一种基于可再生能源的户用型热电气联供系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于可再生能源的户用型热电气联供系统，包括风力发电系统、太阳能发电系统、太阳能热水系统、沼气系统和热泵循环系统；沼气系统包括依次连接的沼气池、沼气储气罐和燃烧炉，燃烧炉连接室内的暖气管路，沼气储气罐输出端连接室内的沼气管路；太阳能热水系统输出端连接暖气管路和室内的热水管路；风力发电系统输出端和太阳能发电系统输出端均连接有蓄电池，蓄电池输出端连接室内的电器线路；风力发电系统输出端连接热泵循环系统输入端，热泵循环系统的换热端连接有暖气管路。解决了目前陕北地区供暖和供电困难问题，节省能源成本。节省能源成本。节省能源成本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于可再生能源的户用型热电气联供系统


[0001]本专利技术属于可再生能源利用领域，涉及一种基于可再生能源的户用型热电气联供系统。

技术介绍

[0002]随着时代的发展，人们对生活的舒适度有了更高的要求。在城市，人们普遍采用集中供暖，电网配电。而在我国陕北农村，存在着大片的窑洞，由于其地理位置、经济发展、环境制约等因素，目前供暖仍采用燃烧秸秆、树枝等方式，供暖能力差，直接造成环境污染，同时产生有大量危害人体健康的气体。
[0003]在供电方面，由于陕北地区多山，道路崎岖，铺设线路困难。且由于居住分散，电网维护成本极高。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种基于可再生能源的户用型热电气联供系统，解决了目前陕北地区供暖和供电困难问题，节省能源成本。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0006]一种基于可再生能源的户用型热电气联供系统，包括风力发电系统、太阳能发电系统、太阳能热水系统、沼气系统和热泵循环系统；
[0007]沼气系统包括依次连接的沼气池、沼气储气罐和燃烧炉，燃烧炉连接室内的暖气管路，沼气储气罐输出端连接室内的沼气管路；太阳能热水系统输出端连接暖气管路和室内的热水管路；风力发电系统输出端和太阳能发电系统输出端均连接有蓄电池，蓄电池输出端连接室内的电器线路；风力发电系统输出端连接热泵循环系统输入端，热泵循环系统的换热端连接有暖气管路。
[0008]优选的，热泵循环系统包括第一压缩机、第二压缩机、储气罐、制冷剂储存仓、空气换热器、调控阀和换热器；第一压缩机输入端连接风力发电系统，第一压缩机输出端连接储气罐输入端，第二压缩机、换热器、调控阀、制冷剂储存仓和空气换热器依次连接，空气换热器输出端连接储气罐输入端形成回路，储气罐输入端连接压缩机输出端。
[0009]进一步，风力发电系统包括依次连接的风力机、齿轮换动器和发电机，当需要使用热泵循环系统时，齿轮换动器与第一压缩机输入端连接，当不需要使用热泵循环系统时，齿轮换动器与第一压缩机输入端断开。
[0010]优选的，太阳能热水系统包括热水储水罐，热水储水罐输出端连接沼气储气罐输入端。
[0011]进一步，热水储水罐输出端通过阀门连接沼气储气罐输入端。
[0012]进一步，热水储水罐内设置有电加热装置，蓄电池输出端连接电加热装置输入端。
[0013]再进一步，蓄电池通过开关连接电加热装置。
[0014]优选的，蓄电池采用锂聚合电池。
[0015]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0016]本专利技术通过沼气系统，使用农村存量巨大的农业废弃物产生沼气，进而燃烧供暖，有效利用生物质能供暖，使用风力发电机和太阳能电板结合使用，蓄电池储存电能，增加能量的获取途径，避免单一发电量较少时而出现电力不足的情况。太阳能热水器能够给屋内提供热水，热泵循环系统能够提高屋内热水的温度，通过使用多种可再生能源，从而提供多种供能方式，满足住户各项的生活需求。
[0017]使用热泵循环系统和生物质能联合供暖，在生物质能不足时，能够将热泵循环系统及时补充。双向耦合，保证了供暖的持续性。在生物质能充足时，通过齿轮换动器，用风能进行发电储存，避免能源浪费。
[0018]进一步，将部分热水储水罐中的热水可以通入沼气池中，提高沼气池的温度，有效提高沼气的产量。
[0019]进一步，通过阀门控制，从而仅在沼气产量较低时，如外界温度较低时，热水通入沼气池中。
[0020]进一步，热水储水罐增加电加热部分，提高水温。
[0021]进一步，通过开关控制，从而仅在水温不足时加热，有效解决冬天光照不足而出现水温不足的情况。
附图说明
