CN109916112A - 建筑一体化雨水收集、风光制冷热、跨季多能互补利用系统 - Google Patents

建筑一体化雨水收集、风光制冷热、跨季多能互补利用系统 Download PDF

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Abstract

本发明提出了建筑一体化雨水收集、风光制冷热、跨季多能互补利用系统，包括楼房主体、风力热泵一体机、热水池、冷水池。该系统可以收集光能和风能，首先用来制热、制冷并储存，当风能超出热泵所需时，链接同轴发电机和水泵，进行发电和制备纯净水，然后供给房屋内用电消耗，再多余的电加光伏电可电解水产生氢气储入地下氢气室作为燃料电池发电和厨房燃料使用，当风小风停但光照强烈时，则光伏电将根据预先设定的参数，去开动电动机带压缩机制冷制热或电解水制氢，为房屋提供清洁能源，而且可以利用自然的冷热加上人工机械排放的所谓“废冷”、“废热”等能量在夏季蓄热、冬季蓄冷，供反季节跨季节降温、供暖使用，节约资源，提高能源利用率。

Description

建筑一体化雨水收集、风光制冷热、跨季多能互补利用系统
技术领域
本发明涉及能源利用技术领域，尤其是涉及建筑一体化雨水收集、风光制冷热、跨季多能互补利用系统。
背景技术
现有技术对资源和能量的利用只注重需要时再临时去挖掘，例如没水了就打深井，冬季来临再到冷风冷水里面去吸取热能。没有未雨绸缪的事先储存。
海绵城市，是新一代城市雨洪管理概念，是指城市在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的“弹性”，也可称之为“水弹性城市”。国际通用术语为“低影响开发雨水系统构建”。下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。
这种方式储存的水只注重了水的资源属性，忽视了水还可以蕴含储存巨大能量的能源属性。其实在夏季可以主动的获取更多热能，收集热雨水后还可利用人工阳光、热泵等加热器来获得更热的热水，另外把各种“废热”导入热水池，储存热能供冬季取暖使用。冬季收集了冷雨水后可以将外部冷空气的冷和热泵制热伴生的副产品，实际上却是高能效比制冷排放的“废冷”二冷叠加的“冷能”导入冷水池中，获得高能量密度相变的低温冰、水混合物供夏季降温使用。
水源热泵是目前空调系统中能效比(COP值)最高的制冷、制热方式，理论计算可达到7，实际运行为4—6。水源的温度只是对比空气来说“相对恒定”，仍然跟随季节和空气的变化有所变化，不能在当季给出最理想的温差。而配合海绵城市修建的人工冷、热水池人为的加大保持了更大温差，可跨季节反季节直接利用，也让当季辅助运行的热泵机组可充分利用极端温差换热获取最佳能效比，预计运行(COP值)为6--8。
地源热泵需要较高的钻井费用，系统在夏季制冷时，将建筑内多余的热量通过压缩机做功，交换到地下岩土层；冬季供暖时，地源热泵通过压缩机做功，将地下热量提取出来，送入室内为建筑供暖。地源热泵排入地下的能量是会对地埋管周围的岩土层造成比较大的温度影响的，所以地源热泵不能仅仅用作一种功能，如果夏季进行了制冷工作，那么冬季就应该进行供暖，这样在冬夏两季排入地下的能量才能达到平衡。简单概括为：向地下排入多少热量，就应该从地下取出多少热量。而我国只有部分中间地带能够这样，其他寒冷和炎热地区做不到冷热均等，若地下换热管路与岩土交换面积小，岩土又被绝热形成了孤岛，势必造成地源热泵系统地下温度失衡，长期利用不可持续。
