CN105241073A - 一种太阳能电冷热利用系统 - Google Patents

Abstract

本发明的太阳能电冷热利用系统，特征在于：包括太阳能光伏发电系统、蓄电池组、空气集热器、取暖用户端、湿垫蒸发制冷系统以及控制电路部分，空气集热器的进、出气口分别连接进气、出气管道，鼓入的空气经空气集热管和/或电加热装置进行加热，离心风机二将加热后的空气送入取暖用户端和/或湿垫蒸发制冷系统中，以分别进行制热、制冷。本发明的太阳能电冷热利用系统，解决了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，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，拓宽了太阳能的利用领域，节约了能源，结构紧凑，系统制造安装方便，有益效果显著，可广泛应用。

Description

一种太阳能电冷热利用系统

技术领域

本发明涉及一种太阳能电冷热利用系统，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。

发明内容

本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种太阳能电冷热利用系统。

本发明的太阳能电冷热利用系统，其特别之处在于：包括太阳能光伏发电系统、蓄电池组、空气集热器、取暖用户端、湿垫蒸发制冷系统以及控制电路部分，太阳能光伏发电系统用于将太阳能转化为电能，并存储在蓄电池组中，蓄电池组给用电器件提供电能；空气集热器的进气口连接有进气管道，出气口连接有出气管道，进气管道上设置有离心风机一和空气调节阀一，出气管道上设置有电加热装置、温度控制器、离心风机二和空气调节阀二，出气管道经输气管道一、输气管道四分别与取暖用户端、湿垫蒸发制冷系统相通；温控控制器控制电加热装置对空气的加热温度；

离心风机一经进气管道向空气集热管中鼓入带加热空气，鼓入的空气经空气集热管和/或电加热装置进行加热，空气调节阀一和空气调节阀二用于调节空气流量；离心风机二将加热后的空气送入取暖用户端和/或湿垫蒸发制冷系统中，以分别进行制热、制冷。

本发明的太阳能电冷热利用系统，所述控制电路部分由逆变器、控制单元一和控制单元二组成，太阳能光伏发电系统的输出经导线与逆变器相连接，逆变器用于将输出的直流电转化为交流电，控制单元一控制蓄电池组的充电；进气管道和出气管道上分别设置有空气流量计一和空气流量计二，控制单元二的输出端分别与离心风机一、空气调节阀一、电加热装置、离心风机二和空气调节阀相连接，控制单元二的输入端分别与空气流量计一和空气流量计二相连接。

本发明的太阳能电冷热利用系统，包括烘手用户端和衣物干燥用户端，烘手用户端、衣物干燥用户端分别经输气管道二、输气管道三与出气管道相连通。

本发明的太阳能电冷热利用系统，所述湿垫蒸发制冷系统由与给水管路相连接的洒水喷头、设置于给水管路上的电动阀、湿垫和水位控制仪组成，洒水喷头位于湿垫的顶部，通过给湿垫喷水使湿垫蒸发制冷，水位控制仪通过对电动阀的控制实现对湿垫蒸发制冷系统中的水位控制。

本发明的有益效果是：本发明的太阳能电冷热利用系统，太阳能光伏发电系统将太阳能转化为电能，并存储在蓄电池组中，以对电路中器件进行供电；离心风机一经进气管道将空气鼓入空气集热器，空气经空气集热器和/或电加热装置的加热后，被送入房间中的取暖用户端或湿垫蒸发系统系统中，以分别实现制热、制冷，利用太阳能实现了房间的制冷和制热，拓宽了太阳能的利用领域，节约了能源，结构紧凑，系统制造安装方便，有益效果显著，可广泛应用。

本发明的太阳能电冷热利用系统，解决了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，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。

附图说明

图1为本发明的太阳能电冷热利用系统的原理图。

图中：1太阳能光伏发电系统，2、4、6、8、10、13、14均为导线，11、15数据采集线，12、16、17控制线，3逆变器，5控制单元一，7蓄电池组，9控制单元二，18离心风机一，19流量计一，20空气调节阀一，21进气管道，22进气口，23空气集热器，24出气口，25出气管道，26温度控制器，27电加热装置，28离心风机二，29空气流量计二，30空气调节阀二，31输气管道一，32取暖用户端，33输气管道二，34烘手用户端，35输气管道三，36衣物干燥用户端，37输气管道四，38湿垫，39洒水喷头，40电动阀，41水位控制仪，42湿垫蒸发制冷系统。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，给出了本发明的太阳能电冷热利用系统的原理图，其包括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，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进行流量调节。

