CN103791632A

CN103791632A - 一种户用多功能太阳能利用系统

Info

Publication number: CN103791632A
Application number: CN201210431627.3A
Authority: CN
Inventors: 季旭; 李明; 凌德力; 陈怀; 罗熙
Original assignee: Yunnan Normal University
Current assignee: Yunnan Normal University
Priority date: 2012-11-02
Filing date: 2012-11-02
Publication date: 2014-05-14
Anticipated expiration: 2032-11-02
Also published as: CN103791632B

Abstract

一种基于光电冷热复合多利用系统由独立太阳能光伏发电系统、空气集热器系统、电加热系统、湿垫蒸发制冷系统组成。独立太阳能光伏发电系统的逆变器电能输出端连接控制单元一；控制单元一连接蓄电池组和控制单元二；控制单元二分别连接离心风机一、空气流量计一、空气调节阀一、离心风机二、空气流量计二、空气调节阀二、电加热装置和电动阀；离心风机一将空气抽入真空管中加热；离心风机二将真空管中的热空气抽出，控制单元二通过电加热装置调节热空气温度；输气管道一、二、三分别连接取暖用户端、烘手用户端和衣物干燥用户端；输气管四的另一端与湿垫蒸发制冷系统连接；湿垫蒸发系统由水位控制仪和电动阀联合装置实现水槽内的自动加水；本发明结构紧凑，系统制造安装方便，可广泛应用。

Description

一种户用多功能太阳能利用系统

技术领域

本发明涉及一种户用太阳能利用系统，特别涉及一种基于光电冷热复合系统，属于太阳能利用技术领域。

背景技术

目前，化石燃料的大量开发利用，全球面临着能源危机，同时，化石燃料的使用，排放出大量的二氧化碳气体，致使温室效应加剧；而核电引起的大量放射性物质泄漏问题也日益突出。能源问题已经成为制约世界各国发展的主要因素之一。在常规能源日趋紧张和环境污染不断加剧的双重压力下，太阳能作为一种清洁的可再生能源，已成为当前国际能源开发利用领域中的热点。

太阳能的分散型资源与就地的分散式能源消费模式相结合是经济、合理开发太阳能利用应遵循的规律。在光伏发电方面：商品化的电池效率提高到13%～18%，生产规模发展到5~25兆瓦，并正在向50兆瓦甚至百兆瓦扩大。光伏市场，其中以并网屋顶为主流。以2004年世界光伏市场分配为例，分散性用户占了90%，其中光伏屋顶占80%。2005年全世界已有65万个家庭安装了光伏屋顶，总发电容量达3.1GW，并且实现了多余电能的储存和再利用。在光热利用方面：大多数家庭对光热利用仅局限于太阳能热水器对生活热水的供应，而同样属于光热利用领域的太阳能取暖和制冷在家庭中的应用几乎没有。随着环境恶化，气候条件有极端化趋势，夏天过热，冬天过冷，而空调的使用，势必带来更多环境污染问题和加大能源的消耗。太阳能空气集热器以空气作为载热介质，将空气加热后实现取暖、干燥和制冷等多重目标。由于太阳白天升起，夜晚落下，系统的连续工作成了问题。由于目前太阳能利用技术水平和太阳能热利用过程中遇到的问题，本发明设计一种基于光电冷热复合多利用系统，不仅解决了空气集热器的连续工作问题，同时整个系统实现了自我供能，节约能源，拓宽太阳能的应用领域，有效提高了太阳能综合利用效率，方便了日常生活，提高生活品质。

发明内容

本发明目的在于积极利用现有的太阳能利用技术及太阳能热利用技术过程中的不足，提供一种基于光电冷热复合多利用系统，不仅解决了空气集热器的连续工作问题，同时整个系统实现了自我供能，节约能源，拓宽太阳能的应用领域，有效提高了太阳能综合利用效率，方便了日常生活，提高生活品质。

