CN101319579A - 太阳能建筑一体化节能系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种太阳能建筑一体化节能系统,包括太阳能光伏发电储能系统、智能用电控制系统、节能照明及各类用电设备、太阳能光热热水系统、地热能换热系统、热泵机组、新风空调系统、消防及生产生活用水储水系统、热水箱及各类用水设备、地板辐射供热系统、膜分离水处理回用系统、雨水废水收集系统和污水冲厕排放系统。太阳能光伏发电储能系统提供建筑物的所有供电,太阳能光热热水系统设置在建筑物顶层或朝阳墙面上,地热能换热系统埋于地下,雨水废水收集池设置在地面上或建筑物地下层内以收集雨水废水,收集后经膜分离水处理回用系统处理后提供建筑物用水。其余系统及各用水用电设备以及电线管道均安装在建筑物内与建筑物融为一体。

Description

太阳能建筑一体化节能系统
技术领域
本发明涉及一种建筑一体化节能系统,利用太阳能和雨水 等可再生能源来实现与建筑融为一体的节电、节水的节能系 统、膜分离水处理回用系统、消防及生产生活用水储水系统。
背景技术
随着人类能源的危机越来越加剧,人类对建筑节能越来越 重视,我国政府为此制定建筑节能目标,并把建筑节能列入了 国家十大重点节能工程之一。为此人类只有从少用电、少用水、 少开空调、或夏天把空调温度调高、冬天把空调温度调低、少 开照明和少用用电设备来加以节能。这些节约措施虽然节约了 不少能耗,但不能从根本上解决建筑节能问题,同时由于节电 节水的要求,影响了人类正常的工作、学习和生活环境。为此, 必须研究开发既能满足日常工作学习和生活需要的用电用水 要求,同时又不消耗人类有限能源的建筑一体化节能系统。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提供了 一种太阳能建筑一体化 节能系统,该系统充分利用太阳能和雨水等可再生能源,实现 了建筑物的节能功能。
本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是: 太阳能建筑一体化节能系统,包括:太阳能光伏发电储能 系统、智能用电控制系统、节能照明及各类用电设备、太阳能光热热水系统、地热能换热系统、热泵机组、新风空调系统、 消防及生产生活用水储水系统、恒温热水箱及各类用水设备、 地板辐射供热系统、膜分离水处理回用系统、雨水废水收集系 统和污水冲厕排放系统,其中所述的太阳能光伏发电储能系统 与智能用电控制系统之间由导线相连接,智能用电控制系统与 节能照明及各类用电设备之间由导线相连接,太阳能热水器的 热水出口和地热能换热器的冷水出口通过第一电动换向阀与 热泵机组的进水口择一相通,热泵机组的回水口通过第二电动 换向阀择一相通于太阳能热水器的循环进水口和地热能换热
器的进水口;热泵机组与新风空调系统、地板辐射供热系统和 恒温热水箱及各类用水设备之间由管道相连通,雨水废水收集 池与膜分离水处理回用装置之间设有加压泵,并由管道连通, 膜分离水处理回用装置的污水出口与冲厕污水箱入口相连通, 膜分离水处理回用装置的出水口与生活用水储水箱的进水口 相连通;生活用水储水箱出水口与太阳能热水器进水口相连 通,生活用水储水箱的用水出口由管道与各用水点的冷热水调 节阀门的冷水进口相连接,各用水点的冷热水调节阀门的热水 进口与恒温热水箱的热水出口由管道连通,此连接管道上设有 保温层,恒温热水箱的热水进口与太阳能热水器的热水出口相 连通;各用水点设有的污水收集口与雨水废水收集池相连通, 太阳能光伏发电储能系统和太阳能光热热水系统设置在建筑 物顶层或设计在朝阳光的墙面上,地热能换热系统埋于地下, 雨水废水收集池设置在地面上或建筑物的地下层内,智能用电 控制系统、节能照明等各类用电设备、热泵机组、新风空调系 统、地板辐射供热系统、恒温热水箱及各类用水设备、膜分离 水处理回用系统设置以及电线管道均安装在建筑物内,与建筑物融为一体。
本发明的进一步技术方案是:
所述的太阳能光伏发电储能系由屋顶太阳能电池组件或 建筑幕墙太阳能电池组件、充放电控制器、储能蓄电池和电源 逆变器构成,相互之间由导线连接。
所述的智能用电控制系统由各类传感器和智能用电中央 控制器构成,相互之间由导线连接。
所述的太阳能光热热水系统由太阳能热水器和阀门管道 构成,太阳能热水器可以是平板式、圆管式、聚光式,并可由 多个单元串并联组成,设置于建筑物顶层。
所述的地热能换热系统由多组埋于地下的地热换热管和 进水管道及出水管道连接而成。
所述的热泵机组设置为水源热泵机组。
所述的新风空调系统由风机盘管或水蒸发空调器与进风 管道和出风管道连接而成,并由管道与热泵机组相连通。
