一种光伏光热一体垃圾仓的制作方法

1.本实用新型涉及垃圾仓的技术领域，尤其是涉及一种光伏光热一体垃圾仓。


背景技术：

2.生活垃圾焚烧发电是将生活垃圾中的化学能通过燃烧的方式转化成热能，产生的热能用于加热蒸汽，并通过蒸汽推动汽轮机旋转带动发电机做工将热能转化成电能。由于生活垃圾含水量较高，热值低，不易燃烧，为提高入炉垃圾热值，使得垃圾易于燃烧处理，通常采取的措施是将新鲜生活垃圾送入垃圾池进行发酵，通过重力及微生物的联合作用，沥出生活垃圾中的部分水分后再送入炉膛焚烧处理，该措施可显著提高入炉垃圾热值，改善垃圾的燃烧稳定性。生活垃圾发酵越好，沥出水分越多，垃圾燃烧越好，另外入炉垃圾含水率的减少也可降低排烟中水蒸气含量，减少烟气损失，提高发电收益。
3.在垃圾成分不变的情况下，渗滤液产生量的多少取决于垃圾在垃圾仓内发酵情况的好坏，而发酵温度是影响发酵效果的关键因素，在一定温度范围内，温度越高，发酵越好，适宜的发酵温度在30-40℃之间，以35℃为最佳。但目前我国大多数垃圾焚烧发电厂垃圾仓未配置专门的加热设施，垃圾仓内温度仅靠垃圾堆体自身发热量维持。由于现行垃圾仓均采取负压设计，冬季时仓外大量冷空气进入垃圾仓降低垃圾仓温度，另外垃圾中掺杂的冰雪也将对垃圾发酵产生极大影响，从而导致炉膛内垃圾燃烧不稳定、不充分，炉膛温度控制困难，热效率偏低。而且炉膛燃烧不稳定需要运行方投油助燃，增加了运营成本，进一步影响了垃圾焚烧发电厂的经济效益。
4.专利cn203976651u公开了一种太阳能光热循环垃圾处理装置，包括垃圾仓、垃圾入料口、垃圾出料口和气体热力循环处理系统，气体热力循环处理系统包括气体收集处理装置、回流管，气体喷射装置；收集处理装置与回流管相连接，气体喷射装置与回流管相连通；所述垃圾仓底部开设空气进气口，其顶部安装有光热采集板；垃圾入料口、垃圾出料口开设在垃圾仓的仓体上。该专利利用太阳能的光热作用及空气热力环流原理而促进垃圾的腐熟，提高发酵效率，有效的对生活垃圾进行处理，减少对环境的污染。该装置并未采用相变蓄热材料，因此垃圾仓在夜间并不能保持合适的发酵温度，而本技术利用相变蓄热材料可以在夜间释放相变蓄材料的潜热为垃圾仓提供持续的热风。
5.专利cn215489741u公开了一种冬季垃圾仓、卸料平台加热系统，涉及垃圾焚烧技术领域；包括卸料室，卸料室的一侧设置有开口，卸料室的底部作为卸料平台，卸料室设置开口的一侧设置有垃圾仓，卸料室的开口与垃圾仓密封连接形成封闭结构，卸料室设置有车辆进出口，垃圾仓设置有多个与卸料平台对接的卸料口；所述垃圾仓及卸料室内均设置有第一加热装置。该专利的加热热源采用的是热水和热蒸汽，而本技术采用的是光热。
6.专利cn215808505u公开了一种垃圾仓加热系统，涉及垃圾仓加热技术领域，包括锅炉汽包和设置于锅炉汽包底部的连排管，连排管中部右端通过垃圾仓加热管道连接有垃圾仓加热喷头，垃圾仓加热管道左端从左到右依次设置有两个垃圾仓加热总门和压力表，垃圾仓加热管道和垃圾仓加热喷头之间设置有隔离门，垃圾仓加热喷头具体为φ28x4mm的
钢管，钢管远离垃圾仓加热管道的一端开设有喷孔，钢管表面开设有多个喷口。该专利的加热热源采用的是锅炉连排热能，而本技术采用的是光热。


技术实现要素：

7.本实用新型要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种光伏光热一体垃圾仓，该垃圾仓充分利用了垃圾仓屋面空间进行光伏发电，并利用相变蓄热层吸收太阳能转换成的热能并加热空气，既起到冷却光伏组件增加发电收益，又起到加热垃圾仓的有益效果。
