一种采用太阳能集热的多温度梯度利用系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及太阳能和生物质低碳能源综合利用技术领域，具体涉及为一种采用低碳能源产生不同的温度水并加以高效利用的装置。
【背景技术】
[0002]太阳能是一种清洁能源，开发利用太阳能不仅能够降低燃烧常规能源带来的污染，还可以缓解能源紧张。PVT (光伏/光热)集热器利用层压或胶粘技术将太阳能电池或组件与太阳能集热器有机结合一起，当太阳能电池发电时，由于入射太阳能转化为电能的比例约为15%，其余大部分能量转化为热量，这些热量通过水换热进行回收利用。既降低了光伏板的温度，提高了发电效率，也回收了太阳辐射热量，提高了能源利用效率。
[0003]毛细管辐射供暖供冷技术是20世纪70年代由德国科学家根据仿生学原理发明的，具有舒适性好、布置灵活、无噪声、不存在细菌滋生源、无吹风感等优点，并具有传热好、热效率尚、占用空间$父小、热湿独立控制、有效提尚室内空气品质、可利用低品位能源等优势。普通地暖供回水温度一般55°C — 45°C;毛细管网供回水温度一般35°C — 30°C，比普通地暖节能30%以上，节能显着。特别是可以利用低品位能源的优势，为利用太阳能提供了可會K。
[0004]溴化锂吸收式制冷技术是利用“溴化锂一一水”组成的二元溶液为工质对，完成制冷循环。其中吸收剂为溴化锂溶液，制冷剂为水，在一定范围内，热源温度越高，机组制冷效率越高。制冷过程所需的热源可为蒸汽，也可利用废热，废汽，以及地下热水。
[0005]现有技术中，关于以上技术大部分是一个单独系统使用，没有结合一起使用，故还没有发挥能源的高效性利用。在现有技术中，关于太阳能集热器产生热水加以利用或是太阳能光伏光热装置产生热水加以利用的专利也很多，系统产生的热水用来做生活热水，也有用来做地板辐射供暖的，但是大部分专利都是只采用太阳能集热器，或是只采用PVT集热器装置。有的太阳能集热器产生的热水既用来做生活热水又用来做溴化锂制冷的热源，这样就不能保证热水温度的要求和系统的稳定性。并且装置产生的热水温度单一，难以满足用户不同情况需求。
[0006]本装置还考虑到太阳能是昼夜间歇性能源，又受到阴雨天气影响，因此太阳能利用系统中加入蓄热装置进行蓄热，并且利用生物质清洁能源作为辅助能源。已有技术中大部分采用的辅助能源形式为燃煤或是燃气，锅炉燃烧形式单一，而它们也都是不可再生资源。而生物质颗粒燃烧时有害气体成分含量极低，排放的有害气体少，而在农村地区，生物质资源尤其丰富，生物质颗粒燃烧时有害气体成分含量极低，排放的有害气体少，具有环保效益。而且燃烧后的灰还可以作为钾肥直接使用，节省了开支，考虑到可持续发展性和环保效应，本专利使用的热源锅炉即可燃烧生物质也可使用天燃气，但以生物质燃料为主要的燃烧物。
[0007]本装置采用太阳能集热器或是PVT集热器使用了液体工质作为传热工质。在极端气候的条件下，一些液体工质，例如水，会面临结冻的危险，严重时可能破坏太阳能集热器或是太阳能电池板背部的流体工质通道。考虑到冬季运行的高效性和稳定性方面上，在现有技术中，为了防止结冻，已有技术中大多数的做法是添加防冻液。这种做法虽然解决了结冻的问题，但是增加了产品的成本，而且还需要经常检查防冻液是否足量。
【发明内容】
[0008]针对现有技术的不足，本发明提供了一种采用太阳能及生物质低碳能源实现多温度梯度高效利用的装置。本系统将两套集热器装置和三个蓄温水箱结合一起，系统一体化设计和控制。解决了夏季吸收式制冷热源和生活热水供给的问题；并解决了冬季可分别提供不同温度的生活热水，以满足用户冬季不同使用需求问题。冬季并结合PVT装置产生的较低温度的热水适合用来作为毛细管辐射供暖热源，这样充分发挥了本装置的高效运行特点。本发明系统也解决了不利用防冻液，通过系统装置将太阳能集热器和PVT集热器系统中水进行放空，从而解决管道水冻结问题，从而使本装置在冬季运行安全可靠。
[0009]技术方案如下:一种采用太阳能集热的多温度梯度利用系统，包括太阳能高温集热器端、PVT中温集热器端、低温蓄水端、室内毛细管供冷供热辐射端；
