CN104032982B - 一种高层建筑太阳能温室屋顶发电供热制冷系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高层建筑太阳能温室屋顶发电供热制冷系统。在本系统中，建筑屋顶通过连接件连接玻璃幕墙与标准钢架和太阳能电池组件构成一个全封闭的屋顶太阳能温室。太阳能电池组件吸收日照辐射能量将其转化为电能，通过逆变器将直流电转换为交流电，即发即用不上电网直供双源热泵制取热水和冷水，用于沐浴、供暖和制冷，满足高层居民1层至30层住户全部利用太阳能、空气能实现供暖、制冷和生活热水的需求。

Description

一种高层建筑太阳能温室屋顶发电供热制冷系统
技术领域
本发明涉及太阳能光伏发电技术领域，特别是一种高层建筑太阳能温室屋顶发电供热制冷系统。
背景技术
全球气候变暖和能源危机对人类生存发展提出严峻挑战，新能源技术是二十一世纪经济发展中最具决定力的五大技术领域之一，而太阳能是一种取之不尽、用之不竭的清洁能源，具有无噪声、无污染、零排放、故障率低和维护简便等优点。目前随着城市化进程加快，高层住宅居民生活热水、供暖和制冷负荷在消耗着数量可观的常规能源，高层建筑如何开发利用可再生绿色能源已成为焦点话题，太阳能与建筑一体化将成为21世纪建筑节能市场的亮点。在高层住宅建筑安装太阳能温室屋顶发电、空气能与电网一体化集中供热制冷系统有非常独特的作用。然而，太阳能在具有众多优点的同时也存在着间歇性和随机性，发电和供电的间歇性和不稳定性，造成电网调度困难，大面积分布式光伏电站并网对大电网的冲击和危害性较大等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种高层建筑太阳能温室屋顶发电供热制冷系统，该系统为分布式太阳能光伏并网发电系统，采用即发即用的并网自用模式，所发电量不上电网，当太阳能电力不足时负载由市电电网补电。
为克服高层建筑风荷载，太阳能温室为全封闭型，使用经济安全，节能节水，可保证全天候、全时段热水供应，满足不同地区用户供暖制冷需求。
本发明的技术方案是：一种高层建筑太阳能温室屋顶发电供热制冷系统由建筑屋顶、玻璃幕墙、标准钢架、太阳能电池组件、光伏电缆、电网电缆、双向电表、市电电网、并网逆变器、双源热泵、恒温热水箱、恒温冷水箱、供暖热水主管道、闸阀、冷水主管道、用户盘管、热水主管道、用户沐浴喷头和连接件构成；建筑屋顶与玻璃幕墙相连，玻璃幕墙连接标准钢架，标准钢架连接太阳能电池组件，太阳能电池组件通过光伏电缆连接并网逆变器，并网逆变器通过电网电缆分别连接双向电表、市电电网和双源热泵，双源热泵分别连接恒温热水箱和恒温冷水箱，恒温热水箱和恒温冷水箱通过闸阀均连通用户盘管，恒温热水箱通过沐浴热水主管道连通用户沐浴喷头。
建筑屋顶通过连接件连接玻璃幕墙与标准钢架和太阳能电池组件相连构成全封闭的屋顶太阳能温室。太阳能电池组件吸收日照辐射能量将其转化为电能，通过逆变器将太阳能电池组件发出的直流电转换为交流电，通过电网电缆连接驱动双源热泵，双源热泵充分吸收空气能、温室热能和太阳能电池组件的发电余热，提高能效加热生活热水储存于恒温热水箱中用于沐浴和冬天供暖；夏天双源热泵可切换为制冷功能制取冷水储存于恒温冷水箱中用于室内降温，同时双源热泵在制取冷水的过程中不断循环散热，将热量收集后储存于热水箱中，用户得到了副产品免费热水，这样就构成了一个完整的高层建筑太阳能温室屋顶发电供暖、制冷、供应生活热水系统。该系统经济安全，高效节能，适用于各种居民建筑屋顶、学校、宾馆、酒店、医院、营房；特别是高层建筑楼，由于屋顶面积不能满足太阳能电池组件足够面积的发电量要求，采用该系统可有效地利用太阳能、空气能、温室热能实现光伏发电和环境热能的综合利用，满足高层居民住户利用太阳能、空气能实现供暖、制冷和生活热水的需求。