本发明通过以下技术方案完成：

一种基于光电冷热复合多利用系统由独立太阳能光伏发电系统、空气集热器系统、电加热系统、湿垫蒸发制冷系统组成。独立太阳能光伏发电系统的逆变器电能输出端连接控制单元一；控制单元一的另一端分别连接蓄电池组的和控制单元二；控制单元二的另一端分别连接离心风机一、空气流量计一、空气调节阀一、离心风机二、空气流量计二、空气调节阀二、电加热装置和电动阀；离心风机一的进气端与进气管道连接；进气管道上安装有空气流量计一和空气调节阀一；进气管道的另一端连接真空管空气集热器的进气口；经过加热的空气由空气集热器的出气口与出气管道连接；出气管道上安装有电加热装置、温度控制、空气流量计二和空气调节阀二；出气管道的另一端连接离心风机二；离心风机二的另一端连接分别与输气管道一、二、三、四连接；输气管道一、二、三的另一端分别连接房间取暖用户端、烘手用户端和衣物干燥用户端连接；输气管四的另一端与湿垫蒸发制冷系统连接；湿垫蒸发系统的另一端由水位控制仪和电动阀联合装置实现水槽内的自动加水。

工作原理：太阳光照射到太阳电池组件上，太阳电池将太阳能转换为电能，通过逆变器将直流电转化为交流电；阳光充足电能过剩时，除启动风机一二、空气流量计一二、空气调节阀一二和电动阀工作外，蓄电池将多余的电能储存起来（控制单元一实现这一过程）；当夜晚来临时，蓄电池将向离心风机一二、空气流量计一二、空气调节阀一二、电动阀和电加热装置提供电能（控制单元实现这二过程）；由离心风机一抽进空真空管空气集热器的空气经真空管空气集热器或电加热装置加热后，离心风机二将其抽走，加热后的空气用于房间采暖、烘手和衣物干燥；另外，由离心风机二出来的风将加大湿垫周围的空气流动，使湿垫内的水分蒸发吸热，一方面达到制冷作用，另一方面还可加湿空气；湿垫蒸发系统中水槽内的水由水位控制仪和电动阀联合装置实现水槽内的自动加水。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

1. 本发明基于目前太阳能利用的主要途径，将太阳能光伏利用和太阳能光热利用相结合，解决了系统自身的用能问题，节约能源，保护环境。

2. 对太阳能电池和空气集热器都没有提出更高要求，即目前的技术水平即可达到该系统运行要求。

3. 该系统的设置拓宽了太阳能利用方式，除一般空调所具备的取暖、制冷功能外，还可用于烘手和衣物干燥。

4. 本发明结构紧凑，系统制造安装方便，可广泛应用。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图

具体实施方式：

本光电复合的冷热复合多利用系统由独立太阳能光伏发电系统1、空气集热器系统23、电加热系统27、湿垫蒸发制冷系统42组成。独立太阳能光伏发电系统1通过导线2连接逆变器3、逆变器3电能输出端通过导线4连接控制单元一5；控制单元一5的另一端通过导线6和导线8分别连接蓄电池组7和控制单元二9；控制单元二9的通过导线10、13、14对应连接的离心风机一18、电加热装置27和离心风机二28；温度控制器26控制电加热装置27输出温度；流量计一19和流量计二29通过数据采集线11、15传输信号给控制单元二9；控制单元二9再通过控制线12、16、17对应连接的空气调节阀一20、空气调节阀二30和电动阀40调节流量；离心风机一18的进气端与进气管道连接21；进气管道21上安装有空气流量计一19和空气调节阀一20；进气管道21的另一端连接真空管空气集热器的进气口22；经过加热的空气由空气集热器的出气口24与出气管道连接25；出气管道25上安装有电加热装置27、温度控制器26、空气流量计二29和空气调节阀二30；出气管道25的另一端连接离心风机二28；离心风机二28的另一端连接分别与输气管道一31、二33、三35、四37连接；输气管道一31、二33、三35的另一端分别连接房间取暖用户端32、烘手用户端34和衣物干燥用户端36连接；输气管四37的另一端与湿垫蒸发制冷系统42连接；湿垫蒸发系统的另一端由水位控制仪41和电动阀40联合装置实现水槽内的自动加水；洒水喷头39给湿垫38喷水让湿垫蒸发制冷。

