CN110822766A - 一种高效被动冷热电综合利用装置 - Google Patents

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CN110822766A CN201911161720.5A CN201911161720A CN110822766A CN 110822766 A CN110822766 A CN 110822766A CN 201911161720 A CN201911161720 A CN 201911161720A CN 110822766 A CN110822766 A CN 110822766A
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姚炳如
张恺
马明泉
陈露芳
唐赛红
朱晋辰
吴少杰
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Abstract

本发明公开了一种高效被动冷热电综合利用装置，属于被动式能源应用领域，该装置利用日间辐射制冷板产生的冷水冷却太阳能电池板，水温升高后将热水储存起来。当夜间辐射制冷板薄膜表面温度接近于露点温度时，可启动热水泵，利用日间储存的热水对辐射制冷板进行升温，避免夜间辐射制冷板薄膜表面温度过低，产生结露现象而引起辐射制冷量下降的现象，从而使太阳能电池板及辐射制冷板薄膜的工作效率同时得到提高，而太阳能电池板所产生的电能可用来给水泵供电，进而实现冷热电的高效使用。

Description

一种高效被动冷热电综合利用装置
技术领域
本发明涉及就是一种高效被动冷热电综合利用装置，属于被动式能源高效利用领域。
背景技术
作为一种被动式冷却技术，辐射制冷可以在不消耗任何能源的情况下，将物体表面所产生的热量通过“大气窗口”(8-13μm波段)辐射到外太空。虽然辐射致冷可有效降低建筑能耗，但是夜间进行辐射制冷时，辐射薄膜表面由于缺少太阳热辐射的作用，并且周围环境空气温度较日间有所降低，会导致辐射薄膜表面会产生结露问题，进而使得辐射制冷能力下降。另一方面，太阳能电池板发电过程简单，没有机械转动部件，且不消耗燃料，是一种最具可持续发展的可再生能源发电技术。但是太阳能电池板发电时，太阳能电池板温度过高会严重影响光伏发电的效率，工作在20℃下的多晶硅太阳能电池的输出功率要比工作在70℃时高约20％。然而，夏季太阳能电池背面温度可达40℃至70℃，此时太阳能电池的效率将大大降低。因此，如果通过将辐射制冷产生的冷量用于对太阳能电池板降温，可有效提高发电效率，实现被动冷热电的高效利用。
现有专利CN109631417A公开了一种具有夜间辐射制冷功能的光伏光热一体化装置，该装置集光伏发电、太阳能集热、夜间辐射功能于一体，具有集热效率高，角度可调，实用性好等优点；专利CN108561940A公开了一种基于辐射效应的冷热电联产的一体化装置，通过旋转百叶组件，将集热装置、制冷装置和光伏发电装置有机结合从而能够到达集热、制冷以及发电的三种功能。以上专利都是通过结构的优化，以实现冷热电三种功能的合理使用，然而现有技术仅用来实现冷热电的三种功能的综合利用，并不能保证对三种功能的高校利用，尤其是不能使太阳能电池板以及辐射制冷板工作都处于最优的效率，并且未能解决夜间当辐射制冷板薄膜表面温度过低导致表面结露问题。
针对夜间辐射制冷辐射板薄膜表面温度在接近空气露点温度时，辐射板薄膜表面会产生结露现象，进而导致辐射制冷板制冷量降低的问题，本发明提出了一种高效被动冷热电综合利用装置，通过合理的结构设计，可有效提升太阳能电池板与辐射制冷板的效率，不仅解决了夜间辐射制冷板表面结露的问题，同时解决了太阳能电池板发电夜间不能发电却占用屋顶面积的弊端，并且装置运行所需的电量均由装置中太阳能电池供给，充分体现低碳、环保、高效的理念。
