CN105953321A - 太阳能多联产能源系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种太阳能多联产能源系统。所述太阳能多联产能源系统包括源端系统及末端系统，所述源端系统与所述末端系统连接，所述源端系统包括源端太阳能辐射板及源端辅助系统，所述源端太阳能辐射板可收集太阳能、空气能、太空冷或空气冷，所述源端辅助系统包括热泵及蓄能系统，所述源端太阳能辐射板通过所述热泵与所述蓄能系统连接，所述蓄能系统可蓄热能或冷能，多源热泵、跨季节蓄能和短期蓄能，所述末端系统分别与所述蓄能系统及用户连接。本发明的太阳能多联产能源系统通过吸收太阳能辐射、太空辐射能和空气能等清洁能源，利用蓄能系统等辅助能源系统，科学搭配末端设备，为建筑提供电、热、冷及热水等能源。

Description

太阳能多联产能源系统
技术领域
本发明涉及太阳能装置领域，特别涉及一种太阳能多联产能源系统。
背景技术
太阳能光热光电空气冷的综合利用技术是将聚光、分光、热电联用等技术集成，通过对太阳能全波段能量进行一体化地利用，可极大地提高太阳能的利用效率，降低成本，具有重要的研究价值和市场应用价值。传统应用太阳能一般为短期蓄热，不能蓄空气冷，对冷能的储存及利用少，不能跨季蓄热需冷，且现有太阳能设备能源浪费多，不节能不环保。
发明内容
为了解决现有太阳能对冷能储存利用率少、不能跨季蓄热需冷、且不节能不环保的技术问题，本发明提供一种对冷能储存利用率高、能跨季蓄热需冷、且节能环保的太阳能多联产能源系统。
本发明提供的太阳能多联产能源系统，包括源端系统及末端系统，所述源端系统与所述末端系统连接，所述源端系统包括源端太阳能辐射板及源端辅助系统，所述源端太阳能辐射板可收集太阳能、空气能、太空冷或空气冷，所述源端辅助系统包括热泵及蓄能系统，所述源端太阳能辐射板通过所述热泵与所述蓄能系统连接，所述蓄能系统可蓄热能或冷能，所述蓄能系统包括跨季节蓄能，所述末端系统为低温差辐射末端系统，分别与所述蓄能系统及用户连接。
在本发明提供的太阳能多联产能源系统的一种较佳实施例中，所述源端太阳能辐射板为源端太阳能电池板耦合辐射板，具有用电负载，所述蓄能系统还包括蓄电能系统，所述蓄电能系统与所述末端系统连接，所述末端系统包括电能末端系统，所述电能末端系统与用户连接。
在本发明提供的太阳能多联产能源系统的一种较佳实施例中，所述末端系统包括布管末端，所述布管末端与所述蓄能系统连接，所述布管末端设于用户房屋踢脚线下，或地板，或墙体位置。
在本发明提供的太阳能多联产能源系统的一种较佳实施例中，所述末端系统还包括对流除湿，所述对流除湿包括自然对流除湿或强制对流除湿，所述自然对流除湿或所述强制对流除湿分别与所述蓄能系统连接。
在本发明提供的太阳能多联产能源系统的一种较佳实施例中，所述源端太阳能辐射板为墙面型建筑一体化辐射板或屋面型建筑一体化辐射板。
在本发明提供的太阳能多联产能源系统的一种较佳实施例中，所述蓄能系统包括厚重围护结构、热容管路系统及地下蓄能结构，所述厚重围护结构围设于所述热容管路系统，所述地下蓄能结构设于地下土壤层，所述地下蓄能结构与所述热容管路系统连接。
在本发明提供的太阳能多联产能源系统的一种较佳实施例中，所述蓄能系统还包括相变围护结构材料，所述相变围护结构材料具有良好的导热性能。
在本发明提供的太阳能多联产能源系统的一种较佳实施例中，所述末端系统还包括低温差辐射末端系统、地板辐射采暖、风机盘管或毛细管，所述低温差辐射末端系统、所述地板辐射采暖、所述风机盘管或所述毛细管分别与所述蓄能系统连接。
在本发明提供的太阳能多联产能源系统的一种较佳实施例中，所述蓄能系统还包括辅助热泵系统，所述辅助热泵系统包括热传感器及热泵，所述热传感器设于所述蓄能系统，所述热传感器与所述热泵连接，所述热泵与所述末端系统连接。
在本发明提供的太阳能多联产能源系统的一种较佳实施例中，所述源端辅助系统还包括多源热泵和短期蓄能，所述多源热泵与所述蓄能系统连接，所述短期蓄能设于所述蓄能系统。