而将清洁能源的利用、换热技术和海绵城市扩展而来的地下保温储水池的有机结合，可以充分的利用大自然的资源、冷热能源实现跨季节供暖和降温使用，达到利用资源、能源、零碳排放的效果，建造费用还相对的较低。但是目前并没有一项技术来实现上述设想。
发明内容
本发明提出一种建筑一体化冷热雨水收集保温储存和风能光能结合，风力机械不经“发电机—蓄电池--逆变升压—变频器--电动机”等繁杂中间环节的转换，天然变频的风车轴机械能直接带动热泵压缩机制冷制热、储冷储热、降温供暖增强冬暖夏凉效应的跨季节多能互补利用系统。
本发明的技术方案是这样实现的：
建筑一体化雨水收集、风光制冷热、跨季多能互补利用系统，包括楼房主体、风力热泵一体机、热水池、冷水池，所述楼房主体内部底板上安装有楼板地面换热水盘管，所述楼房主体顶部安装有斜坡式屋顶，所述楼房主体顶部中央固定有顶部安装柱，所述顶部安装柱上方通过螺钉和橡胶减震垫固定有所述风力热泵一体机，所述风力热泵一体机内部通过轴承安装有叶轮转轴，所述叶轮转轴两端各通过螺钉固定有一个转动叶轮，两个所述转动叶轮的叶片交错分布，所述楼房主体下方地表以下设置有所述热水池，所述热水池一侧设置有所述冷水池，地表上设置有连通到所述冷水池和所述热水池的雨水漏斗，所述雨水漏斗上下端均通过螺钉固定有雨水过滤网，所述雨水漏斗下端固定有温控闸阀，所述冷水池和所述热水池内壁上通过箍环固定有温度监测器，所述温度监测器的型号为PT100，所述楼房主体外侧壁上通过螺钉固定有换热装置；
所述顶部安装柱内部设置有垂直固定的换向转轴，所述换向转轴上端通过两组相互啮合的锥齿轮与所述叶轮转轴传动连接，两个水平设置的锥齿轮下端同轴安装有两个啮合在一起的圆柱齿轮，所述换向转轴上由下往上依次固定有高压柱塞水泵、发电电动机和压缩机，所述换向转轴上端通过棘轮与所述风力热泵一体机的动力输出锥齿轮传动连接，所述换向转轴与所述高压柱塞水泵之间安装有离合器，所述发电电动机和所述温度监测器、所述高压柱塞水泵、所述压缩机电连接；
所述换热装置内部通过螺钉固定有第三蒸发器、第二蒸发器、第一蒸发器、第二冷凝器、第一冷凝器，所述压缩机通过回流管道依次连接所述第三蒸发器、所述第二蒸发器、所述第一蒸发器、所述第二冷凝器、所述第一冷凝器，所述压缩机上同样安装有连接所述第三蒸发器、所述第二蒸发器、所述第二冷凝器、所述第一冷凝器的回流管道，所述第一蒸发器和所述第二冷凝器之间的管道上通过管箍安装有节流阀，所述第二蒸发器、所述第二冷凝器一端并联连接在第一进液管上，所述第一进液管下端深入所述冷水池内底部，所述第一进液管上通过管箍安装有小变频水泵，所述第二蒸发器、所述第二冷凝器另一端并联连接在第一回流管上，所述第一回流管连接到所述冷水池内顶部，所述第三蒸发器、所述第一冷凝器一端并联连接在第二进液管上，所述第二进液管下端深入所述热水池内底部，所述第二进液管上同样通过管箍安装有所述小变频水泵，所述第三蒸发器、所述第一冷凝器另一端并联连接在第二回流管上，所述第二回流管连接到所述热水池内顶部。
进一步的，所述楼房主体内部安装有控制箱和小蓄电池组，所述控制箱、所述小蓄电池组与所述小变频水泵、所述温度监测器、所述高压柱塞水泵、所述发电电动机、所述压缩机、所述温控闸阀电连接，所述控制箱内安装有用于自动化控制的PLC单片机。
进一步的，所述第三蒸发器、所述第二蒸发器、所述第一蒸发器的蒸发压力依次变小/大，且均安装有蒸发压力调节器。
进一步的，所述第一蒸发器安装在家用冰箱内。
