[实用新型]一种利用热泵的太阳能辅助沼气热电联产系统

说明书

本实用新型是属于多能互补技术领域的一种利用热泵的太阳能辅助沼气热电联产系统。该系统主要包括内燃机、余热锅炉、太阳能集热器和吸收式热泵等能量转换设备和包括冷油罐、热油罐的导热油循环系统。沼气在内燃机中燃烧放热，拖动发电机发电，烟气余热和缸套热由导热油回收，辅助太阳能集热器利用太阳能加热部分导热油。热泵以热导热油为驱动热源对外进行供热，可提高系统的热利用率。整个系统中的导热油由冷油罐提供，流经主要设备进行热量交换后汇集至热油罐，在热泵放热后回到冷油罐形成循环，导热油传递并汇集热量，一定程度上具有热储量，保证对外供热的稳定性。该实用新型可将太阳能和沼气耦合利用，实现了多能互补的高效热电联产。

技术领域

本实用新型属于多能互补技术领域，特别涉及一种利用热泵的太阳能辅助沼气热电联产系统。

背景技术

目前，由于化石燃料用量过大造成的污染、温室气体排放等问题，同时考虑保存化石能源的储量，我国着力提高可再生能源在能源利用中的占比的能源，尽可能高效地利用能源。多能互补系统应运而生，在一定区域内合理配置多种来源的能量，在不同工作环境下的供应满足用户用能需求，提倡充分利用可再生能源，能量互补利用，最终实现给用户稳定能源供应的前提下追求系统能源利用率的最大化。

在实际应用中，风能、太阳能、生物质等都作为可再生能源利用的重点发展对象。沼气作为一种生物质可再生能源的利用方式，常采用内燃发电机进行能源的转化，但由于内燃发电机的效率不高，通常仅有20%-40%；沼气燃烧释放的热量只有一部分通过内燃机转化为机械能，大部分热量主要以排烟余热、缸套余热以及发动机对周围环境的辐射余热形式存在，这些余热的回收利用很大程度决定了沼气发电系统的能源利用效率。

在太阳能的利用上，由于太阳能具有能量密度低、受天气影响等不足，单纯依靠太阳能的供能系统往往需要庞大的太阳能收集面积，且常常需要辅助能源系统。近年来，人们对于太阳能利用的探索开始偏向将可间接、部分利用太阳能进行空调、制冷等应用的负荷系统，追求其达到降低常规能源的消耗而不过分增加系统复杂性和初投资的目的。

储能是多能互补系统中的重要功能区，可解决能量供求的时间、空间不平衡的问题，使能量利用更加高效。其中，导热油作为储热方式的一种，可以实现高中温度热量的存储，且在实际中已有很多应用。

发明内容

根据技术背景中介绍的多能互补系统的要求、沼气发电、太阳能利用的特点，本实用新型从研究多能源输入的系统出发，考虑提高系统能量利用率、更加高效地利用系统能量，引入导热油循环系统，提出了一种利用热泵的太阳能辅助沼气热电联产系统，涉及到沼气发电技术、吸收式热泵技术、太阳能集热器利用技术和导热油循环系统，具体的技术方案如下：

一种利用热泵的太阳能辅助沼气热电联产系统包括能量转化设备部分和导热油循环系统；所述的能量转化设备包括发电机、内燃机、余热锅炉、太阳能集热器、吸收式热泵，内燃机还包括缸套冷却器；所述的导热油循环系统包括冷油罐、热油罐。

发电机由内燃机拖动，内燃机入口与沼气供应管道相连，烟气出口管道连接至余热锅炉烟气通道入口；内燃机的缸套冷却器与内燃机的缸套冷却水进、出口管道连接，且有导热油进口、出口管道；所述的缸套冷却器导热油进口管道与冷油罐出口相连，其导热油出口管道与太阳能集热器真空管入口相连。

余热锅炉烟气入口与内燃机排烟出口管道相连，余热锅炉烟气出口以管道连接至烟气处理装置；余热锅炉的导热油入口管道与冷油罐出口相连，导热油出口管道与热油罐入口相连。

太阳能集热器的真空管入口、出口管道分别与缸套冷却器导热油出口、热油罐入口连接。

冷油罐的出口管道分两路分别与缸套冷却器导热油入口、太阳能集热器真空管入口连接；热油罐入口与余热锅炉的导热油出口管道和太阳能集热器真空管的出口管道连接，热油罐出口管道与吸收式热泵发生器入口管道连接；吸收式热泵发生器出口管道与冷油罐入口连接。