相对于现有技术，本发明的太阳能多联产能源系统具有如下的有益效果：
一、通过吸收太阳能辐射、太空辐射能和空气能等清洁能源，利用蓄能系统等辅助能源系统，科学搭配末端设备，为建筑提供电、热、冷及热水等能源，能长期蓄热，能蓄空气冷，对冷能的储存及利用高，能跨季蓄热需冷，且现有太阳能设备能源浪费少，充分利用可再生能源，节能环保，实现具有经济意义的辐射板供暖制冷及提供热水冷水；对于新建建筑，本系统初始投资与传统供暖方式相差无几，大规模、大体量建筑按面积指标核算投资比较经济；作为可再生能源利用系统，其后续运行费用很低，运营成本性价比最佳；一体化隐蔽工程与建筑同寿命，维护操作方便；引入了新能源，传统电力增容及配套费用可省。
二、所述源端太阳能辐射板能与建筑完美结合，既可以作为建筑单元构件也可以作为建筑外装饰，实现完美的建筑一体化，不论是新建建筑，还是旧建筑改造，所有民用建筑和工业建筑都能使用；所述末端系统的所述布管末端铺设于地面、踢脚线等处，可实现所述末端系统与内部围护结构的一体化，而且仅墙面与地面的交角附近的管路对建筑结构、室内地面或墙面装修没有影响，释放了建筑室内空间。
三、与现有系统易结合，与现有供暖系统兼容性好：所述源端 系统可与地源、水源、余热、废热、深层地热等资源方便结合；所述末端系统，可与风机盘管、散热片、地板辐射、吊顶辐射、毛细辐射等各类系统结合使用，采用低温差辐射末端系统可达到最优、最经济的效果。
四、所述源端太阳能辐射板接受太阳照射，收集太阳能、空气能，为建筑室内供暖，所述源端太阳能辐射板不接受太阳照射时，收集太空冷、空气冷，为建筑室内提供制冷，同时提供冷热；所述跨季节蓄能在春、夏、秋三季、有阳光蓄热，冬季或低温、无阳光时蓄冷；所述蓄能系统根据当地土壤、地下水情况，选择采用不同的蓄能技术。将收集的能量存储于地下，利用土壤恒温层的蓄能和保温能力，提高能量收集和使用效率。地下蓄能技术结合太阳能辐射板技术，将春、夏、秋三季储蓄的热量用于冬季供暖，冬季储蓄的冷量用于夏季制冷，室内低温差辐射板末端技术的耦合可将地下蓄能技术的优势更好地发挥出来；所述低温差辐射末端系统为室内供能：将低温差辐射末端置于室内地面、墙面或踢脚线等位置，并在管路外侧辅以强化传热措施，实现末端系统与围护结构的一体化；冬季供暖期可用低至30℃的热介质保证室温不低于18℃，降低了能源品位，提高了可再生能源的利用效率；采用所述源端太阳能电池板耦合辐射板、所述蓄电能系统，及所述电能末端系统，可将电能储存利用；利用所述多源热泵辅助设备，释放蓄能系统的能量，利用其它可再生能源或电力系统，高效的输送冷、热能量；太阳能辐射板结合地下蓄能技术为建筑提供冷暖，结合室内低温差辐射末端，可实现太阳能源、太空冷源、空气源的高效综合利用。当地下蓄能不能满足室内末端需求时，需要能量级别提升装置——所述辅助热泵系统，在源端提供能力不足时，保证所建立的建筑供暖系统可以满足建筑舒适度需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1是本发明提供的太阳能多联产能源系统一较佳实施例的结构示意图；
图2是图1所示的太阳能多联产能源系统的蓄能系统一较佳实施例的结构示意图；
图3是图1所示的太阳能多联产能源系统的辅助热泵系统一较佳实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，是本发明提供的太阳能多联产能源系统一较佳实施例的结构示意图。
所述太阳能多联产能源系统包括源端系统11及末端系统12。所述源端系统11与所述末端系统12连接。所述末端系统12为低温差辐射末端系统。
所述源端系统11包括源端太阳能辐射板111及源端辅助系统112。
所述源端太阳能辐射板111可收集太阳能、空气能、太空冷或空 气冷，为墙面型建筑一体化辐射板或屋面型建筑一体化辐射板，或源端太阳能电池板耦合辐射板，所述源端太阳能辐射板111具有用电负载。