进一步的，所述顶部安装柱下方通过螺钉固定有纯净水储水箱，所述纯净水储水箱内顶部通过螺钉固定有净水滤芯，所述纯净水储水箱上端通过管道与所述高压柱塞水泵相连接，所述高压柱塞水泵通过管道连接所述热水池内部。
进一步的，所述楼板地面换热水盘管通过管道并联在所述第一回流管和所述第二回流管之间。
进一步的，所述斜坡式屋顶外表面上固定有横向排列热水管的太阳能热水器和覆盖在其上的钙钛矿透明薄膜发电板，所述钙钛矿透明薄膜发电板与所述控制箱、所述小变频水泵、所述高压柱塞水泵、所述压缩机、所述小蓄电池组电连接，所述太阳能热水器上端连接有补水管，所述补水管深入所述热水池内底部，所述补水管上同样通过管箍安装有所述小变频水泵，所述太阳能热水器下端连接有排水管，所述排水管连接到所述热水池内顶部。
进一步的，所述楼房主体外侧通过螺钉固定有电解制氢装置，所述电解制氢装置的型号为CHG-20，所述电解制氢装置与所述控制箱、所述钙钛矿透明薄膜发电板、所述发电电动机、所述小蓄电池组电连接，所述电解制氢装置通过管道连接压缩机、储氢室和氢燃料电池发电电堆，所述电解制氢装置通过管道与所述纯净水储水箱连通。
进一步的，地面上靠近所述冷水池位置安装有鼓风机，所述鼓风机下方通过法兰固定有深入所述冷水池内部的通风盘管，所述鼓风机与所述控制箱、所述钙钛矿透明薄膜发电板、所述发电电动机电连接。
进一步的，所述鼓风机上同样固定有所述温度监测器。
采用了上述技术方案，本发明的有益效果为：该系统可以收集光能和风能，首先用来制热、制冷并储存，当风能超出热泵所需时，链接同轴发电机和水泵，进行发电和制备纯净水，然后供给房屋内用电消耗，再多余的电加光伏电可电解水产生氢气储入地下氢气室作为燃料电池发电和厨房燃料使用，当风小风停但光照强烈时，则光伏电将根据预先设定的参数，去开动电动机带压缩机制冷制热或电解水制氢，为房屋提供清洁能源，而且可以利用自然的冷热加上人工机械排放的所谓“废冷”、“废热”等能量在夏季蓄热、冬季蓄冷，供反季节跨季节降温、供暖使用，节约资源，提高能源利用率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的主视图；
图2为本发明的换热装置结构简图；
图3为本发明的斜坡式屋顶剖视图；
图4为本发明的电路结构框图。
其中：1、楼房主体；2、斜坡式屋顶；3、风力热泵一体机；4、顶部安装柱；5、净水滤芯；6、纯净水储水箱；7、控制箱；8、鼓风机；9、小变频水泵；10、温度监测器；11、冷水池；12、通风盘管；13、热水池；14、雨水过滤网；15、雨水漏斗；16、楼板地面换热水盘管；17、太阳能热水器；18、钙钛矿透明薄膜发电板；19、补水管；20、排水管；21、换热装置；22、高压柱塞水泵；23、发电电动机；24、压缩机；25、换向转轴；26、第三蒸发器；27、第二蒸发器；28、第一蒸发器；29、家用冰箱；30、第一进液管；31、第二冷凝器；32、第一回流管；33、第二进液管；34、第二回流管；35、第一冷凝器；36、叶轮转轴；37、转动叶轮；38、节流阀；39、电解制氢装置；40、小蓄电池组；41、温控闸阀；42、储氢室；43、氢燃料电池发电电堆。