8.为实现上述目的，本实用新型的光伏光热一体垃圾仓的具体技术方案如下：
9.一种光伏光热一体垃圾仓，包括垃圾仓本体、光伏光热屋顶和热风回送管路；所述垃圾仓本体前端设有卸料门，垃圾仓本体后端上部设有一次风抽气口；光伏光热屋顶包括光伏光热模块、吸气段、集气段、逆变器以及电缆；吸气段和集气段外采用保温棉保温；热风回送管路包括集箱、回送管、分配管、风机、温度计以及流量计；集箱用于集中光伏光热模块加热的热风；回送管用于将热风回送；风机用于增压以克服沿程阻力；温度计以及流量计用于监控热风的温度及流量；分配管用于将热风均匀的分配到垃圾仓内；
10.光伏光热模块按列铺设在垃圾仓本体的上表面，光伏光热模块与光伏光热模块之间采用直立锁边连接；吸气段一端与光伏光热模块的下端连通，另一端与垃圾仓本体连通；集气段一端与光伏光热模块的上端连通，另一端与集箱连通；光伏光热模块通过电缆连接有逆变器，具体的为光伏光热模块中的光伏组件通过电缆与逆变器连接；
11.回送管一端与集箱连通，另一端与分配管连通；分配管设置在垃圾仓本体内部靠下的位置，用于将热风均匀的分配到垃圾仓本体内；回送管上设置有用于增压以克服沿程阻力的风机、用于监控热风温度的温度计以及用于监控热风流量的流量计；集箱、回送管采用保温棉保温。
12.进一步，所述光伏光热模块包括合金基板、相变蓄热层、翅片换热器、橡胶封条以及至少一个光伏组件，光伏组件用于将太阳能转化成电能，合金基板采用通长结构，长度等于垃圾仓宽度；相变蓄热层用于回收储存光伏组件产生的热能，翅片换热器用于加热空气，合金基板与相变蓄热层间形成封闭的风道，风道内风速控制为1-3m/s；橡胶封条为耐候橡胶密封条；光伏组件通过耐候结构胶粘贴在合金基板上，光伏组件底部与相变蓄热层通过导热硅胶粘接，相变蓄热层底部与翅片换热器连接。
13.进一步，光伏组件之间设有用于密封的橡胶封条，以隔绝雨、雪对相变蓄热层的影响；周边辅以密封剂密封，以隔绝雨、雪等对相变蓄热层的影响。
14.进一步，所述合金基板的材质为铝合金，其长度等于垃圾仓本体的宽度；翅片换热器的材质为铝。
15.进一步，所述相变蓄热层中的相变材料为40℃的聚乙二醇1500或48℃的二甲氧基苯丙酸、48.5℃的七水硫酸镁。
16.进一步，所述风机采用轴流风机。
17.进一步，所述吸气段开设有吸风口，吸风口位于卸料门上方，用于吸取卸料门漏入的冷空气。
18.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型结合了光伏发电及相变
蓄能技术，一是充分利用了垃圾仓屋面空间进行光伏发电，二是相变蓄热层回收利用太阳能转换成的热能加热垃圾仓，既起到冷却光伏组件增加发电收益，又起到促进垃圾发酵的有益效果，节能减排效益明显。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本实用新型的侧视图；
21.图2为本实用新型的立体结构示意图；
22.图3为本实用新型中光伏光热模块的结构示意图；
23.图4为本实用新型中橡胶封条的安装示意图；
24.图中标记说明：
25.1、垃圾仓本体；11、卸料门；12、一次风抽气口；
26.2、光伏光热屋顶；21、光伏光热模块；211、光伏组件；212、合金基板；213、相变蓄热层；214、翅片换热器；215、橡胶封条；22、吸气段；23、集气段；24、逆变器；25、电缆；
27.3、热风回送管路；31、集箱；32、回送管；33、分配管；34、风机；35、温度计；36、流量计。