所述的地板辐射供热系统由热水循环水管路和散热管道 组成并与热泵机组相连通。
所述的消防及生产生活用水储水系统包括消防水箱、消防 泵阀、生活用水储水箱以及阀门、泵和水管道。
本发明的工作过程及原理是:
建筑耗能主要是以耗电和耗水为主。本发明中,所有电能 均由屋顶太阳能电池组件或建筑幕墙太阳能电池组件通过阳
光照射发电获得并通过电源逆变器转变成220V或380V的交流 电供建筑用电。白天太阳能射到太阳能电池板上进行发电,一 部分电直接通过充放电控制器进入到逆变器转换成交流电供 各类电器使用,其中多余的一部分电通过充放电控制器储存到蓄电池中;在没有太阳或夜晚时,由充放电控制器输送到逆变 器中变成交流电供建筑内电器使用。由于太阳能是可再生能 源,因此非常节能,不消耗人类的有限的能源。在本发明中设 置了雨水废水收集系统,将雨水和建筑物内可用的废水回收, 通过膜分离水处理回用装置,除去水中各种有毒有害杂质,转 变为纯水后,供建筑使用,除冲厕水排放在污水收集管网外, 其余所用水一律实现收集循环利用,因此非常节水。 本发明的有益效果是:以太阳能和雨水作为能源,通过科学合 理的组合处理技术,实现建筑物的供电、供水、"零耗能"。并 能满足照明、空调、各类电器用电、各类用水设备用水,并实 现与建筑物相融合的一体化设置模式,满足人类工作学习生活 之需要。节能系统结构简、技术原理可靠、制造成本低,所有 材料配套件市场易购且产品市场应用前景较广,是今后绿色节 能建筑一体化的发展方向。
附图说明
图l:太阳能建筑一体化节能系统示意图; 图2:太阳能光伏发电储能供电系统示意图; 图3:太阳能热泵机组供暖制冷原理示意图; 图4:雨水废水膜处理循环回用结构示意图。
具体实施方式
实施例:结合附图1到图4,太阳能建筑一体化节能系统由 以下部分构成:太阳能光伏发电储能系统l、智能用电控制系 统2、节能照明及各类用电设备3、太阳能光热热水系统4、地
热能换热系统5、热泵机组6、新风空调系统7、消防及生产生活用水储水系统8、恒温热水箱及各类用水设备9、地板辐射供 热系统IO、膜分离水处理回用系统ll、雨水废水收集系统12、 污水冲厕排放系统13。其中所述的太阳能光伏发电储能系统l 与智能用电控制系统2之间由导线相连接,智能用电控制系统2 与节能照明及各类用电设备3之间由导线相连接,太阳能热水 器22的热水出口31和地热能换热器29的冷水出口32通过第一 电动换向阀301与热泵机组6的进水口33由水管道择一相连通, 连接管道上设置有保温层,热泵机组6的回水口34通过第二电 动换向阔302与太阳能热水器22的循环进水口 35以及地热能换 热器29的进水口36由水管道择一相连通;热泵机组6与新风空 调系统7、地板辐射供热系统10以及恒温热水箱及各类用水设 备9之间由水管道相连通,连接水管道上设置有保温层。雨水 废水收集池23与膜分离水处理回用装置26之间设有加压泵25, 并由管道连通,膜分离水处理回用装置26的污水出口38与冲厕 污水箱27由管道连接,膜分离水处理回用装置26的出水口39 与生活用水储水箱28的进水口47相连接;生活用水储水箱28 出水口与太阳能热水器22进水口之间由水管道相连接,生活用 水储水箱28的用水出口 40由管道与各用水点的冷热水调节阀 门41的冷水进口42相连接,各用水点的冷热水调节阀门41的热 水进口43与恒温热水箱37的热水出口44由管道连通,在连接管 道上设有保温层,恒温热水箱37的热水进口45与太阳能热水器 22的热水出口31由带有保温层的水管道连接;各用水点设有污 水收集口46,并与水管道与雨水废水收集池23相连通。太阳能 光伏发电储能系统1和太阳能光热热水系统4设置在建筑物顶 层或设计在朝阳光的墙面上。地热能换热系统5埋于地下,雨 水废水收集池23设置在地面上或建筑物的地下层内。智能用电控制系统2、节能照明及各类用电设备3、热泵机组6、新风空 调系统7 、地板辐射供热系统IO、恒温热水箱及各类用水设备9、 膜分离水处理回用系统ll设置在建筑物内、以及电线管道均安 装在建筑物内与建筑物融为 一体。
所述的太阳能光伏发电储能系统l,由设置在楼顶的屋顶太阳 能电池组件14或设置在建筑物墙上的建筑幕墙太阳能电池组 件15和充放电控制器16、储能蓄电池17、电源逆变器18构成, 相互之间由导线连接。所述的智能用电控制系统2由各类传感 器21 (包括恒温水箱液位传感器、热泵机组温度传感器、室内 空调温度传感器、太阳能热水器补水传感器、生产生活用水储 水箱水位传感器、地板供热传感器、光控声控楼道及室内照明 传感器)、智能用电中央控制器20构成,相互之间由导线连接。
所述的太阳能光热热水系统4由太阳能热水器22和阀门管 道构成。太阳能热水器22可以是平板式、圆管式、聚光式,并 可由多个单元串并联组成,并设置于建筑物顶层。太阳能热水 器进水口用补水泵。
