CN108645068A - 一种利用光伏或风力发电的电能压缩空气制冷的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种利用光伏或风力发电的电能压缩空气制冷的系统，包括：空气压缩机(1)，光伏或风力发电系统输出的电能，驱动其压缩空气；高压气体储存装置(2)，压缩空气储存在其中并被分散或整体埋入建筑物的周围以备制冷；空气压缩机(1)以及高压气体储存装置(2)通过输气管(3)连接；每个高压气体储存装置(2)配置一个阀门(4)，用于控制气体总管路的阀门(4)安装在输气管(3)上，控制流入高压气体储存装置(2)内的压缩空气的流量；盘管(6)，设置在建筑物内，盘管(6)内的空气温度升高后直接对空排放；一个或多个压力表(5)，安装在输气管(3)上，实时监测输气管(3)内的压缩空气压力，保证制冷安全。

Description

一种利用光伏或风力发电的电能压缩空气制冷的系统
技术领域
本发明涉及制冷技术领域，特别是涉及一种利用光伏或风力发电的电能压缩空气制冷的系统。
背景技术
从理论上讲，太阳能制冷可由太阳能光电转换制冷和太阳能光热转换制冷两种途径来实现。
太阳能光电转换制冷是通过太阳能电池将太阳能转换成电能，再用电能驱动常规的压缩式制冷机。在目前太阳能电池成本较高的情况下，对于相同的制冷功率，太阳能光电转换制冷系统的成本要比太阳能光热转换制冷系统的成本高出许多，目前尚难推广使用。
太阳能光热转换制冷是将太阳能转换成热能，再利用热能驱动制冷机制冷，主要有太阳能吸收式制冷系统、太阳能吸附式制冷系统和太阳能喷射式制冷系统。其中，技术最成熟、应用最多的是太阳能吸收式制冷。然而就目前技术而言空气压缩的效率较低、该过程比较耗能。
另外，我们也不可能用电网的电能去大规模的压缩空气制冷，这样反而得不偿失。
因此，需要新的思路或者技术。
发明内容
为了克服现有技术存在的上述问题，本发明提供一种利用光伏或风力发电的电能压缩空气制冷的系统，该系统部分属于太阳能光电转换制冷，然而与光伏发电驱动常规压缩式制冷机制冷有本质不同，其发明构思在于：本系统首先通过光伏(风力)发电系统产生的电能驱动空气压缩机，将空气大规模的压缩储存，如在建筑物周围埋入高压储气罐，需要制冷时，使储气罐内的压缩气体经布置在地面、墙面内部的微管道循环，管道内的气体体积迅速膨胀，吸收周围的热量，使房间内温度下降。本发明中的电能来自光伏发电系统，可得到最佳的系统匹配：即越是阳光照射强烈、气温高的天气，光伏发电系统输出的功率越大，压缩空气的能力越大，制冷的效果越好。前期施工成本“可能”较高，考虑应用在大型公共场所，不仅可以制冷，还可以通风，其综合效益较高。
本发明的目的在于提供一种利用光伏或风力发电的电能压缩空气制冷的系统，包括：
空气压缩机(1)，光伏或风力发电系统所输出的电能，驱动所述空气压缩机(1)压缩空气；
高压气体储存装置(2)，经所述空气压缩机(1)压缩的空气储存在所述高压气体储存装置(2)中，所述高压气体储存装置(2)被分散或整体埋入建筑物的周围以备制冷；
输气管(3)，所述空气压缩机(1)以及所述高压气体储存装置(2)通过输气管(3)连接；
多个阀门(4)，每个高压气体储存装置(2)配置一个阀门(4)，用于控制气体总管路的阀门(4)安装在所述输气管(3)上，控制流入所述高压气体储存装置(2)内的压缩空气的流量，需要制冷时，打开相应高压气体储存装置(2)配置的阀门(4)，压缩空气经管道流入建筑物内的盘管(6)；
盘管(6)，设置在建筑物内，用于接收并容纳流入的压缩空气，所述压缩空气在所述盘管(6)内体积迅速膨胀汽化吸收周围的热量，使建筑物内的温度降低，所述盘管(6)内的空气温度升高后直接对空排放。
优选的，还包括一个或多个压力表(5)，安装在所述输气管(3)上，实时监测所述输气管(3)内的压缩空气压力，保证制冷安全。
优选的，所述盘管(6)上增设微孔，同时用于散热和通风。
优选的，所述高压气体储存装置(2)为高压气瓶。
优选的，对于风力发电系统输出电能作为压缩空气制冷系统电能输入的情况，所述风力发电系统的风叶与所述空气压缩机(1)直接连接，所述叶片旋转的机械能直接推动所述空气压缩机(1)。
本发明提供的压缩空气制冷系统具有如下有益效果：
1、通过光伏(风力)发电压缩空气，使用压缩空气给建筑物制冷的系统，无污染，系统稳定可靠，无污染，环境亲和力好。
2、系统匹配好，越是需要制冷的环境，其制冷效果越好；
3、制冷剂为压缩空气，取之不尽用之不竭，并且压缩空气可以大规模的存储，不受季节限制，能够跨季节存储，例如在不需要制冷的季节例如冬季，也可以将光伏(风力)的电能转化为压缩空气进行存储，在需要制冷的季节用来进行制冷。这样有利于能源的转化和存储。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。本发明的目标及特征考虑到如下结合附图的描述将更加明显，附图中：