所述源端辅助系统112包括热泵201、蓄能系统202及多源热泵203。所述热泵201及所述多源热泵203与所述蓄能系统202连接。
所述源端太阳能辐射板111通过所述热泵201与所述蓄能系统202连接。所述蓄能系统202可蓄热能或冷能。所述蓄能系统202包括跨季节蓄能2021、蓄电能系统2022及短期蓄能2023。所述末端系统12分别与所述蓄能系统202及用户连接，所述蓄电能系统2022与所述末端系统12连接，所述短期蓄能2023设于所述蓄能系统202。
所述末端系统12包括电能末端系统121、布管末端122、对流除湿123。所述电能末端系统121与用户连接，所述蓄电能系统2022与所述电能末端系统121连接。所述布管末端122与所述蓄能系统202连接，所述布管末端122设于用户房屋踢脚线下，或地板，或墙体位置。所述对流除湿123包括自然对流除湿1231或强制对流除湿1232。所述自然对流除湿1231或所述强制对流除湿1232分别与所述蓄能系统202连接。
所述末端系统12还包括地板辐射采暖(图中未标注)、风机盘管(图中未标注)或毛细管(图中未标注)，所述地板辐射采暖、所述风机盘管或所述毛细管分别与所述蓄能系统202连接。
请再次参阅图2，是图1所示的太阳能多联产能源系统的蓄能系统202一较佳实施例的结构示意图。
所述蓄能系统202包括厚重围护结构2023、热容管路系统2024、地下蓄能结构2025及相变围护结构材料2026。所述厚重围护结构2023围设于所述热容管路系统2024，所述地下蓄能结构2025设于地下土壤层，所述地下蓄能结构2025与所述热容管路系统2024连接， 所述相变围护结构材料2026具有良好的导热性能。
请再次参阅图3，是图1所示的太阳能多联产能源系统的辅助热泵系统2027一较佳实施例的结构示意图。
所述蓄能系统202还包括辅助热泵系统2027。所述辅助热泵系统2027包括热传感器270及热泵271。所述热传感器270设于所述蓄能系统202，所述热传感器270与所述热泵271连接，所述热泵271与所述末端系统12连接。
本发明的太阳能多联产能源系统100及其测量方法具有如下的有益效果：
一、通过吸收太阳能辐射、太空辐射能和空气能等清洁能源，利用所述蓄能系统202等辅助能源系统，科学搭配末端设备，为建筑提供电、热、冷及热水等能源，能长期蓄热，能蓄空气冷，对冷能的储存及利用高，能跨季蓄热需冷，且现有太阳能设备能源浪费少，充分利用可再生能源，节能环保，实现具有经济意义的辐射板供暖制冷及提供热水冷水；对于新建建筑，本系统初始投资与传统供暖方式相差无几，大规模、大体量建筑按面积指标核算投资比较经济；作为可再生能源利用系统，其后续运行费用很低，运营成本性价比最佳；一体化隐蔽工程与建筑同寿命，维护操作方便；引入了新能源，传统电力增容及配套费用可省。
二、所述源端太阳能辐射板111能与建筑完美结合，既可以作为建筑单元构件也可以作为建筑外装饰，实现完美的建筑一体化，不论是新建建筑，还是旧建筑改造，所有民用建筑和工业建筑都能使用；所述末端系统12的所述布管末端121铺设于地面、踢脚线等处，可实现所述末端系统12与内部围护结构的一体化，而且仅墙面与地面的交角附近的管路对建筑结构、室内地面或墙面装修没有影响，释放了建筑室内空间。
三、与现有系统易结合，与现有供暖系统兼容性好：所述源端系统11可与地源、水源、余热、废热、深层地热等资源方便结合；所述末端系统12，可与风机盘管、散热片、地板辐射、吊顶辐射、毛细辐射等各类系统结合使用，采用低温差辐射末端系统可达到最优、最经济的效果。