附图说明
图1为本发明的系统结构示意图。
图中各标号依次表示：建筑屋顶1、玻璃幕墙2、标准钢架3、太阳能电池组件4、光伏电缆5、电网电缆6、双向电表7、市电电网8、并网逆变器9、电网电缆10、双源热泵11、恒温热水箱12、恒温冷水箱13、供暖热水主管道14、闸阀15、冷水主管道16、闸阀17、用户盘管18、沐浴热水主管道19、用户沐浴喷头20.
具体实施方式
如图1所示，本系统由建筑屋顶1、玻璃幕墙2、标准钢架3、太阳能电池组件4、双向电表7、市电电网8、并网逆变器9、双源热泵11、恒温热水箱12、恒温冷水箱13、供暖热水主管道14、冷水主管道16、用户盘管18、沐浴热水主管道19、用户沐浴喷头20和连接件构成。建筑屋顶1与玻璃幕墙2相连，玻璃幕墙2与标准钢架3相连，标准钢架3与太阳能电池组件4相连，太阳能电池组件4通过光伏电缆5与并网逆变器9相连，并网逆变器9通过电网电缆6与双向电表7相连，双向电表7与市电电网8相连，并网逆变器9通过电网电缆10与双源热泵11相连，双源热泵11分别与恒温热水箱12和恒温冷水箱13接通，恒温热水箱12通过沐浴热水主管道19连通用户沐浴喷头20，恒温热水箱12通过供暖热水主管道14与闸阀15和用户盘管18相连，恒温冷水箱13通过冷水主管道16与闸阀17和用户盘管18相连。
本系统运行过程如下：建筑屋顶1通过连接件连接玻璃幕墙2与标准钢架3和太阳能电池组件4相连，构成一个全封闭的屋顶太阳能温室，太阳能电池组件4吸收日照辐射能量将其转化为电能，通过逆变器9将太阳能电池组件发出的直流电转换为交流电，通过电网电缆10连接驱动双源热泵11，双源热泵11充分吸收太阳能、空气能、温室热能和太阳能电池组件的发电余热，提高能效加热生活热水储存于恒温热水箱12中，用于沐浴和冬天供暖；夏天双源热泵11可切换为制冷功能制取冷水储存于恒温冷水箱13中用于室内降温，冬天关闭闸阀17，开启闸阀15，恒温热水箱12中的热水通过供暖热水主管道14向用户盘管18供暖，夏天关闭闸阀15开启闸阀17，恒温冷水箱13中的冷水通过冷水主管道16向用户盘管18制冷，恒温热水箱12中的热水通过沐浴热水主管道19向用户沐浴喷头20供热水沐浴。

Claims (3)

1.一种高层建筑太阳能温室屋顶发电供热制冷系统，其特征是由建筑屋顶、玻璃幕墙、标准钢架、太阳能电池组件、光伏电缆、电网电缆、双向电表、市电电网、并网逆变器、双源热泵、恒温热水箱、恒温冷水箱、供暖热水主管道、闸阀、冷水主管道、用户盘管、热水主管道、用户沐浴喷头和连接件构成；建筑屋顶与玻璃幕墙相连，玻璃幕墙连接标准钢架，标准钢架连接太阳能电池组件，太阳能电池组件通过光伏电缆连接并网逆变器，并网逆变器通过电网电缆分别连接双向电表、市电电网和双源热泵，双源热泵分别连接恒温热水箱和恒温冷水箱，恒温热水箱和恒温冷水箱通过闸阀均连通用户盘管，恒温热水箱通过沐浴热水主管道连通用户沐浴喷头。
2.按权利要求1所述的高层建筑太阳能温室屋顶发电供热制冷系统，其特征在于：连接用户盘管的供暖热水主管道装有闸阀。
3.按权利要求1所述的高层建筑太阳能温室屋顶发电供热制冷系统，其特征在于：连接用户盘管的冷水主管道装有闸阀。
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