汇流进入第一热交换器ex1。燃烧室3中被加热的流体工质流经通断阀103进入第二换热器ex2，从第二换热器ex2出来后返回至燃烧室3。用户侧采暖设备10中的冷流体输送至第二换热器ex2，后经第二换热器ex2中吸收热量通过通断阀104进入用户侧采暖设备10，完成采暖循环。相变蓄热系统分成高温蓄热区12和低温蓄热区13两部分。被加热的流体工质经过通断阀105进入相变材料高温蓄热区12，之后经通断阀107返回燃烧室3，完成高温蓄热循环。高温流体工质流经通断阀105，进入高温蓄热区12。而后带有余温的流体工质经过通断阀106，进入低温蓄热区13，返回至燃烧室3，完成高温-低温蓄热循环。相变蓄热子系统为用户侧的热水和采暖供应提供保障。高温蓄热区12与第三换热器ex3相连，通过通断阀108控制两者之间的换热。来自储水罐4的冷流体经过通断阀114进入第三换热器ex3，吸收热量后进入主供暖子系统的供热管道中，为主采暖子系统提供热能。低温相变蓄热区13与第一换热器ex1相连，当热水供应不足时，低温蓄热区热量13传至第一换热器ex1进行辅助加热。当热水供应子系统能量供给不足，主采暖子系统会对热水供应子系统进行热水补充。冷水经过循环水泵11，进入通断阀114，经过第二换热器ex2、通断阀102、通断阀112进入热水管道，为用户提供热水。
11.供暖设备的温度传感器t2监测温度低于18℃时，控制系统控制循环水泵11、通断阀103、通断阀104、通断阀109、通断阀113、通断阀114、循环泵p1、循环泵p3开启，通断阀105关闭。此时主供暖子系统启动，相变蓄热子系统关闭，同时高温蓄热区13的热量经第三换热器ex3进入主供暖系统中，输送至用户。当温度传感器t2监测温度大于25℃时，说明供暖充足。循环水泵11、通断阀108、通断阀109、循环泵p3关闭，高温蓄热区12向主供暖字系统供热循环关闭。通断阀105、通断阀106开启，通断阀107关闭，在循环泵p1作用下完成高温-低温蓄热循环，将多余热量储存。通断阀113、循环水泵11常开，当气灶不使用时，通断阀110、水泵p2开启，低温相变蓄热区13的热量作为补充热源进入第一换热器ex1中。气灶使用时，不再使用低温蓄热区13的热量。温度传感器t1的监测温度小于40℃时，主供暖子系统和低温
蓄热区13会对热水供应子系统进行补充。此时通断阀111、通断阀114、循环泵p4、通断阀110、循环泵p2开启。当温度传感器t1的监测温度大于50℃时，主供暖子系统、低温蓄热系统13停止对热水系统的补充。
12.各温度传感器、通断阀、循环水泵均由检测控制系统进行自动控制，从而实现整个不同的回路自动流通。
13.由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。