发明内容
本发明所要解决的问题：提供一种高效被动冷热电综合利用装置，日间通过辐射制冷板产生的冷量提高太阳能电池板的发电效率，夜间通过辐射制冷板与热水箱中的水进行换热，当辐射制冷板薄膜表面达到露点温度时，可以消除或者缓解冷凝现象导致的辐射制冷板制冷量降低的问题，最终实现太阳能发电和辐射制冷的高效利用。
为解决上述问题，本发明实施案例采用以下技术方案：
本发明提出了一种高效被动冷热电综合利用装置，该装置包括：第一辐射制冷板、第二辐射制冷板、第三辐射制冷板、第四辐射制冷板、第一太阳能电池板、第二太阳能电池板、冷水箱、热水箱、第一冷水泵、第二冷水泵、热水泵、控制器、蓄电池。
作为优选例，所述的装置各个部件之间的连接方式如下：
冷水箱的第一输出端接第二阀门的输入端，第二阀门的输出端接第一软接的输入端，第一软接的输出端接第一冷水泵的输入端，第一冷水泵的输出端接第二软接的输入端，第二软接的输出端接第三阀门的输入端，第三阀门的输出端接第七管道的输入端，第七管道的第一输出端接第十三阀门的输入端，第十三阀门的输出端接第四辐射制冷板的输入端，第四辐射制冷板的输出端接十九阀门的输入端，第十九阀门的输出端接第八管道的输入端，第八管道的输出端接第九管道的第一输入端，第九管道的输出端接第十管道的第一输入端，第十管道的输出端接第十一管道的第一输入端，第十一管道的输出端接第十四阀门的输入端，第十四阀门的输出端接第一辐射制冷板的输入端，第一辐射制冷板的输出端接第八阀门的输入端，第八阀门的输出端接第十二管道的第一输入端，第十二管道的输出端接冷水箱的第一输入端；
第七管道的第二输出端接第七阀门的输入端，第七阀门的第一输出端接第十二阀门的输入端，第十二阀门的输出端接第二太阳能电池板的输入端，第二太阳能电池板的输出端接第十八阀门的输入端，第十八阀门的输出端接第五管道的输入端，第五管道的输出端接热水箱的第一输入端；
第七阀门的第二输出端接第四管道的输入端，第四管道的第一输出端接第十一阀门的输入端，第十一阀门的输出端接第三辐射制冷板的输入端，第三辐射制冷板的输出端接第十七阀门的输入端，第十七阀门的输出端接第九管道的第二输入端；
第四管道的第二输出端接第二管道的输入端，第二管道的输出端接第二十三阀门的输入端，第二十三阀门的输出端接第二十二阀门的第一输入端；
冷水箱的第二输出端接第四阀门的输入端，第四阀门的输出端接第三软接的输入端，第三软接的输出端接第二冷水泵的输入端，第二冷水泵的输出端接第四软接的输入端，第四软接的输出端接第五阀门的输入端，第五阀门的输出端接第一管道的输入端，第一管道的输出端接第二十二阀门的第二输入端，第二十二阀门的输出端接第三管道的输入端，第三管道的第一输出端接第五管道的输入端，第五管道的第一输出端接第六阀门的输入端，第六阀门的输出端接第十二管道的第二输入端；
第三管道的第二输出端接第十阀门的输入端，第十阀门的输出端接第二辐射制冷板的输入端，第二辐射制冷板的输出端接第十六阀门的输入端，第十六阀门的输出端接第十一管道的第二输入端；
第五管道的第二输出端接第九阀门的输入端，第九阀门的输出端接第一太阳能电池板的输入端，第一太阳能电池板的输出端接第十五阀门的输入端，第十五阀门的输出端接第六管道的输入端，第六管道的输出端接热水箱的第二输入端；
热水箱的输出端接第二十一阀门的输入端，第二十一阀门的输出端接第六软接的输入端，第六软接的输出端接热水泵的输入端，热水泵的输出端接第五软接的输入端，第五软接的输出端接第二十阀门的输入端，第二十阀门的输出端接第十三管道的输入端，第十三管道的第一输出端接第十管道的第二输入端；
第十四管道的输出端接第一阀门的输入端，第一阀门的输出端接冷水箱的第二输入端。
作为优选例，第一太阳能电池板、第二太阳能电池板、蓄电池与控制器通过电线连接，蓄电池与控制器之间的电线上设置第一开关；
