專利名稱：一種冷熱電聯產系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及太陽熱能與生物質能等可再生能源利用技術領域，特別是涉及一種一種冷熱電聯產系統。
背景技術：
近年來，作為世界第二代能源技術發展重要方向之一的冷熱電聯產系統在世界范圍內受到廣泛重視。冷熱電聯產系統是一種先進的用能方式，根據能量品質進行梯級利用的綜合產能、用能分布式系統。分布式能源系統要遵循科學用能原理(科學使用能源，科學配置能源和科學管理能源)，采用各種先進技術，通過“分配得當、各得所需、溫度對口、梯級利用”的方式優化配置資源，提高能源的綜合利用效率。分布式冷熱電聯供系統能夠在供電的同時，充分利用發電余熱，實現能量的梯級利用，具有很高的能源利用總效率(可達70%以上)；同時，冷熱電聯供系統采用天然氣、液化氣、沼氣、汽油或柴油作為一次能源，可以有效避免用電高峰負荷，大大緩解空調用能對電網的壓力，起到對燃氣負荷、電力負荷的削峰填谷作用。冷熱電聯供系統在大幅度提高系統能源利用率的同時，降低環境污染，明顯改善系統的熱經濟性，所以冷熱電聯供系統是一種環境友好的供能方式。冷熱電聯供系統的核心是熱電轉換裝置與熱冷轉換裝置。國際上現已投入商業化運用的冷熱電聯供系統熱電轉換裝置有燃氣(油)渦輪發電機組(燃氣輪機)、燃氣(油)內燃發電機組(內燃機)和燃氣(油)外燃發電機組(熱氣機)三種；熱冷轉換裝置有吸收式制冷機和吸附式制冷機兩種；燃料電池還處在實驗室研究階段。中國發明專利名稱為一種電力調峰冷熱電聯供運行方法及其裝置，申請號為 00134616. 4，該中國專利公開了一種電力調峰冷熱電聯產運行方法及其裝置。包括熱電聯產機組及鍋爐，熱電聯產機組發的電入電網。中國發明專利名稱為基于固體吸附制冷機的微型冷熱電三聯供系統，申請號為200310108451. 9，該專利基于高效吸附式制冷技術實現余熱利用。本發明中能量的轉化率和品位得到很大提升，產生大量電能和熱能，使沼氣得到綜合利用，既節約了能源又保護了環境，同時也緩解了夏季的電力緊張問題，增加了供電的可靠性。在進一步的檢索中，尚未發現有與本發明主題相同或者類似的冷熱電聯供系統。
發明內容
本發明的目的在于針對現有技術中的缺陷而提供一種太陽熱能與生物質能互補的冷熱電聯產系統，有效克服了背景技術所述存在的一系列問題。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是所述的一種冷熱電聯產系統，其特點是包括有太陽能集熱箱1，太陽能集熱箱1通過第一閥門1-0與儲熱水箱2相連通，儲熱水箱2上設有第一溫度傳感器3-0，儲熱水箱2通過第一電磁閥2-1與高溫發酵裝置3相連通，高溫發酵裝置3上設有第二溫度傳感器3-1，高溫發酵裝置劉通過第四閥門1. 3與壓氣裝置6相連通，高溫發酵裝置3通過第二電磁閥2-2與中溫發酵裝置4相連通；中溫發酵裝置4上設有第三溫度傳感器3-2，中溫發酵裝置4通過第四閥門1-3與壓氣裝置6相連通， 中溫發酵裝置4通過第三電磁閥2-3與常溫發酵裝置5相連通；常溫發酵裝置5上設有第四溫度傳感器3-3，常溫發酵裝置5通過第四閥門1-3與壓氣裝置6相連通，高溫發酵裝置 3、中溫發酵裝置4和常溫發酵裝置5分別通過第二閥門1-1、第三閥門1-2和第五閥門1 一 4與循環水泵14相連，循環水泵14與太陽能集熱箱1相連；壓氣裝置6通過第六閥門1-5 與制冷裝置相連，制冷裝置與凈化裝置11相連通，制冷裝置和凈化裝置11下部設有換熱器 12，凈化裝置11上設有第五溫度傳感器34和第四壓力表5 — 4，凈化裝置11通過第八閥門 1-7與發電裝置相連，發電裝置通過第七閥門1-6與制冷裝置相連，發電裝置下部設有渦輪增壓冷卻器9和缸套冷卻器10，渦輪增壓冷卻器9和缸套冷卻器10通過第九閥門1-8與換熱器1 2相連，并通過第四電磁閥2-4與儲熱水箱2相連。