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-4所示，建筑一体化雨水收集、风光制冷热、跨季多能互补利用系统，包括楼房主体1、风力热泵一体机3、热水池13、冷水池11，楼房主体1内部底板上安装有楼板地面换热水盘管16，楼房主体1顶部安装有斜坡式屋顶2，楼房主体1顶部中央固定有顶部安装柱4，顶部安装柱4上方通过螺钉和橡胶减震垫固定有风力热泵一体机3，风力热泵一体机3内部通过轴承安装有叶轮转轴36，叶轮转轴36两端各通过螺钉固定有一个转动叶轮37，两个所述转动叶轮37的叶片交错分布，楼房主体1下方地表以下设置有热水池13，热水池13一侧设置有冷水池11，冷水池11和热水池13可利用房屋地基空间修建，也可在房屋旁边另外挖掘，均做防水保温隔层，地表上设置有连通到冷水池11和热水池13的雨水漏斗15，雨水漏斗15上下端均通过螺钉固定有雨水过滤网14，雨水漏斗14下端固定有温控闸阀41，冷水池11和热水池13内壁上通过箍环固定有温度监测器10，温度监测器10的型号为PT100，楼房主体1外侧壁上通过螺钉固定有换热装置21；
顶部安装柱4内部设置有垂直固定的换向转轴25，换向转轴25上端通过两组相互啮合的锥齿轮与叶轮转轴36传动连接，两个水平设置的锥齿轮下端同轴安装有两个啮合在一起的圆柱齿轮，同轴双风车运转且与双锥齿轮对传动，会互相抵消传动过程中产生的偏转力矩，使风车在尾翼的作用下对准风向，换向转轴25上由下往上依次固定有高压柱塞水泵22、发电电动机23和压缩机24，换向转轴25上端通过棘轮与风力热泵一体机3的动力输出锥齿轮传动连接，换向转轴25与高压柱塞水泵22之间安装有离合器，发电电动机23和温度监测器10、高压柱塞水泵22、压缩机24电连接；
换热装置21内部通过螺钉固定有第三蒸发器26、第二蒸发器27、第一蒸发器28、第二冷凝器31、第一冷凝器35，压缩机24通过回流管道依次连接第三蒸发器26、第二蒸发器27、第一蒸发器28、第二冷凝器31、第一冷凝器35，压缩机24上同样安装有连接第三蒸发器26、第二蒸发器27、第二冷凝器31、第一冷凝器35的回流管道，第一蒸发器28和第二冷凝器31之间的管道上通过管箍安装有节流阀38，第二蒸发器27、第二冷凝器31一端并联连接在第一进液管30上，第一进液管30下端深入冷水池11内底部，第一进液管30上通过管箍安装有小变频水泵9，第二蒸发器27、第二冷凝器31另一端并联连接在第一回流管32上，第一回流管32连接到冷水池11内顶部，第三蒸发器26、第一冷凝器35一端并联连接在第二进液管33上，第二进液管33下端深入热水池13内底部，第二进液管33上同样通过管箍安装有小变频水泵9，第三蒸发器26、第一冷凝器35另一端并联连接在第二回流管34上，第二回流管34连接到热水池13内顶部。
本实施例中，楼房主体1内部安装有控制箱7和小蓄电池组40，控制箱7、小蓄电池组40与小变频水泵9、温度监测器10、高压柱塞水泵22、发电电动机23、所述压缩机24、温控闸阀41电连接，控制箱7内安装有用于自动化控制的PLC单片机，通过控制箱7可以控制各个设备的启动与关闭。
本实施例中，第三蒸发器26、第二蒸发器27、第一蒸发器28的蒸发压力依次变小/大，且均安装有蒸发压力调节器，通过分段设置，全部用冷水池11、热水池13的水换热，且根据季节和温度变化改变换热，可以使得不同蒸发器在不同工况下调节，从而满足不同情况下的需求。
本实施例中，第一蒸发器28安装在家用冰箱29内，利用第一蒸发器28进行制冷为家用冰箱29制冷提供冷气，冰箱没有冷凝器不向室内排热。
本实施例中，顶部安装柱4下方通过螺钉固定有纯净水储水箱6，纯净水储水箱6内顶部通过螺钉固定有净水滤芯5，纯净水储水箱6上端通过管道与高压柱塞水泵22相连接，高压柱塞水泵22通过管道连接热水池13内部，高压柱塞水泵22将水泵入纯净水储水箱6内进行过滤从而为日常生活也为电解制氢装置39提供纯净水。