所述太阳能高温集热器端包括高温水箱Si以及与所述高温水箱SI连接的太阳能集热器I ;所述PVT中温集热器端包括中温水箱S2以及与所述中温水箱S2连接的PVT集热器3 ;所述高温水箱SI与A通道连接，用于提供高温生活热水；所述中温水箱S2与B通道连接，用于提供中温生活热水；
所述低温蓄水端包括低温水箱S3以及与所述低温水箱S3连接的溴化锂吸收式制冷装置4 ;所述溴化锂吸收式制冷装置4的热源端连接有套管换热器11，所述套管换热器11放置于所述高温水箱SI内；
所述室内毛细管供冷供热辐射端装置包括毛细管分水器5、毛细管集水器6、室内毛细管7 ;所述毛细管分水器5入水管上设有三通管，所述三通管分别与所述中温水箱S2出水管以及所述低温水箱S3出水管连接；当所述室内毛细管供冷供热辐射端装置供暖时，连通所述毛细管分水器5入水管与所述中温水箱S2的出水管；当所述室内毛细管供冷供热辐射端装置供冷时，连通所述毛细管分水器5入水管与所述低温水箱S3的出水管。
[0010]在所述套管换热器11出口连接有用于辅助加热所述套管换热器11内的工质生物质炉2，所述生物质炉2设有烟道换热器8 ;所述烟道换热器8与所述PVT中温集热器端连接，用于辅助加热所述中温水箱S2中的热水。
[0011]所述溴化锂吸收式制冷装置4的热源端可直接连接所述生物质炉2，通过所述生物质炉2对其内的工质进行加热。
[0012]在所述太阳能集热器(I)与高温水箱(SI)之间、所述PVT集热器(3)与中温水箱
(S2)之间分别设有放空管(ml-nl)、(m3_n3);所述生物质炉(2)的烟道换热器(8)上的入水管道与所述中温水箱(S2)冷水出水管之间设有旁通管道(m2-n2)。
[0013]所述高温水箱SI安装位置比所述中温水箱S2位置高，所述高温水箱SI与所述中温水箱S2之间通过管道连接，所述管道上设置有当中温水箱S2中水温低于30°C时开启的电磁单向阀d3。
[0014]本发明与现有技术相比具有以下有益效果:
1、本发明采用PVT集热器和太阳能集热器两套系统结合使用。PVT集热器可实现光电效应和光热效应，通过正面安装光电板，背面采用循环水冷却，一方面提高了光电的发电效率，另一方面收集了光伏板不能转化为电的那部分热量。
[0015]2、本发明设置不同温度的水箱，提供了不同梯度温度的水，可以满足用户对于不同温度生活用水的需求。
[0016]3、本发明设置有生物质炉作为辅热，在太阳能辐射不足时，可开启生物质炉进行辅热，保证用户的正常需求。
[0017]4、本发明增加冬季防结冻放空管道保护装置，防止在冬夜夜晚温度太低时，管道残余的水极易发生冻结，从而冻裂水管和冻坏PVT集热面板和太阳能集热器。
【附图说明】
[0018]图1为本发明的一种采用低碳能源的多温度梯度利用系统的结构原理图。
[0019]图2为夏季辐射供冷流程图。
[0020]图3为冬季辐射供暖流程图。
[0021]图4为冬季装置防结冻和冬季生活热水制取流程图。
[0022]图中，1、太阳能集热器，2、生物质炉，3、PVT (光伏/光热)集热器，4、溴化锂吸收式制冷装置，5、毛细管分水器，6、毛细管集水器，7、室内毛细管，8、烟道换热器，9、烟气风机，10、烟囱，11、管道换热器，S1、高温水箱，S2、中温水箱，S3、低温水箱，B1、集热器水循环泵，B2、PVT装置循环泵，B3、热源循环泵，B4、冷冻水循环泵，B5、毛细管循环泵，B6、水补给泵，Tl、太阳能集热器防结冻水温探头，T2、PVT集热器防结冻水温探头，T3、辐射供冷供暖回水温度探头，al、集热器出水阀，a2、集热器电磁放空阀，a3、太阳能集热器排气阀，a4、高温水箱排气阀，bl、热源阀一，b2、热源阀二，b3、热源阀三，b4、热源阀四，b5、冷冻水回水阀，b6、冷冻水出水阀，Cl、毛细管冷水出水阀，c2、毛细管冷水回水阀，c3、毛细管旁通阀，c4、毛细管供水通断阀，c5、毛细管热水回水阀，c6、毛细管热水出水阀，dl、高温热水出水阀，d2、中温热水出水阀，d3、电磁单向阀，d4、水补给阀，e1、