本發明與背景技術相比，具有的有益效果是所述的一種冷熱電聯產系統，其能量的轉化率和品位得到很大提升，產生大量電能和熱能，使沼氣得到綜合利用，既節約了能源又保護了環境，同時也緩解了夏季的電力緊張問題，增加了供電的可靠性。能源利用率高、 成本低、經濟性好、環保性好。
圖1是本發明的系統結構示意圖。
具體實施例方式
以下結合附圖所示之最佳實施例作進一步詳述
如圖1所示，所述的一種冷熱電聯產系統，其特點是包括有太陽能集熱箱1，太陽能集熱箱1通過第一閥門1-0與儲熱水箱2相連通，儲熱水箱2上設有第一溫度傳感器3-0，儲熱水箱2通過第一電磁閥2-1與高溫發酵裝置3相連通，高溫發酵裝置3上設有第二溫度傳感器3-1和第一沼氣采樣計4-1，高溫發酵裝置3通過第四閥門1-3與壓氣裝置6相連通，高溫發酵裝置3與壓氣裝置6之間的管路上設有第一壓力表5-1，高溫發酵裝置3通過第二電磁閥2-2與中溫發酵裝置4相連通；中溫發酵裝置4上設有第三溫度傳感器3-2和第二沼氣采樣計4-2，中溫發酵裝置4通過第四閥門1-3與壓氣裝置6相連通，中溫發酵裝置4與壓氣裝置6之間的管路上設有第二壓力表5-2，中溫發酵裝置4通過第三電磁閥2-3 與常溫發酵裝置5相連通；常溫發酵裝置5上設有第四溫度傳感器3-3和第三沼氣采樣計 4-3，常溫發酵裝置5通過第四閥門1-3與壓氣裝置6相連通，常溫發酵裝置5與壓氣裝置6 之間的管路上設有第三壓力表5-3，高溫發酵裝置3、中溫發酵裝置4和常溫發酵裝置5分別通過第二閥門1-1、第三閥門1-2和第五閥門1-4與循環水泵14相連，循環水泵14與太陽能集熱箱1相連；壓氣裝置6通過第六閥門1-5與制冷裝置相連，制冷裝置與凈化裝置11 相連通，制冷裝置和凈化裝置11下部設有換熱器12，凈化裝置11上設有第五溫度傳感器 3-4和第四壓力表5-4，凈化裝置11通過第八閥門1-7與發電裝置相連，發電裝置通過第七閥門1-6與制冷裝置相連，發電裝置下部設有渦輪增壓冷卻器9和缸套冷卻器10，渦輪增壓冷卻器9和缸套冷卻器10通過第九閥門1-8與換熱器1 2相連，并通過第四電磁閥2-4與儲熱水箱2相連。所述的太陽能集熱箱1為平板式、真空管式、拋物槽式、碟式或熱管式集熱器。高溫發酵裝置3為高溫厭氧發酵器，所述的中溫發酵裝置4為中溫厭氧發酵器，所述的常溫發酵裝置5為常溫恒溫厭氧發酵器。凈化裝置11為攪拌式、間歇攪拌式或靜態式。發電裝置為內燃機發電、燃氣輪機發電、鍋爐燃燒汽輪機發電或燃料電池發電。發電裝置包括燃氣內燃機7，燃氣內燃機7與發電機組8相連。制冷裝置為壓縮式制冷、吸收式制冷、吸附式制冷、噴射式制冷或20 aC的環境制冷。制冷裝置為溴化鋰吸收式制冷機13。高溫發酵裝置 3、中溫發酵裝置4和常溫發酵裝置5都設有進料口和出料口。所述的一種冷熱電聯產系統，其工作原理如下從平板式太陽能集熱箱1獲得太陽能的溫水通過第一閥門1-0流入儲熱水箱2，當第一溫度傳感器3-0顯示蓄熱水箱的水溫達到60°C時，通過第一電磁閥2-1來調節水流量實現高溫(53°C )發酵裝置恒溫發酵產氣，第二溫度傳感器3 · 1和第一壓力表5-1測量其溫度和壓力，當達到設定溫度和壓力值時第四閥門1-3開啟，沼氣進入壓氣裝置6。同理，通過第二電磁閥2-2來調節水流量實現中溫(37°C )發酵裝置的正常產氣，第三溫度傳感器3-2和第二壓力表5-2測量其溫度和壓力；通過第三電磁閥2-3來調節水流量實現常溫)發酵裝置的正常產氣，第四溫度傳感器3-3和第三壓力表5-3測量其溫度和壓力。當由于季節或天氣等原因致使環境溫度降低，保證恒溫發酵所需熱量增大時，熱水不能滿足三個發酵裝置的恒溫發酵條件，這時通過開啟第二閥門1-1，關閉第二電磁閥2-2使高溫發酵裝置和太陽能加熱系統單獨構成一個循環回路，實現高溫發酵裝置恒溫產生沼氣。同理，溫度較高時，可通過開啟第二電磁閥