本实施例中，楼板地面换热水盘管16通过管道并联在第一回流管32和第二回流管34之间，在夏季降温或冬季供暖时便于冷、热液体流通。
本实施例中，斜坡式屋顶2外表面上固定有横向排列热水管的太阳能热水器17和覆盖在其上的钙钛矿透明薄膜发电板18，钙钛矿透明薄膜发电板18与控制箱7、小变频水泵9、高压柱塞水泵22、压缩机24、小蓄电池组40电连接，太阳能热水器17上端连接有补水管19，补水管19深入热水池13内底部，补水管19上同样通过管箍安装有小变频水泵9，太阳能热水器17下端连接有排水管20，排水管20连接到热水池13内顶部，在光照良好的天气钙钛矿透明薄膜发电板18可吸收光子发电并透过热辐射红外线，发的电立即给电动机带压缩机24制冷、制热，这能在同一个空间实现对太阳能光伏光热的全利用，透过薄膜的太阳红外线照射板下的太阳能热水器17，增加对太阳能多波普段吸收，继续加热收集的雨水，从而提高夏季蓄热温度和能量密度。
本实施例中，楼房主体1外侧通过螺钉固定有电解制氢装置39，电解制氢装置39的型号为CHG-20，电解制氢装置39与控制箱7、钙钛矿透明薄膜发电板18、发电电动机23、小蓄电池组40电连接，电解制氢装置39通过管道连接压缩机、储氢室42和氢燃料电池发电电堆43，氢气通过压缩机压缩进入地下储氢室42内进行储存，使用时从储氢室42送入室内供气管道，电解制氢装置39通过管道与纯净水储水箱6连通，纯净水储水箱6内的纯净水进入电解制氢装置39内部后，通过电解水产生氢气储存在地下储氢室42内，氢气供厨房日常做饭使用，缺电时，氢燃料电池发电电堆43可以利用储存的氢气发电供日常生活用电使用。
本实施例中，地面上靠近冷水池11位置安装有鼓风机8，鼓风机8下方通过法兰固定有深入冷水池11内部的通风盘管12，鼓风机8与控制箱7、钙钛矿透明薄膜发电板18、发电电动机23电连接，鼓风机8将外部的冷空气泵入冷水池11内部，降低冷水池11内部的温度，从而实现和提升在冬季蓄冷的能量密度。
本实施例中，鼓风机8上同样固定有温度监测器10，从而方便实时监测内外部的室温高低，从而方便控制鼓风机8的启动和关闭。
使用时，根据当地气象参数设定温控闸阀41开启、关闭时间，将最佳温度的雨水导入冷热雨水池，温控闸阀41开启后，雨水经过雨水过滤网14的过滤后进入具有保温效果的热水池13和冷水池11，房顶覆盖钙钛矿透明薄膜发电板18既能发电，也能将光伏电池暂时利用不上的阳光中红外线透射给里层的太阳能热水器17把管子里的水加热，抽取热水池13底层的凉水来给太阳能热水器17循环加热提高水池水温，有风时转动叶轮37直接带动压缩机24运转，进行制冷、制热；
压缩机24制冷、制热对应的蒸发器、冷凝器换热介质都不用空气，全部用比空气导热快25倍的水来进行，无论是冬季需要的压缩热或在夏季当废物排放的“废热”，还是夏季需要的膨胀冷或冬季当作废物排放的“废冷”，都用水交换能量后分别导入冷水池11、热水池13以提高温差；
