一种太阳能、沼气联合热泵双源供暖系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种太阳能、沼气联合热泵双源供暖系统，利用沼气驱动压缩机，利用太阳能和余热回收装置回收热量加以利用为用户提供热量。包括沼气供应系统、热泵工质循环系统、太阳能系统和热回收净化系统。沼气池内安装有加热器；热泵工质循环系统包括由压缩机、冷凝盘管、空气换热器、第一截止阀、第二截止阀、节流阀和中间换热器组成的封闭循环，沼气内燃机驱动压缩机；太阳能系统包括由太阳能集热器、蓄热水箱和第二水泵组成的封闭循环，蓄热水箱的出水口与三通阀的进口连接，三通阀的两个出口分别与中间换热器和加热器的进水口连接；热回收净化系统包括余热锅炉、第二热回收换热器和尾气净化装置，沼气内燃机的尾气排放出口通过第二热回收换热器与尾气净化装置进气口连接。
【专利说明】一种太阳能、沼气联合热泵双源供暖系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种太阳能、沼气联合热泵双源供暖系统。
【背景技术】
[0002]随着能源的日益紧张，国家大力提倡开发新能源，鼓励使用二次能源。
[0003]农村资源较为丰富，如人畜粪便和大量的秸杆等均是生产沼气的原材料，因此能进行大量的生产沼气，这种“自产自消”型生产沼气方式能保证沼气的供应。
[0004]太阳能是一种巨大的可再生清洁能源，具有取之不尽、廉价、安全和清洁无污染等特点，目前越来越受到人们的重视，太阳能利用技术得到迅速的发展。
[0005]然而太阳能不稳定，沼气的制取极大的受到温度的制约，因此如何解决太阳不稳定、如何提高沼气池内的温度，提高沼气的产量，保证沼气的可靠持续供应，同时如何为用户提供更多的所需热量是目前所面临的难题。
实用新型内容
[0006]本实用新型的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种太阳能、沼气联合热泵双源供暖系统，利用沼气驱动压缩机，并利用太阳能、空气中的热量作为低位热源为用户提供热量，同时利用余热回收装置将内燃机所排放出的热量加以利用为用户提供热量。
[0007]为实现本实用新型的目的所采用的技术方案是:
[0008]一种太阳能、沼气联合热泵双源供暖系统，包括沼气供应系统、热泵工质循环系统、太阳能系统和热回收净化系统，所述沼气供应系统包括沼气池、储气罐和加热器，所述沼气池产生的沼气存储于所述储气罐内，所述沼气池内安装有加热器；所述热泵工质循环系统包括由压缩机、冷凝盘管、空气换热器、第一截止阀、第二截止阀、节流阀和中间换热器组成的封闭循环和沼气内燃机，所述储气罐的出气口与所述沼气内燃机的供气端连接，所述冷凝盘管安装于水箱中；所述空气换热器与第一截止阀连接后并联接在中间换热器制冷剂出口管与第二截止阀入口管段两端；所述沼气内燃机驱动所述压缩机；所述太阳能系统包括由太阳能集热器、蓄热水箱和第二水泵组成的封闭循环，所述蓄热水箱的出水口与三通阀的进口连接，所述三通阀的两个出口分别与所述中间换热器和所述加热器的进水口连接，所述中间换热器的出水口与所述加热器的出水口并联后通过第一水泵与所述蓄热水箱的回水口连接；所述热回收净化系统包括余热锅炉、第二热回收换热器和尾气净化装置，所述第二热回收换热器安装于所述余热锅炉内，所述沼气内燃机的尾气排放出口通过所述第二热回收换热器与所述尾气净化装置进气口连接。
[0009]还包括冷却水换热器，所述冷却水换热器包覆所述沼气内燃机缸套，所述冷却水换热器与第一热回收换热器和第三水泵组成封闭循环，所述第一热回收换热器安装于所述余热锅炉内。
[0010]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0011]本实用新型的太阳能、沼气联合热泵双源供暖系统利用二次能源-沼气驱动压缩机，利用太阳能、空气中热能作为低温热源，提高了太阳能热泵系统的利用率和减少了一次能源的利用；并且，通过调节三通阀利用部分太阳能加热沼气池，促进微生物的发酵，从而保证了沼气的产量，保证系统的可靠持续运行，具有能量利用率高以及稳定性好的优点。同时，将沼气内燃机产生燃烧加热缸套产生的热量和尾气产生的热量进行回收。通过各个系统合理的设计，使得热泵循环系统和热回收净化系统能为用户提供两热源，解决了太阳能和沼气利用不稳定的问题，有效的节约了能源。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1所示为本实用新型太阳能、沼气联合热泵双源供暖系统图。
【具体实施方式】
[0013]以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