第一冷水泵、第二冷水泵、热水泵与控制器通过电线连接，第一冷水泵与控制器连接的电线上设置第二开关，第二冷水泵与控制器连接的电线上设置第三开关，热水泵与控制器连接的电线上设置第四开关。
作为优选例，第一太阳能电池板和第二太阳能电池板所生产的电量用于给第一冷水泵、第二冷水泵、热水泵供电。
作为优选例，第二辐射制冷板、第三辐射制冷板中下方设有夹层；
夜间时，通过转轴装置旋转，可将第一太阳能电池板和第二太阳能电池板置于第二辐射制冷板以及第三辐射制冷板下方的夹层；
日间时，通过转轴装置旋转，可将第一太阳能电池板和第二太阳能电池板从第二辐射制冷板以及第三辐射制冷板下方的夹层中拉出。
第一太阳能电池板与第二辐射制冷板连接处、第二太阳能电池板与第三辐射制冷板连接处设有滚轴装置；
日间第一辐射制冷板和第四辐射制冷板水平放置，第二辐射制冷板和第三辐射制冷板通过转轴旋转竖直放置，第一太阳能电池板与第二太阳能电池板在转轴的带动下呈倾斜，倾斜角度0°～45°；
夜间第二辐射制冷板通过转轴旋转置于第一太阳能电池板上方，第三辐射制冷板通过转轴旋转置于第二太阳能电池板上方，第一辐射制冷板、第二辐射制冷板、第三辐射制冷板、第四辐射制冷板依次水平放置。
作为优选例，所述的第一辐射制冷板包括第一换热盘管和第一辐射制冷薄膜；
所述的第二辐射制冷板包括第二换热盘管和第二辐射制冷薄膜；
所述的第三辐射制冷板包括第三换热盘管和第三辐射制冷薄膜；
所述的第四辐射制冷板包括第四换热盘管和第四辐射制冷薄膜；
所述的第一辐射制冷薄膜、第二辐射制冷薄膜、第三辐射制冷薄膜、第四辐射制冷薄膜在大气窗口波段(8～13μm波长范围内)的发射率大于0.90，同时在太阳热辐射波段(0.25～3μm波长范围内)的反射率大于0.90。
作为优选例，第十四管道为装置的补水管，第一阀门只在补水时打开。
作为优选例，本装置包括六种工作模式：日间蓄冷模式、日间供冷(蓄热)模式、日间蓄电模式、夜间蓄冷模式、夜间供热(蓄冷)模式、和夜间供电模式；
日间蓄冷模式：日间6：00～18：00，当冷水箱内水温大于27℃且当第一太阳能电池板和第二太阳能电池板工作三小时后进行蓄冷过程，第十阀门、第十六阀门、第十一阀门、第十七阀门、第六阀门、第七阀门关闭，第一冷水泵启动第二冷水泵启动；
冷水箱中的水经第一输出端、第二阀门、第一软接、第一冷水泵、第二软接、第三阀门、第七管道以及第十三阀门后流入第四辐射制冷板，第四辐射制冷板通过与外太空进行辐射换热，获得冷量，将水冷却后，冷水经第十九阀门、第八管道、第九管道、第十管道、第十一管道以及第十四阀门后流入第四辐射制冷板，第四辐射制冷板通过与外太空进行辐射换热，获得冷量，将水再次冷却后，冷水经第八阀门、第十二管道后流入冷水箱；
日间供冷(蓄热)模式：日间6：00～18：00，冷水箱中流出的水的部分经第二输出端、第四阀门、第三软接、第二冷水泵、第四软接、第五阀门、第一管道、第二十二阀门、第三管道、第五管道、第九阀门，流入第一太阳能电池板，通过与冷水换热后将表面温度降低，被第一太阳能电池板升温后的冷水经第十五阀门、第六管道后流入热水箱；
同时，冷水箱中流出的另一部分水经第二输出端、第四阀门、第三软接、第二冷水泵、第四软接、第五阀门、第一管道、第二十三阀门、第二管道、第四管道、第十二阀门后流入第二太阳能电池板，通过与冷水换热后将表面温度降低，被第二太阳能电池板升温后的冷水经第十八阀门、第五管道流入热水箱；
日间蓄电模式：日间6：00～18：00，通过打开控制器，将第一太阳能电池板和第二太阳能电池板所产生的电能输送至蓄电池中；
夜间蓄冷模式：夜间18：00～6：00，当冷水箱中的温度大于27℃且第四辐射制冷板的表面温度大于等于20℃时，第二冷水泵关闭，第一冷水泵打开，第二十阀门、第二十二阀门、第二十三阀门、第十二阀门、第十八阀门、第九阀门和第十五阀门关闭；