具体实施方式
28.为了更好地了解本实用新型的目的、结构及功能，下面结合附图和具体较佳实施方式，对本实用新型一种光伏光热一体垃圾仓做进一步详细的描述。
29.本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，“第一”、“第二”等并不表示零部件的重要程度，因此不能理解为对本实用新型的限制。本实施例中采用的具体尺寸只是为了举例说明技术方案，并不限制本实用新型的保护范围。
30.实施例1：
31.请参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：一种光伏光热一体垃圾仓，包括垃圾仓本体1、光伏光热屋顶2和热风回送管路3；所述垃圾仓本体1前端设有卸料门11，垃圾仓本体1后端上部设有一次风抽气口12；光伏光热屋顶2包括光伏光热模块21、吸气段22、集气段23、逆变器24以及电缆25；吸气段22和集气段23外采用保温棉保温；光伏屋顶指在房屋顶部装设太阳能发电装置，利用太阳能光电技术在城乡建筑领域进行发电，以达到节能减排目标；热风回送管路3包括集箱31、回送管32、分配管33、风机34、温度计35以及流量计36；集箱31用于集中光伏光热模块21加热的热风；回送管32用于将热风回送；风机34用于增压以克服沿程阻力；温度计35以及流量计36用于监控热风的温度及流量；分配管33用于将热风均匀的分配到垃圾仓内；
32.光伏光热模块21按列铺设在垃圾仓本体1的上表面，光伏光热模块21与光伏光热模块21之间采用直立锁边连接；吸气段22一端与光伏光热模块21的下端连通，另一端与垃圾仓本体1连通；集气段23一端与光伏光热模块21的上端连通，另一端与集箱31连通；光伏光热模块21通过电缆25连接有逆变器24，具体的为光伏光热模块21中的光伏组件211通过电缆25与逆变器24连接；
33.回送管32一端与集箱31连通，另一端与分配管33连通；分配管33设置在垃圾仓本体1内部靠下的位置，用于将热风均匀的分配到垃圾仓本体1内；回送管32上设置有用于增压以克服沿程阻力的风机34、用于监控热风温度的温度计35以及用于监控热风流量的流量计36；集箱31、回送管32采用保温棉保温。
34.进一步，所述光伏光热模块21包括合金基板212、相变蓄热层213、翅片换热器214、橡胶封条215以及至少一个光伏组件211，光伏组件211指太阳电池组件，光伏组件211用于将太阳能转化成电能，合金基板212采用通长结构，长度等于垃圾仓宽度；相变蓄热层213用于回收储存光伏组件产生的热能，翅片换热器214用于加热空气，合金基板212与相变蓄热层213间形成封闭的风道，风道内风速控制为1-3m/s；橡胶封条215为耐候橡胶密封条；光伏组件211通过耐候结构胶粘贴在合金基板212上，结构胶是指强度高(压缩强度》65mpa，钢-钢正拉粘接强度》30mpa，抗剪强度》18mpa)，能承受较大荷载，且耐老化、耐疲劳、耐腐蚀，在预期寿命内性能稳定，适用于承受强力的结构件粘接的胶粘剂；光伏组件211底部与相变蓄热层213通过导热硅胶粘接，相变蓄热层213底部与翅片换热器214连接；相变蓄热是一种以相变储能材料为基础的高新储能技术，是提高能源利用率的重要途径之一，潜热蓄热(相变蓄热)是利用物质在凝固/熔化、凝结/气化、凝华/升华以及其他形式的相变过程中，都要吸收或放出相变潜热的原理来进行能量储存的技术.利用相变材料相变时单位质量(体积)潜热，蓄热量大，把热能贮存起来加以利用。