冷水池11在冬季可用液氨工质的重力热管或附带温度检测器的鼓风机8，把比池内温度低的外界冷风吹入冷水池11，气温零下时将得到大冰块冰水混合物，加上风车热泵制热后排放的“废冷”却是当季最大能效比的制冷，用恰当流速冷水与第二蒸发器27换热，就会得到大量冰晶与冷水混合的“冰浆”，输入冷水池11将填补大冰块之间的空隙，本技术方案中三段式蒸发器：第一蒸发器28、第二蒸发器27、第三蒸发器26按温度梯度分为零下、零度、零上的三段，其对应的换热对象既按温度梯度排列也根据季节变化而变化，紧靠节流阀38的第一段零下段第一蒸发器28只给家用冰箱29换热使用，第二段零度段第二蒸发器27是可以吸收冷水池11里少量的“热”即水变为冰晶释放的相变“热”，但其最主要目的和功能不是这么一点点“热”，而是要在冬季把蒸发器释放的最高能效比的冷量传递给冷水池11的冷水，将池内接近零度和零度的水变成固态的冰，1kg的0℃的水变为为0℃的冰时，将释放336kJ能量，让恰当流速的冷水冲刷蒸发器(避免蒸发器冻结影响换热)并裹挟着析出的冰晶—形成“冰浆”冲入到冷水池11以80倍的相变能储存更多冷能；
到了夏季先用冷水池11冷水去直接降温，当温度回升超过20摄氏度不宜直接降温改为风车的压缩机24降温时，则冷水改变换热对象，自控加温控的小变频水泵9会把冷水池11的水泵入第二段的第二冷凝器31换热，提高制冷能效比；
冬季零上段的第三蒸发器26才是让热泵工质--制冷剂获取大量热能的主段，所以要把在夏季用水冷却冷凝器得到的热水(冷凝器排放的“废热”却恰恰是热泵在当季制热能效比最大最佳状况下的杰作，跨季节保存在热水池13里的热水)拿来换热，使得制冷剂吸取足够多热量，进入到压缩机24后“压榨”制取出更多热能，能效比极大提高，因此无论夏季冬季，无论制冷制热，或“废冷”“废热”，能效比都可保持在5--8之间；
同理，本技术方案两段式的冷凝器也是按温度梯度和季节转换来工作的，靠近压缩机24的第一段的第一冷凝器35温度较高，对应的用热水池13底层的水来换热得到更热的水浮在上层，直至整池水变热便于跨季节保存，第二段的第二冷凝器31温度不那么高，为了冷却其内的制冷剂要用冷水池11的冷水(冬季与第二蒸发器27换来的相变跨季节冷量)来降温，以提高夏季制冷的能效比；
风力不足又无阳光时风车优先带动热泵，断开发电机电路，断开水泵离合器，阳光来了钙钛矿透明薄膜发电板18发出的电将输送给同轴发电电动机23互补开动压缩机24，当风光都很强劲，超出压缩机24所需时，同轴的高压柱塞水泵22将抽取热水池13的水加高压给净水滤芯5制出纯净水，钙钛矿透明薄膜发电板18的电力转接电解制氢装置39，发电电动机23发电同样转接电解制氢装置39，电解出氢气用小压缩机压入储气室42(储气室42气囊是气密性佳的铝膜复合袋，外包耐压的钢筋混凝土壳体，压力降低为氢燃料电池车储氢罐700公斤/cm2超高压的1/35，但容积却可相应增大更多倍数)当作厨房燃料让暂时没能接上市政燃气管网、自来水管网的住房、别墅也能拥有洁净水和更高能量的燃气，让建筑商建造师在开发新的房产时排除因自来水网、燃气网不配套所带来的忧虑，有更大更佳的选择余地；
风能、光能全无时可利用小蓄电池组40开动循环水泵，若要开动发电电动机23运转，则要启动氢燃料电池电堆43，此时优先供电对象是发电电动机23、压缩机24和建筑物内照明，其他如风力发电机3、高压柱塞水泵22、电解制氢装置39等，将通过棘轮、离合器和继电器断开连接，为了降低建造费用可以接入廉价的大电网电力取消氢发电，当需要该建筑系统提高其独立性时，可以加大成本配置更大储气室和更大氢燃料电池电堆，提供建筑所需全部电力；
冰水混合物跨季节储存升温的冷水(不高于20摄氏度)、热水(不低于40摄氏度)都可以直接用小变频水泵9输入预埋楼板的楼板地面换热水盘管16，当水温超出上述温度范围时，则冷水池11、热水池13内的水不宜直接进入楼板地面换热水盘管16，而是夏季将冷水池11直接使用升温后的凉水去冷却第二冷凝器31，把从第三蒸发器26和第二蒸发器27串联交换出来的更冷水输入楼板地面换热水盘管16；