冷水箱中流出的水的部分经第一输出端、第二阀门、第一软接、第一冷水泵、第二软接、第三阀门、第七管道、第十三阀门后流入第四辐射制冷板，第四辐射制冷板通过与外太空进行辐射换热，获得冷量，将水冷却后，冷水经第十九阀门流入第八管道；
冷水箱中流出的另一部分水经第一输出端、第二阀门、第一软接、第一冷水泵、第二软接、第三阀门、第七管道、第七阀门、第四管道、第十一阀门后流入第三辐射制冷板，第三辐射制冷板通过与外太空进行辐射换热，获得冷量，将水冷却后，冷水经第十七阀门与第八管道的冷水混合流入第九管道；
第九管道中的冷水经第十管道后，部分冷水经第十六阀门流入第二辐射制冷板，第二辐射制冷板通过与外太空进行辐射换热，获得冷量，将水再次冷却后，冷水经第十阀门、第五管道、第六阀门、流入第十二管道；
第九管道中的冷水经第十管道后，另一部分冷水经第十一管道、第十四阀门流入第一辐射制冷板，第一辐射制冷板通过与外太空进行辐射换热，获得冷量，将水再次冷却后，冷水经第八阀门与流经第六阀门中的冷水混合后经第十二管道流入冷水箱；
夜间供热(蓄冷)模式：夜间18：00～6：00，热水箱在日间储存的水的温度大于50℃且当第四辐射制冷板的表面的温度小于20℃时，第一冷水泵和第二冷水泵关闭，热水泵打开，第三阀门、第五阀门、第九阀门、第十二阀门关闭；
热水箱中流出的热水中的第一部分水经第二十一阀门、第六软接、热水泵、第五软接、第二十阀门、第十三管道、流入第九管道后经第八管道、第十九阀门，流入第四辐射制冷板，第四辐射制冷板通过与外太空进行辐射换热，获得冷量，将水冷却后，冷水经第十三阀门、第七阀门后流入第四管道；
热水箱中流出的热水中的第二部分水经第二十一阀门、第六软接、热水泵、第五软接、第二十阀门、第十三管道后流入第九管道后经第十七阀门，流入第三辐射制冷板，第三辐射制冷板通过与外太空进行辐射换热，获得冷量，将水冷却后，冷水经第十一阀门与第四管道中的第一部分冷水混合后，经第二管道、第二十三阀门、第二十二阀门后流入第三管道；
热水箱中流出的热水中的第三部分水经第二十一阀门、第六软接、热水泵、第五软接、第二十阀门、第十三管道流入第十管道后经第十六阀门，流入第二辐射制冷板，第二辐射制冷板通过与外太空进行辐射换热，获得冷量，将水冷却后，冷水经第十阀门与第三管道中的冷水混合后，经第五管道、第六阀门，流入第十二管道；
热水箱中流出的热水中的第四部分水经第二十一阀门、第六软接、热水泵、第五软接、第二十阀门、第十三管道流入第十管道后经第十一管道、第十四阀门，流入第一辐射制冷板，第一辐射制冷板通过与外太空进行辐射换热，获得冷量，将水冷却后，冷水经第八阀门与第六阀门流入管道的冷水混合后流入冷水箱；
夜间供电模式：夜间18：00～6：00，通过控制器打开蓄电池第一开关，利用日间蓄电模式蓄存在蓄电池中的电量为第一冷水泵、第二冷水泵、以及热水泵供电。
与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：本发明可在提高太阳能电池板发电效率的同时，合理利用发电过程中产生的热水来消除夜间由于辐射薄膜表面温度低于而结露的问题，进而提高夜间辐射制冷的效率；可利用光伏发电产生的电量直接驱动装置中的水泵工作，从而减少了供给水泵所需的电能；不仅集电热冷联产于一体，同时可进一步提高装置辐射致冷与光伏发电的效率，充分体现绿色环保理念。
附图说明
图1是一种高效被动冷热电综合利用装置图；
图2是辐射制冷板和太阳能电池板的展开图；
图3是辐射制冷板和太阳能电池板日间设置图；
图4是辐射制冷板和太阳能电池板夜间设置图；
图5是蓄电池组电路示意图；