实施案例1

参见图1，太阳光线照射到独立太阳能光伏发电系统1的天阳电池组件上，太阳电池将太阳能转换为电能，通过逆变器3将直流电转化为交流电；夏季，阳光充足，电能过剩，电能除启动风机一18二28、空气流量计一19二29、空气调节阀一20二30、和电动阀40工作外，蓄电池7将多余的电能储存起来（控制单元一5实现这一过程）；当夜晚来临时，蓄电池7将向离心风机一18二28、空气流量计一19二29、空气调节阀一20二30、电动阀40和电加热装置27提供电能（控制单元二9实现这一过程）；由离心风机一18抽进空真空管空气集热器23的空气经真空管空气集热器23或电加热装置27加热后，离心风机二28将其抽走，加热后的空气经出气管道25流向输气管二33、三35、四37；输气管道二33的热空气用于烘手；输气管道三35的热空气用于于厨具干燥；输气管道四37的热空气用于蒸发制冷：由输气管道四37出来的风将加大湿垫周围的空气流动，使湿垫内的水分蒸发吸热，一方面达到制冷作用，另一方面还可加湿空气；湿垫蒸发系统42中水槽内的水由水位控制仪41和电动阀40联合装置实现水槽内的自动加水，当水槽内的水位低于水位要求时，水位控制仪41控制电动阀40实现自动加水；当达到水位要求时，水位控制仪41控制电动阀40停止加水。

实施案例2

参见图1，太阳光线照射到独立太阳能光伏发电系统1的天阳电池组件上，太阳电池将太阳能转换为电能，通过逆变器3将直流电转化为交流电；冬季，环境温度较低，室内需要采暖。白天除启动风机外太阳电池发的电通过蓄电池7存起来（控制单元一5实现这一过程）；当夜晚来临时，蓄电池7将向离心风机一18二28、空气流量计一19二29、空气调节阀一20二30和电加热装置27提供电能（控制单元二9实现这一过程）；由离心风机一18抽进空真空管空气集热器23的空气经电加热装置27加热后，离心风机二28将其抽走，加热后的空气经出气管道25流向输气管道一31、二33、和三35；输气管道一31的热空气用于房间采暖；输气管道二33的热空气用于烘手；输气管道三35的热空气用于于厨具干燥。

Claims

1.一种基于光电冷热复合多利用系统，其特征在于它由独立太阳能光伏发电系统、空气集热器系统、电加热系统、湿垫蒸发制冷系统组成，独立太阳能光伏发电系统的逆变器电能输出端连接控制单元一；控制单元一的另一端分别连接蓄电池组的和控制单元二；控制单元二的另一端分别连接离心风机一、空气流量计一、空气调节阀一、离心风机二、空气流量计二、空气调节阀二、电加热装置和电动阀；离心风机一的进气端与进气管道连接；进气管道上安装有空气流量计一和空气调节阀一；进气管道的另一端连接真空管空气集热器的进气口；经过加热的空气由空气集热器的出气口与出气管道连接；出气管道上安装有电加热装置、温度控制、空气流量计二和空气调节阀二；出气管道的另一端连接离心风机二；离心风机二的另一端连接分别与输气管道一、二、三、四连接；输气管道一、二、三的另一端分别连接房间取暖用户端、烘手用户端和衣物干燥用户端连接；输气管四的另一端与湿垫蒸发制冷系统连接；湿垫蒸发系统的另一端由水位控制仪和电动阀联合装置实现水槽内的自动加水。

2.根据权利要求书1中所述的一种基于光电冷热复合多利用系统，其特征在于将太阳能利用的两种基本利用方式：光伏利用和光热利用结合起来，解决了系统的自身用能问题，节约能源，保护环境，拓宽了太阳能利用领域。

3.根据权利要求书1中所述的一种基于光电冷热复合多利用系统，其特征在于整个系统解决用户的房间采暖和制冷两个需求，除此之外，系统还可用于烘手和厨具干燥，不仅提高了用能品质，而且极大地方便了日常生活。

4.根据权利要求书1中所述的一种基于光电冷热复合多利用系统，其特征在于系统中安装有蓄电池组和控制单元，蓄电池组可将多余电能储存，也可向其它用电负载提供电能，并保持供电电压的稳定，控制单元则防止蓄电池组过充电和过放电及蓄电池组内电能的分配，二者的联合使用，保证了系统的运行。

5.根据权利要求书1中所述的一种基于光电冷热复合多利用系统，其特征在于系统的制冷装置虽结构简单，但能实现制冷和加湿空气的双重目的，而且湿垫蒸发系统中水槽内的水由水位控制仪和电动阀联合装置实现水槽内的自动加水，当水槽内的水位低于水位要求时，水位控制仪控制电动阀实现自动加水；当达到水位要求时，水位控制仪控制电动阀停止加水。