同理冬季热水池13直接供暖降温后的温水去加热第三蒸发器26，把从第一冷凝器35交换出的更热的水输入楼板地面换热水盘管16。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.建筑一体化雨水收集、风光制冷热、跨季多能互补利用系统，其特征在于：包括楼房主体(1)、风力热泵一体机(3)、热水池(13)、冷水池(11)，所述楼房主体(1)内部底板上安装有楼板地面换热水盘管(16)，所述楼房主体(1)顶部安装有斜坡式屋顶(2)，所述楼房主体(1)顶部中央固定有顶部安装柱(4)，所述顶部安装柱(4)上方通过螺钉和橡胶减震垫固定有所述风力热泵一体机(3)，所述风力热泵一体机(3)内部通过轴承安装有叶轮转轴(36)，所述叶轮转轴(36)两端各通过螺钉固定有一个转动叶轮(37)，两个所述转动叶轮(37)的叶片交错分布，所述楼房主体(1)下方地表以下设置有所述热水池(13)，所述热水池(13)一侧设置有所述冷水池(11)，地表上设置有连通到所述冷水池(11)和所述热水池(13)的雨水漏斗(15)，所述雨水漏斗(15)上下端均通过螺钉固定有雨水过滤网(14)，所述雨水漏斗(15)下端固定有温控闸阀(41)，所述冷水池(11)和所述热水池(13)内壁上通过箍环固定有温度监测器(10)，所述楼房主体(1)外侧壁上通过螺钉固定有换热装置(21)；
所述顶部安装柱(4)内部设置有垂直固定的换向转轴(25)，所述换向转轴(25)上端通过两组相互啮合的锥齿轮与所述叶轮转轴(36)传动连接，两个水平设置的锥齿轮下端同轴安装有两个啮合在一起的圆柱齿轮，所述换向转轴(25)上由下往上依次固定有高压柱塞水泵(22)、发电电动机(23)和压缩机(24)，所述换向转轴(25)上端通过棘轮与所述风力热泵一体机(3)的动力输出锥齿轮传动连接，所述换向转轴(25)与所述高压柱塞水泵(22)之间安装有离合器，所述发电电动机(23)和所述温度监测器(10)、所述高压柱塞水泵(22)、所述压缩机(24)电连接；
所述换热装置(21)内部通过螺钉固定有第三蒸发器(26)、第二蒸发器(27)、第一蒸发器(28)、第二冷凝器(31)、第一冷凝器(35)，所述压缩机(24)通过回流管道依次连接所述第三蒸发器(26)、所述第二蒸发器(27)、所述第一蒸发器(28)、所述第二冷凝器(31)、所述第一冷凝器(35)，所述压缩机(24)上同样安装有连接所述第三蒸发器(26)、所述第二蒸发器(27)、所述第二冷凝器(31)、所述第一冷凝器(35)的回流管道，所述第一蒸发器(28)和所述第二冷凝器(31)之间的管道上通过管箍安装有节流阀(38)，所述第二蒸发器(27)、所述第二冷凝器(31)一端并联连接在第一进液管(30)上，所述第一进液管(30)下端深入所述冷水池(11)内底部，所述第一进液管(30)上通过管箍安装有小变频水泵(9)，所述第二蒸发器(27)、所述第二冷凝器(31)另一端并联连接在第一回流管(32)上，所述第一回流管(32)连接到所述冷水池(11)内顶部，所述第三蒸发器(26)、所述第一冷凝器(35)一端并联连接在第二进液管(33)上，所述第二进液管(33)下端深入所述热水池(13)内底部，所述第二进液管(33)上同样通过管箍安装有所述小变频水泵(9)，所述第三蒸发器(26)、所述第一冷凝器(35)另一端并联连接在第二回流管(34)上，所述第二回流管(34)连接到所述热水池(13)内顶部。