2-2、第三閥門1-2，關閉第二閥門1-1、第三電磁閥2-3構成另一個循環回路，實現高溫發酵裝置和中溫發酵裝置在設定溫度下恒溫高效生產沼氣；當沼氣發酵裝置中壓力達到設定值時，打開第四閥門1-3、第六閥門1-5，開啟壓氣裝置6，有其產生高溫沼氣和從內燃機排出的高溫煙氣驅動溴化鋰吸收式制冷機13工作。凈化裝置由溴化鋰吸收式制冷機13通過銅管來輸送冷量，第五溫度傳感器3-4和第四壓力表5 — 4控制其溫度和壓力；同時從溴化鋰吸收式制冷機13出來的混合氣通過換熱器12進入凈化裝置，產生高純度的甲烷氣體；燃氣內燃機7及三相交流異步發電機組8，燃氣內燃機7和三相交流異步發電機組8轉動軸通過聯軸器連接在一起，由三相交流異步發電機組8對外提供電負荷。冷水經燃氣內燃機7的渦輪增壓冷卻器9加熱后進入缸套冷卻器10繼續加熱，再通過換熱器12得到高溫熱水，向用戶提供熱能。當由于季節天氣等原因儲熱水箱的水溫達不到設定要求時，通過開啟第四電磁閥2-4，利用換熱器12中的熱水保證系統正常運行。所述的一種冷熱電聯產系統，可分為太陽能加熱的沼氣生產系統、沼氣壓縮和凈化系統、燃氣內燃機發電和余熱利用系統三部分。太陽能加熱的沼氣生產系統從平板式太陽能集熱箱1獲得太陽能的溫水通過第一閥門1-0流入儲熱水箱2，當第一溫度傳感器3-0顯示蓄熱水箱的水溫達到60°C時，通過第一電磁閥2-1來調節水流量實現高溫(53°C )發酵裝置恒溫發酵產氣，第二溫度傳感器
3-1和第一壓力表5-1測量其溫度和壓力，當達到設定溫度和壓力值時第四閥門1-3開啟， 沼氣進入壓氣裝置6。同理，通過第二電磁閥2-2來調節水流量實現中溫(370C)發酵裝置的正常產氣，第三溫度傳感器3-2和第二壓力表5-2測量其溫度和壓力；通過第三電磁閥2-3 來調節水流量實現常溫()發酵裝置的正常產氣，第四溫度傳感器3-3和第三壓力表 5-3測量其溫度和壓力。當由于季節或天氣等原因致使環境溫度降低，保證恒溫發酵所需熱量增大時，熱水不能滿足三個發酵裝置的恒溫發酵條件，這時通過開啟第二閥門1-1，關閉第二電磁閥2-2使高溫發酵裝置和太陽能加熱系統單獨構成一個循環回路，實現高溫發酵裝置恒溫產生沼氣。同理，溫度較高時，可通過開啟第二電磁閥2-2、第三閥門1-2，關閉第二閥門1-1、第三電磁閥2-3構成另一個循環回路，實現高溫發酵裝置和中溫發酵裝置在設定溫度下恒溫高效生產沼氣。
沼氣壓縮和凈化系統當沼氣發酵裝置中壓力達到設定值時，打開第四閥門1-3、 第六閥門1-5，開啟壓氣裝置6，有其產生高溫沼氣和從內燃機排出的高溫煙氣驅動溴化鋰吸收式制冷機13工作。凈化裝置由溴化鋰吸收式制冷機13通過銅管來輸送冷量，第五溫度傳感器3-4和第四壓力表5-4控制其溫度和壓力；同時從溴化鋰吸收式制冷機13出來的混合氣通過換熱器12進入凈化裝置，產生高純度的甲烷氣體。燃氣內燃機發電和余熱利用系統包括燃氣內燃機7及三相交流異步發電機組8， 燃氣內燃機7和三相交流異步發電機組8轉動軸通過聯軸器連接在一起，