35.进一步，光伏组件211之间设有用于密封的橡胶封条215，以隔绝雨、雪对相变蓄热层213的影响；周边辅以密封剂密封，以隔绝雨、雪等对相变蓄热层的影响。
36.进一步，所述合金基板212的材质为铝合金，其长度等于垃圾仓本体1的宽度；翅片换热器214的材质为铝。
37.进一步，所述相变蓄热层213中的相变材料为40℃的聚乙二醇1500或48℃的二甲氧基苯丙酸、48.5℃的七水硫酸镁。
38.进一步，所述风机34采用轴流风机。
39.进一步，所述吸气段22开设有吸风口，吸风口位于卸料门11上方，用于吸取卸料门11漏入的冷空气。
40.工作原理：
41.目前垃圾焚烧发电厂垃圾仓加热措施一般采用热泵回收余热或者利用饱和蒸汽加热垃圾仓空气，以维持垃圾仓发酵温度。利用热泵回收余热，系统较为复杂，造价较高，而利用饱和蒸汽加热垃圾仓空气，运行成本较高，经济效益较差。
42.由于垃圾仓屋面面积较大，而常规垃圾仓设计中并未对该屋面加以利用，因此可通过在垃圾仓屋面安装光伏电池，充分利用垃圾仓屋面空间。光伏电池在将太阳能转换成电能时，其光电转换效率仅在20％左右，剩余80％的太阳能将转换成热能散失于外界环境中，并且造成光伏电池温度升高，光伏电池工作时其表面温度在50℃左右，而光伏电池的转
换效率与其工作温度呈负相关，温度越高，其转换效率越低。光伏电池的工作温度每上升1℃，晶硅太阳能电池的效率降低0.3％～0.5％。因此可以通过设置合适的冷却装置对降低光伏电池表面温度以提高光伏电池光电转化率效率，并对冷却装置吸收的热量加以回收利用加热垃圾仓。
43.本实用新型中，光伏组件211将通过“光生伏打效应”将部分太阳能转换成直流电，并通过电缆25传送到逆变器24转换成交流电输出，未能被光伏组件211转化的太阳能以热能的形式被相变蓄热层213吸收。相变蓄热层213的相变温度在45℃左右，由于相变材料的相变潜热大，蓄热能力强，因此可将光伏组件211的温度冷却至45℃左右，提升了光伏组件211的光电转化效率。
44.从吸气段22的吸气口吸入的冷空气进入风道后，与翅片换热器214进行换热，相变蓄热材料所储存的热量将用来加热冷空气将空气温度提升至40℃左右。另外，在夜间时相变蓄热层213将通过持续释放潜热加热冷空气，保证了热风的连续供应。
45.各光伏光热模块21产生的热风在集气段23集中进入集箱31，并通过回送管32回送至垃圾仓前墙下部内的分配管33，分配管33均匀的将热风均匀的向垃圾堆体吹送。请参阅图1，垃圾堆体一般为被堆积成带有一定倾角的斜坡，由于热风密度较小，因此热风将沿垃圾仓堆体上升，对垃圾产生更好的加热效果。风机从位于垃圾仓后墙上部的抽气口抽取垃圾仓空气维持垃圾仓负压，防止了垃圾仓发酵产生的臭气外漏。
46.综上所述，本实用新型提出了一种光伏光热一体垃圾仓，该垃圾仓由垃圾仓本体1，光伏光热屋顶2，热风回送管路3组成，该光伏光热一体的太阳能垃圾仓充分利用了垃圾仓屋面空间进行光伏发电，并回收利用了光伏组件的余热加热垃圾仓，起到了节能减排增效的作用，提高了垃圾发电厂的效益。
47.可以理解，本实用新型是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本实用新型的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本实用新型的精神和范围。因此，本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本技术的权利要求范围内的实施例都属于本实用新型所保护的范围内。