所述的地热能换热系统5由多组埋于地下的地热换热管和 进水管道及出水管道连接而成。
所述的热泵机组6设置为水源热泵机组。
所述的新风空调系统7由风机盘管或水蒸发空调器与进风 管道和出风管道连接而成,并由水管道与热泵机组6相连。
所述的地板辐射供热系统10由热水循环水管路和散热管 道组成并与热泵机组6相连接。
所述的消防及生产生活用水储水系统8由消防水箱、消防 泵阀、生活用水储水箱28以及)以及阀门、泵和水管道等组成。
本实施方案中的所有设施均与建筑物融为一体形成一个太阳能建筑一体化节能系统,

Claims (9)

1.太阳能建筑一体化节能系统,其特征在于,包括:太阳能光伏发电储能系统(1)、智能用电控制系统(2)、节能照明及各类用电设备(3)、太阳能光热热水系统(4)、地热能换热系统(5)、热泵机组(6)、新风空调系统(7)、消防及生产生活用水储水系统(8)、恒温热水箱及各类用水设备(9)、地板辐射供热系统(10)、膜分离水处理回用系统(11)、雨水废水收集系统(12)和污水冲厕排放系统(13),其中所述的太阳能光伏发电储能系统与智能用电控制系统(2)之间由导线相连接,智能用电控制系统(2)与节能照明及各类用电设备(3)之间由导线相连接,太阳能热水器(22)的热水出口(31)和地热能换热器(29)的冷水出口(32)通过第一电动换向阀(301)与热泵机组的进水口(33)择一相通,热泵机组的回水口(34)通过第二电动换向阀(302)择一相通于太阳能热水器的循环进水口(35)和地热能换热器的进水口(36);热泵机组与新风空调系统、地板辐射供热系统和恒温热水箱及各类用水设备之间由管道相连通,雨水废水收集池(23)与膜分离水处理回用装置(26)之间设有加压泵(25),并由管道连通,膜分离水处理回用装置的污水出口(38)与冲厕污水箱(27)入口相连通,膜分离水处理回用装置的出水口(39)与生活用水储水箱(28)的进水口相连通;生活用水储水箱出水口与太阳能热水器进水口相连通,生活用水储水箱的用水出口(40)由管道与各用水点的冷热水调节阀门(41)的冷水进口(42)相连接,各用水点的冷热水调节阀门的热水进口(43)与恒温热水箱(37)的热水出口(44)由管道连通,此连接管道上设有保温层,恒温热水箱的热水进口(45)与太阳能热水器的热水出口(31)相连通;各用水点设有的污水收集口(46)与雨水废水收集池相连通,太阳能光伏发电储能系统和太阳能光热热水系统设置在建筑物顶层或设计在朝阳光的墙面上,地热能换热系统埋于地下,雨水废水收集池设置在地面上或建筑物的地下层内,智能用电控制系统、节能照明等各类用电设备、热泵机组、新风空调系统、地板辐射供热系统、恒温热水箱及各类用水设备、膜分离水处理回用系统设置以及电线管道均安装在建筑物内,与建筑物融为一体。
2. 根据权利要求l所述的太阳能建筑一体化节能系统, 其特征在于,所述的太阳能光伏发电储能系统(1)由屋顶太 阳能电池组件(14)或建筑幕墙太阳能电池组件(15)、充放 电控制器(16)、储能蓄电池(17)和电源逆变器(18)构成, 相互之间由导线连接。
3. 根据权利要求2所述的太阳能建筑一体化节能系统, 其特征在于,所述的智能用电控制系统(2)由各类传感器(21), 和智能用电中央控制器(20)构成,相互之间由导线连接。
4. 根据权利要求l所述的太阳能建筑一体化节能系统, 其特征在于,所述的太阳能光热热水系统(4)由太阳能热水 器(22)和阀门、管道构成,太阳能热水器可以是平板式、圆 管式、聚光式,并可由多个单元串并联组成,设置于建筑物顶 层。
5. 根据权利要求l所述的太阳能建筑一体化节能系统, 其特征在于,所述的地热能换热系统(5)由多组埋于地下的 地热换热管和进水管道及出水管道连接而成。
6. 根据权利要求l所述的太阳能建筑一体化节能系统, 其特征在于,所述的热泵机组(6)设置为水源热泵机组。
7. 根据权利要求l所述的太阳能建筑一体化节能系统, 其特征在于,所述的新风空调系统(7)由风机盘管或水蒸发 空调器与进风管道和出风管道连接而成,并由管道与热泵机组(6)相连通。
8. 根据权利要求l所述的太阳能建筑一体化节能系统, 其特征在于,所述的地板辐射供热系统(10)由热水循环水管 路和散热管道组成并与热泵机组(6)相连通。
9. 根据权利要求l所述的太阳能建筑一体化节能系统, 其特征在于,所述的消防及生产生活用水储水系统(8)包括 消防水箱、消防泵阀、生活用水储水箱(28)以及阀门、泵和 水管道。
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