[0022]图1为本专利技术的系统结构示意图；
[0023]图2为本专利技术的齿轮换动器结构示意图。
[0024]其中：11-风力机；12-齿轮换动器；13-第一压缩机；14-发电机；21-储气罐；22-第二压缩机；23-空气换热器；24-制冷剂储存仓；25-调控阀；26-换热器；31-沼气池；32-沼气储气罐；33-燃烧炉；41-太阳能电板；42-蓄电池；43-太阳能热水器；44-热水储水罐；51-沼气管路；52-热水管路；53-电器线路；61-阀门；62-开关。
具体实施方式
[0025]下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述：
[0026]如图1所示，本专利技术所述基于可再生能源的户用型热电气联供系统，包括风力发电系统、太阳能发电系统、太阳能热水系统、沼气系统和热泵循环系统。
[0027]风力发电系统包括依次连接的风力机11、齿轮换动器12和发电机14，风力机11将吸收的能量通过齿轮换动器12传递给发电机14和第一压缩机13。通过发电机14将能量转化为电能储存在蓄电池42中，蓄电池42可以采用锂聚合电池，通过第一压缩机13压缩空气，并将产生的高压空气经管道运输储存在储气罐21中。当风能少需要使用热泵循环系统时，齿轮换动器12与第一压缩机13输入端连接，当风能多不需要使用热泵循环系统时，齿轮换动器12与第一压缩机13输入端断开。
[0028]热泵循环系统包括第一压缩机13、第二压缩机22、储气罐21、制冷剂储存仓24、空气换热器23、调控阀25和换热器26；第一压缩机13输入端连接风力发电系统，第一压缩机13输出端连接储气罐21输入端，第二压缩机22、换热器26、调控阀25、制冷剂储存仓24和空气换热器23依次连接，空气换热器23输出端连接第二压缩机22输入端形成回路。储气罐21的
介质输入端连接压缩机的动力输出端，储气罐21的介质输入端连接第二压缩机22的动力输出端，储气罐21的介质输出端连接换热器26的介质输入端，换热器26的介质输出端连接调控阀25的介质输入端，调控阀25介质输入端连接制冷剂储存仓24的介质输出端，制冷剂储存仓24的介质输出端连接空气换热器23的介质输入端，空气换热器23的介质输出端连接储气罐21的介质输入端。储气罐21中的高压气体膨胀产生能量经管道对第二压缩机22做功。第二压缩机22将储存仓中的制冷剂压缩为高温高压气体，高温高压的制冷剂在换热器26内将热量放出，制冷剂变为常温高压，常温高压制冷剂经过调控阀25后，压力恢复常压，温度降低，制冷剂变为低温常压。制冷剂在空气换热器23中吸收热量，变为常温常压储存在制冷剂储存仓24中，制冷剂储存仓24中的制冷剂经第二压缩机22压缩，变为高温高压。构成热泵循环系统。
[0029]太阳能热水系统包括太阳能热水器43和热水储水罐44，热水储水罐44输出端连接沼气储气罐32输入端、暖气管路和室内的热水管路52，热水储水罐44输出端通过阀门61连接沼气储气罐32输入端。
[0030]太阳能发电系统包括太阳能电板41。风力发电系统输出端和太阳能发电系统输出端均连接有蓄电池42，蓄电池42输出端连接室内的电器线路53，通过线路为窑洞内部提供电能。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于可再生能源的户用型热电气联供系统，其特征在于，包括风力发电系统、太阳能发电系统、太阳能热水系统、沼气系统和热泵循环系统；沼气系统包括依次连接的沼气池(31)、沼气储气罐(32)和燃烧炉(33)，燃烧炉(33)连接室内的暖气管路，沼气储气罐(32)输出端连接室内的沼气管路(51)；太阳能热水系统输出端连接暖气管路和室内的热水管路(52)；风力发电系统输出端和太阳能发电系统输出端均连接有蓄电池(42)，蓄电池(42)输出端连接室内的电器线路(53)；风力发电系统输出端连接热泵循环系统输入端，热泵循环系统的换热端连接有暖气管路。2.根据权利要求1所述的基于可再生能源的户用型热电气联供系统，其特征在于，热泵循环系统包括第一压缩机(13)、第二压缩机(22)、储气罐(21)、制冷剂储存仓(24)、空气换热器(23)、调控阀(25)和换热器(26)；第一压缩机(13)输入端连接风力发电系统，第一压缩机(13)输出端连接储气罐(21)输入端，第二压缩机(22)、换热器(26)、调控阀(25)、制冷剂储存仓(24)和空气换热器(23)依次连接，空气换热器(23)输出端连接储气罐(21)输入端形成回路，储气罐(21)输...

【专利技术属性】
技术研发人员：周丹丹，邓旭阳，史虎，党睿哲，
申请(专利权)人：榆林学院，
类型：发明
国别省市：