离心风机一18的进气端与进气管道连接21，用于向进气管道21中鼓入空气。进气管道21上安装空气流量计一19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、输气管道二33、输气管道三35、输气管道四37连接；输气管道一31、输气管道二33、输气管道三35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。

工作原理如下：

夏季，阳光充足的情况下：

太阳光线照射到太阳能光伏发电系统1的太阳电池组件上，太阳电池组件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。由于阳光充足，电能过剩，电能除启动离心风机一18、离心风机二28、空气流量计一19、空气流量计二29、空气调节阀一20、空气调节阀二30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将离心风机一18、离心风机二28、空气流量计一19、空气流量计二29、空气调节阀一20、空气调节阀二30、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抽进真空管组成的空气集热器23的空气经空气集热器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、输气管三35、输气管四37；输气管道二33的热空气用于烘手；输气管道三35的热空气用于衣物干燥。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。

冬季，环境温度较低的情况下，

太阳光线照射到太阳能光伏发电系统1的太阳电池组件上，太阳电池组件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。白天除启动离心风机外，由太阳能光伏发电系统1转化的电能通过蓄电池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、离心风机二28、空气流量计一19、空气流量计二29、空气调节阀一20、空气调节阀二30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、输气管道二33和输气管道三35；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的热空气用于衣物干燥。

Claims (4)

1.一种太阳能电冷热利用系统，其特征在于：包括太阳能光伏发电系统（1）、蓄电池组（7）、空气集热器（23）、取暖用户端（32）、湿垫蒸发制冷系统（42）以及控制电路部分，太阳能光伏发电系统用于将太阳能转化为电能，并存储在蓄电池组中，蓄电池组给用电器件提供电能；空气集热器的进气口（22）连接有进气管道（21），出气口（24）连接有出气管道（25），进气管道上设置有离心风机一（18）和空气调节阀一（20），出气管道上设置有电加热装置（27）、温度控制器（26）、离心风机二（28）和空气调节阀二（30），出气管道经输气管道一（31）、输气管道四（37）分别与取暖用户端（32）、湿垫蒸发制冷系统（42）相通；温控控制器控制电加热装置对空气的加热温度；

离心风机一经进气管道向空气集热管中鼓入带加热空气，鼓入的空气经空气集热管和/或电加热装置进行加热，空气调节阀一和空气调节阀二用于调节空气流量；离心风机二将加热后的空气送入取暖用户端和/或湿垫蒸发制冷系统中，以分别进行制热、制冷。

2.根据权利要求1所述的太阳能电冷热利用系统，其特征在于：所述控制电路部分由逆变器（3）、控制单元一（5）和控制单元二（9）组成，太阳能光伏发电系统（1）的输出经导线与逆变器相连接，逆变器用于将输出的直流电转化为交流电，控制单元一控制蓄电池组的充电；进气管道（21）和出气管道（25）上分别设置有空气流量计一（19）和空气流量计二（29），控制单元二的输出端分别与离心风机一（18）、空气调节阀一（20）、电加热装置（27）、离心风机二（28）和空气调节阀（30）相连接，控制单元二的输入端分别与空气流量计一和空气流量计二相连接。

3.根据权利要求1或2所述的太阳能电冷热利用系统，其特征在于：包括烘手用户端（34）和衣物干燥用户端（36），烘手用户端、衣物干燥用户端分别经输气管道二（33）、输气管道三（35）与出气管道（25）相连通。

4.根据权利要求1或2所述的太阳能电冷热利用系统，其特征在于：所述湿垫蒸发制冷系统（42）由与给水管路相连接的洒水喷头（39）、设置于给水管路上的电动阀（40）、湿垫（38）和水位控制仪（41）组成，洒水喷头位于湿垫的顶部，通过给湿垫喷水使湿垫蒸发制冷，水位控制仪通过对电动阀的控制实现对湿垫蒸发制冷系统中的水位控制。