[0014]本实用新型太阳能、沼气联合热泵双源供暖系统的示意图如图1所示，包括沼气供应系统、热泵工质循环系统、太阳能系统和热回收净化系统。所述沼气供应系统包括沼气池7、储气罐6和加热器8，所述沼气池产生的沼气存储于所述储气罐6内，所述沼气池内安装有所述加热器8 ;所述热泵工质循环系统包括由压缩机1、冷凝盘管16、空气换热器21、第一截止阀22、第二截止阀23、节流阀3和中间换热器4组成的封闭循环及沼气内燃机5，所述储气罐6的出气口与所述沼气内燃机5的供气端连接，所述冷凝盘管16安装于水箱2中；所述空气换热器21与第一截止阀22连接后并联接在中间换热器4制冷剂出口管与第二截止阀23入口管段两端；所述沼气内燃机5驱动所述压缩机I ;所述太阳能系统包括由太阳能集热器14、蓄热水箱13和第二水泵19组成的封闭循环，所述蓄热水箱13的出水口与三通阀12的进口连接，所述三通阀12的两个出口分别与所述中间换热器4和所述加热器的进水口连接，所述中间换热器4的出水口与所述加热器的出水口并联后通过第一水泵
18与所述蓄热水箱13的回水口连接；所述热回收净化系统包括余热锅炉11、第二热回收换热器20和尾气净化装置10，所述第二热回收换热器20安装于所述余热锅炉11内，所述沼气内燃机5的尾气排放出口通过所述第二热回收换热器20与所述尾气净化装置进气口连接。
[0015]为了回收沼气内燃机缸套产生的热量，还包括冷却水换热器17，所述冷却水换热器17包覆所述沼气内燃机5缸套，所述冷却水换热器17与第一热回收换热器9和第三水泵15组成封闭循环，所述第一热回收换热器9安装于所述余热锅炉11内。
[0016]由太阳能集热器14、蓄热水箱13和第二水泵19组成的太阳能系统不断的加热水，提升了蓄热水箱13中水的温度。蓄热水箱13内的高温水进入加热器8，加热器8对沼气池7中的沼气原料进行加热，提升了发酵温度，加大了产气量。沼气池7产生的沼气在储气罐6中存储，并提供给沼气内燃机5，沼气内燃机5燃烧驱动压缩机I运转。制冷剂经压缩机1、冷凝盘管16、节流阀3、第二截止阀23和中间换热器4或者经压缩机1、冷凝盘管16、节流阀3、第一截止阀22和空气换热器21实现工质循环。冷凝盘管16加热水箱2内的水，为用户提供热水。沼气内燃机5产生的尾气进入第二热回收换热器20进行回收后经尾气净化装置10净化后排放。沼气内燃机5燃烧过程中，缸套被加热，通过第一热回收换热器9回收缸套产生的热量。
[0017]本实用新型解决太阳能不稳定问题方式如下:
[0018]当有太阳时，开启第一水泵18、第二水泵19，开启第二截止阀23，关闭第一截止阀22，调节三通阀12，使蓄热水箱13中的热水流通中间换热器4和加热器8，为热泵系统提供蒸发热量和催化沼气生产，并通过利用储气罐6中所储存的沼气为内燃机5提供燃料；当无太阳时，开启第一水泵18，关闭第二水泵19，调节三通阀12，使蓄热水箱13中原有储存的热水在温度较高时只流通加热器8，维持加热催化沼气生产一段时间，通过利用储气罐6中所储存的沼气为内燃机5提供燃料，保证系统在一段较长时间内能够有充足的沼气；同时开启第一截止阀22，关闭第二截止阀23，通过空气换热器21利用空气低温热源为热泵系统提供蒸发热量。
[0019]本实用新型利用二次能源驱动，太阳能、空气中热量作为低温热源，提高了太阳能热泵系统的利用率和减少了一次能源的利用；同时，利用太阳能加热沼气池内物料发酵生产沼气，具有能量利用率高以及稳定性好的优点。
[0020]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种太阳能、沼气联合热泵双源供暖系统，其特征在于，包括沼气供应系统、热泵工质循环系统、太阳能系统和热回收净化系统，所述沼气供应系统包括沼气池、储气罐和加热器，所述沼气池产生的沼气存储于所述储气罐内，所述沼气池内安装有所述加热器；所述热泵工质循环系统包括由压缩机、冷凝盘管、空气换热器、第一截止阀、第二截止阀、节流阀和中间换热器组成的封闭循环和沼气内燃机，所述储气罐的出气口与所述沼气内燃机的供气端连接，所述冷凝盘管安装于水箱中；所述空气换热器与所述第一截止阀连接后并联接在所述中间换热器制冷剂出口管与所述第二截止阀入口管段两端；所述沼气内燃机驱动所述压缩机；所述太阳能系统包括由太阳能集热器、蓄热水箱和第二水泵组成的封闭循环，所述蓄热水箱的出水口与三通阀的进口连接，所述三通阀的两个出口分别与所述中间换热器和所述加热器的进水口连接，所述中间换热器的出水口与所述加热器的出水口并联后通过第一水泵与所述蓄热水箱的回水口连接；所述热回收净化系统包括余热锅炉、第二热回收换热器和尾气净化装置，所述第二热回收换热器安装于所述余热锅炉内，所述沼气内燃机的尾气排放出口通过所述第二热回收换热器与所述尾气净化装置进气口连接。
2.根据权利要求1所述的太阳能、沼气联合热泵双源供暖系统，其特征在于，还包括冷却水换热器，所述冷却水换热器包覆所述沼气内燃机缸套，所述冷却水换热器与第一热回收换热器和第三水泵组成封闭循环，所述第一热回收换热器安装于所述余热锅炉内。
【文档编号】F24D12/02GK204006256SQ201420447010
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月8日 优先权日:2014年8月8日
【发明者】刘圣春, 刘兆伟, 宁静红, 刘敬坤 申请人:天津商业大学