2.根据权利要求1所述的建筑一体化雨水收集、风光制冷热、跨季多能互补利用系统，其特征在于：所述楼房主体(1)内部安装有控制箱(7)和小蓄电池组(40)，所述控制箱(7)、所述小蓄电池组(40)与所述小变频水泵(9)、所述温度监测器(10)、所述高压柱塞水泵(22)、所述发电电动机(23)、所述压缩机(24)、所述温控闸阀(41)电连接，所述控制箱(7)内安装有用于自动化控制的PLC单片机。
3.根据权利要求1所述的建筑一体化雨水收集、风光制冷热、跨季多能互补利用系统，其特征在于：所述第三蒸发器(26)、所述第二蒸发器(27)、所述第一蒸发器(28)的蒸发压力依次变小/大，且均安装有蒸发压力调节器。
4.根据权利要求1所述的建筑一体化雨水收集、风光制冷热、跨季多能互补利用系统，其特征在于：所述第一蒸发器(28)安装在家用冰箱(29)内。
5.根据权利要求2所述的建筑一体化雨水收集、风光制冷热、跨季多能互补利用系统，其特征在于：所述顶部安装柱(4)下方通过螺钉固定有纯净水储水箱(6)，所述纯净水储水箱(6)内顶部通过螺钉固定有净水滤芯(5)，所述纯净水储水箱(6)上端通过管道与所述高压柱塞水泵(22)相连接，所述高压柱塞水泵(22)通过管道连接所述热水池(13)内部。
6.根据权利要求1所述的建筑一体化雨水收集、风光制冷热、跨季多能互补利用系统，其特征在于：所述楼板地面换热水盘管(16)通过管道并联在所述第一回流管(32)和所述第二回流管(34)之间。
7.根据权利要求2所述的建筑一体化雨水收集、风光制冷热、跨季多能互补利用系统，其特征在于：所述斜坡式屋顶(2)外表面上固定有横向排列热水管的太阳能热水器(17)和覆盖在其上的钙钛矿透明薄膜发电板(18)，所述钙钛矿透明薄膜发电板(18)与所述控制箱(7)、所述小变频水泵(9)、所述高压柱塞水泵(22)、所述压缩机(24)、所述小蓄电池组(40)电连接，所述太阳能热水器(17)上端连接有补水管(19)，所述补水管(19)深入所述热水池(13)内底部，所述补水管(19)上同样通过管箍安装有所述小变频水泵(9)，所述太阳能热水器(17)下端连接有排水管(20)，所述排水管(20)连接到所述热水池(13)内顶部。
8.根据权利要求5所述的建筑一体化雨水收集、风光制冷热、跨季多能互补利用系统，其特征在于：所述楼房主体(1)外侧通过螺钉固定有电解制氢装置(39)，所述电解制氢装置(39)与所述控制箱(7)、所述钙钛矿透明薄膜发电板(18)、所述发电电动机(23)所述小蓄电池组(40)电连接，所述电解制氢装置(39)通过管道连接压缩机、储氢室(42)和氢燃料电池发电电堆(43)，所述电解制氢装置(39)通过管道与所述纯净水储水箱(6)连通。
9.根据权利要求7所述的建筑一体化雨水收集、风光制冷热、跨季多能互补利用系统，其特征在于：地面上靠近所述冷水池(11)位置安装有鼓风机(8)，所述鼓风机(8)下方通过法兰固定有深入所述冷水池(11)内部的通风盘管(12)，所述鼓风机(8)与所述控制箱(7)、所述钙钛矿透明薄膜发电板(18)、所述发电电动机(23)电连接。
10.根据权利要求9所述的建筑一体化雨水收集、风光制冷热、跨季多能互补利用系统，其特征在于：所述鼓风机(8)上同样固定有所述温度监测器(10)。
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