附图1为根据本发明实施例的利用光伏或风力发电的电能压缩空气制冷的系统结构示意图。
图中，1-空气压缩机；2-高压气体储存装置；3-输气管；4-阀门；5-压力表；6-盘管。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明，但并不用来限制本发明的保护范围。
众所周知，物体分为三种状态：固态、液态、气态。固态转化成液态，液态转化成气态，是吸热的过程，反之是放热的过程。当把空气压缩成液态(或近似液态的状态)，使之经控制系统吹出，其体积迅速膨胀，会吸收周围的热量，产生制冷的效果。本实施例是采用光伏或风力发电输出的电能大规模的压缩空气，在炎热的夏季给建筑物制冷的一种系统。
参见图1，该系统包括：
空气压缩机1，光伏或风力发电系统所输出的电能，驱动空气压缩机1压缩空气；
高压气体储存装置2，经空气压缩机1压缩的空气储存在高压气体储存装置2中，高压气体储存装置2被分散或整体埋入建筑物的周围以备制冷，本实施例采用普通高压气瓶；
输气管3，空气压缩机1以及高压气体储存装置2通过输气管3连接；
多个阀门4，每个高压气体储存装置2配置一个阀门4，用于控制气体总管路的阀门4安装在输气管3上，控制流入高压气体储存装置2内的压缩空气的流量，需要制冷时，打开相应高压气体储存装置2配置的阀门4，压缩空气经管道流入建筑物内的盘管6；
一个或多个压力表5，安装在输气管3上，实时监测输气管3内的压缩空气压力，保证制冷安全；
盘管6，设置在建筑物内，用于接收并容纳流入的压缩空气，压缩空气在所述盘管6内体积迅速膨胀汽化吸收周围的热量，使建筑物内的温度降低，盘管6内的空气温度升高后直接对空排放。
本实施例中，盘管6上增设微孔，同时用于散热和通风。
本实施例是针对风力发电系统输出电能作为压缩空气制冷系统电能输入的情况，还可以将风力发电系统的风叶与空气压缩机1直接连接，叶片旋转的机械能直接推动所述空气压缩机1。无需将风力的机械能转换成电能，电能驱动空气压缩机，提高能量利用率
本实施例的压缩空气制冷系统具有如下有益效果：
1、通过光伏(风力)发电压缩空气，使用压缩空气给建筑物制冷的系统，无污染，系统稳定可靠，无污染，环境亲和力好，可直接排放，不会对环境造成污染。
2、系统匹配好，越是需要制冷的环境，其制冷效果越好；
3、制冷剂为压缩空气，取之不尽用之不竭，并且压缩空气可以大规模的存储，不受季节限制，能够跨季节存储，例如在不需要制冷的季节例如冬季，也可以将光伏(风力)的电能转化为压缩空气进行存储，在需要制冷的季节用来进行制冷。这样有利于能源的转化和存储。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时本领域的一般技术人员，根据本发明的实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种利用光伏或风力发电的电能压缩空气制冷的系统，其特征在于包括：空气压缩机(1)，光伏或风力发电系统所输出的电能，驱动所述空气压缩机(1)压缩空气；
高压气体储存装置(2)，经所述空气压缩机(1)压缩的空气储存在所述高压气体储存装置(2)中，所述高压气体储存装置(2)被分散或整体埋入建筑物的周围以备制冷；
输气管(3)，所述空气压缩机(1)以及所述高压气体储存装置(2)通过输气管(3)连接；
多个阀门(4)，每个高压气体储存装置(2)配置一个阀门(4)，用于控制气体总管路的阀门(4)安装在所述输气管(3)上，控制流入所述高压气体储存装置(2)内的压缩空气的流量，需要制冷时，打开相应高压气体储存装置(2)配置的阀门(4)，压缩空气经管道流入建筑物内的盘管(6)；
盘管(6)，设置在建筑物内，用于接收并容纳流入的压缩空气，所述压缩空气在所述盘管(6)内体积迅速膨胀汽化吸收周围的热量，使建筑物内的温度降低，所述盘管(6)内的空气温度升高后直接对空排放。
2.根据权利要求1所述的一种利用光伏或风力发电的电能压缩空气制冷的系统，其特征在于：还包括一个或多个压力表(5)，安装在所述输气管(3)上，实时监测所述输气管(3)内的压缩空气压力，保证制冷安全。
3.根据权利要求1所述的一种利用光伏或风力发电的电能压缩空气制冷的系统，其特征在于：所述盘管(6)上增设微孔，同时用于散热和通风。
4.根据权利要求1所述的一种利用光伏或风力发电的电能压缩空气制冷的系统，其特征在于：所述高压气体储存装置(2)为高压气瓶。
5.根据权利要求1所述的一种利用光伏或风力发电的电能压缩空气制冷的系统，其特征在于：对于风力发电系统输出电能作为压缩空气制冷系统电能输入的情况，所述风力发电系统的风叶与所述空气压缩机(1)直接连接，所述叶片旋转的机械能直接推动所述空气压缩机(1)。
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