四、所述源端太阳能辐射板111接受太阳照射，收集太阳能、空气能，为建筑室内供暖，所述源端太阳能辐射板111不接受太阳照射时，收集太空冷、空气冷，为建筑室内提供制冷，同时提供冷热；所述跨季节蓄能在春、夏、秋三季、有阳光蓄热，冬季或低温、无阳光时蓄冷；所述蓄能系统202根据当地土壤、地下水情况，选择采用不同的蓄能技术。将收集的能量存储于地下，利用土壤恒温层的蓄能和保温能力，提高能量收集和使用效率。地下蓄能技术结合太阳能辐射板技术，将春、夏、秋三季储蓄的热量用于冬季供暖，冬季储蓄的冷量用于夏季制冷，室内低温差辐射板末端技术的耦合可将地下蓄能技术的优势更好地发挥出来；所述低温差辐射末端系统为室内供能：将低温差辐射末端置于室内地面、墙面或踢脚线等位置，并在管路外侧辅以强化传热措施，实现末端系统与围护结构的一体化；冬季供暖期可用低至30℃的热介质保证室温不低于18℃，降低了能源品位，提高了可再生能源的利用效率；采用所述源端太阳能电池板耦合辐射板、所述蓄电能系统2022，及所述电能末端系统121，可将电能储存利用；利用所述多源热泵203辅助设备，释放蓄能系统202的能量，利用其它可再生能源或电力系统，高效的输送冷、热能量；太阳能辐射板结合地下蓄能技术为建筑提供冷暖，结合室内低温差辐射末端，可实现太阳能源、太空冷源、空气源的高效综合利用。当地下蓄能不能满足室内末端需求时，需要能量级别提升装置——所述辅助热泵系统2027，在源端提供能力不足时，保证所建立的建筑供暖系统可以 满足建筑舒适度需求。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种太阳能多联产能源系统，其特征在于，包括源端系统及末端系统，所述源端系统与所述末端系统连接，所述源端系统包括源端太阳能辐射板及源端辅助系统，所述源端太阳能辐射板可收集太阳能、空气能、太空冷或空气冷，所述源端辅助系统包括热泵及蓄能系统，所述源端太阳能辐射板通过所述热泵与所述蓄能系统连接，所述蓄能系统可蓄热能或冷能，所述蓄能系统包括跨季节蓄能，所述末端系统为低温差辐射末端系统，分别与所述蓄能系统及用户连接。
2.根据权利要求1所述的太阳能多联产能源系统，其特征在于，所述源端太阳能辐射板为源端太阳能电池板耦合辐射板，具有用电负载，所述蓄能系统还包括蓄电能系统，所述蓄电能系统与所述末端系统连接，所述末端系统包括电能末端系统，所述电能末端系统与用户连接。
3.根据权利要求1所述的太阳能多联产能源系统，其特征在于，所述末端系统包括布管末端，所述布管末端与所述蓄能系统连接，所述布管末端设于用户房屋踢脚线下，或地板，或墙体位置。
4.根据权利要求3所述的太阳能多联产能源系统，其特征在于，所述末端系统还包括对流除湿，所述对流除湿包括自然对流除湿或强制对流除湿，所述自然对流除湿或所述强制对流除湿分别与所述蓄能系统连接。
5.根据权利要求1所述的太阳能多联产能源系统，其特征在于，所述源端太阳能辐射板为墙面型建筑一体化辐射板或屋面型建筑一体化辐射板。
6.根据权利要求1所述的太阳能多联产能源系统，其特征在于，所述蓄能系统包括厚重围护结构、热容管路系统及地下蓄能结构，所述厚重围护结构围设于所述热容管路系统，所述地下蓄能结构设于地下土壤层，所述地下蓄能结构与所述热容管路系统连接。
7.根据权利要求1所述的太阳能多联产能源系统，其特征在于，所述蓄能系统还包括相变围护结构材料，所述相变围护结构材料具有良好的导热性能。
8.根据权利要求1所述的太阳能多联产能源系统，其特征在于，所述末端系统还地板辐射采暖、风机盘管或毛细管，所述低温差辐射末端系统、所述地板辐射采暖、所述风机盘管或所述毛细管分别与所述蓄能系统连接。
9.根据权利要求1所述的太阳能多联产能源系统，其特征在于，所述蓄能系统还包括辅助热泵系统，所述辅助热泵系统包括热传感器及热泵，所述热传感器设于所述蓄能系统，所述热传感器与所述热泵连接，所述热泵与所述末端系统连接。
10.根据权利要求1所述的太阳能多联产能源系统，其特征在于，所述源端辅助系统还包括多源热泵和短期蓄能，所述多源热泵与所述蓄能系统连接，所述短期蓄能设于所述蓄能系统。
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