由三相交流異步發電機組8對外提供電負荷。冷水經燃氣內燃機7的渦輪增壓冷卻器 9加熱后進入缸套冷卻器10繼續加熱，再通過換熱器12得到高溫熱水，向用戶提供熱能。 當由于季節天氣等原因儲熱水箱的水溫達不到設定要求時，通過開啟第四電磁閥2-4，利用換熱器12中的熱水保證系統正常運行。本發明首先通過太陽能加熱的沼氣生產裝置，產生沼氣，經過壓縮裝置驅動溴化鋰吸收式制冷機工作，冷卻凈化裝置，產生高純度的甲烷氣體，進入燃氣內燃機，帶動發電機組發電，向用戶提供電能。冷水經燃氣內燃機的渦輪增壓冷卻器和缸套冷卻器及換熱器得到高溫熱水，用于采暖或者生活熱水，從而太陽能加熱的沼氣冷熱電聯供系統一年四季都有穩定的冷、熱、電的能量供應。
權利要求
1.一種冷熱電聯產系統，其特征是包括有太陽能集熱箱(1)，太陽能集熱箱(1)通過第一閥門(1-0)與儲熱水箱( 相連通，儲熱水箱( 上設有第一溫度傳感器(3-0)，儲熱水箱( 通過第一電磁閥(2-1)與高溫發酵裝置( 相連通，高溫發酵裝置( 上設有第二溫度傳感器(3-1)，高溫發酵裝置C3)通過第四閥門(1- 與壓氣裝置(6)相連通，高溫發酵裝置( 通過第二電磁閥0-2)與中溫發酵裝置(4)相連通；中溫發酵裝置(4)上設有第三溫度傳感器(3- ，中溫發酵裝置(4)通過第四閥門(1- 與壓氣裝置(6)相連通，中溫發酵裝置⑷通過第三電磁閥(2-3)與常溫發酵裝置(5)相連通；常溫發酵裝置 (5)上設有第四溫度傳感器(3-3)，常溫發酵裝置(5)通過第四閥門(1-3)與壓氣裝置(6) 相連通，高溫發酵裝置(3)、中溫發酵裝置(4)和常溫發酵裝置(5)分別通過第二閥門( 1-1)、第三閥門(1-2)和第五閥門(1-4)與循環水泵(14)相連，循環水泵(14)與太陽能集熱箱(1)相連；壓氣裝置(6)通過第六閥門(1- 與制冷裝置相連.制冷裝置與凈化裝置(11)相連通，制冷裝置和凈化裝置(11)下部設有換熱器(12)，凈化裝置(11)上設有第五溫度傳感器(3-4)和第四壓力表(5-4)，凈化裝置(11)通過第八閥門(1-7)與發電裝置相連，發電裝置通過第七閥門(1-6)與制冷裝置相連，發電裝置下部設有渦輪增壓冷卻器(9) 和缸套冷卻器(10)，渦輪增壓冷卻器(9)和缸套冷卻器(10)通過第九閥門(1-8)與換熱器(12)相連，并通過第四電磁閥(2-4)與儲熱水箱(2)相連；所述的太陽能集熱箱(1)為平板式、真空管式、拋物槽式、碟式或熱管式集熱器；所述的高溫發酵裝置C3)為高溫厭氧發酵器，所述的中溫發酵裝置為中溫厭氧發酵器，所述的常溫發酵裝置(5)為常溫恒溫厭氧發酵器。
2.根據權利要求1所述的一種冷熱電聯產系統，其特征是所述的凈化裝置(11)為攪拌式、間歇攪拌式或靜態式。
3.根據權利要求1所述的一種冷熱電聯產系統，其特征是所述的發電裝置為內燃機發電、燃氣輪機發電、鍋爐燃燒汽輪機發電或燃料電池發電。
全文摘要
一種冷熱電聯產系統，其特點是包括有太陽能集熱箱，太陽能集熱與儲熱水箱相連通，儲熱水箱與高溫發酵裝置相連通，高溫發酵裝置與中溫發酵裝置相連通；中溫發酵裝置與常溫發酵裝置相連通；高溫發酵裝置、中溫發酵裝置和常溫發酵裝置與壓氣裝置相連通，高溫發酵裝置、中溫發酵裝置和常溫發酵裝置與循環水泵相連，循環水泵與太陽能集熱箱相連；壓氣裝置與制冷裝置相連，制冷裝置與凈化裝置相連通，凈化裝置與發電裝置相連，發電裝置與制冷裝置相連，設在發電裝置下部的渦輪增壓冷卻器和缸套冷卻器與換熱器相連，并與儲熱水箱相連。其能源利用率高、成本低、經濟性好。
文檔編號C12M1/107GK102477965SQ20101055432
公開日2012年5月30日 申請日期2010年11月23日 優先權日2010年11月23日
發明者杜沖 申請人:大連創達技術交易市場有限公司