图中有：第一辐射制冷板101、第一换热盘管1011、第一辐射制冷薄膜1012，第二辐射制冷板102、第二换热盘管1021、第二辐射制冷薄膜1022，第三辐射制冷板103、第三换热盘管1031、第三辐射制冷薄膜1032，第四辐射制冷板104、第四换热盘管1041和第四辐射制冷薄膜1042，第一太阳能电池板201和第二太阳能电池板202，冷水箱3，热水箱4，，第一软接501、第二软接502、第三软接503、第四软接504、第五软接505、第六软接506，第一冷水泵6，第一管道701、第二管道702、第三管道703、第四管道704、第五管道705、第六管道706、第七管道707、第八管道708、第九管道709、第十管道710、第十一管道711、第十二管道712、第十三管道713以及第十四管道714，第一阀门801、第二阀门802、第三阀门803、第四阀门804、第五阀门805、第六阀门806、第七阀门807、第八阀门808、第九阀门809、第十阀门810、第十一阀门811、第十二阀门812、第十三阀门813、第十四阀门814、第十五阀门815、第十六阀门816、第十七阀门817、第十八阀门818、第十九阀门819、第二十阀门820、第二十一阀门821、第二十二阀门822、第二十三阀门823，第二冷水泵9，热水泵10，控制器11，第一开关121、第二开关122、第三开关123和第四开关124，蓄电池13。
具体实施方式
结合附图1一附图5进一步说明本发明的实施方式：
本发明提出了一种高效被动冷热电综合利用装置，该装置包括：第一辐射制冷板101、第二辐射制冷板102、第三辐射制冷板103、第四辐射制冷板104、第一太阳能电池板201、第二太阳能电池板202、冷水箱3、热水箱4、第一冷水泵6、第二冷水泵9、热水泵10、控制器11、蓄电池13。
各个部件之间的连接方式如下：
冷水箱3的第一输出端接第二阀门802的输入端，第二阀门802的输出端接第一软接501的输入端，第一软接501的输出端接第一冷水泵6的输入端，第一冷水泵6的输出端接第二软接502的输入端，第二软接502的输出端接第三阀门803的输入端，第三阀门803的输出端接第七管道707的输入端，第七管道707的第一输出端接第十三阀门813的输入端，第十三阀门813的输出端接第四辐射制冷板104的输入端，第四辐射制冷板104的输出端接十九阀门819的输入端，第十九阀门819的输出端接第八管道708的输入端，第八管道708的输出端接第九管道709的第一输入端，第九管道709的输出端接第十管道710的第一输入端，第十管道710的输出端接第十一管道711的第一输入端，第十一管道711的输出端接第十四阀门814的输入端，第十四阀门814的输出端接第一辐射制冷板101的输入端，第一辐射制冷板101的输出端接第八阀门808的输入端，第八阀门808的输出端接第十二管道712的第一输入端，第十二管道712的输出端接冷水箱3的第一输入端；
第七管道707的第二输出端接第七阀门807的输入端，第七阀门807的第一输出端接第十二阀门812的输入端，第十二阀门812的输出端接第二太阳能电池板202的输入端，第二太阳能电池板202的输出端接第十八阀门818的输入端，第十八阀门818的输出端接第五管道705的输入端，第五管道705的输出端接热水箱4的第一输入端；
第七阀门807的第二输出端接第四管道704的输入端，第四管道704的第一输出端接第十一阀门811的输入端，第十一阀门811的输出端接第三辐射制冷板103的输入端，第三辐射制冷板103的输出端接第十七阀门817的输入端，第十七阀门817的输出端接第九管道709的第二输入端；
第四管道704的第二输出端接第二管道702的输入端，第二管道702的输出端接第二十三阀门823的输入端，第二十三阀门823的输出端接第二十二阀门822的第一输入端；
冷水箱3的第二输出端接第四阀门804的输入端，第四阀门804的输出端接第三软接503的输入端，第三软接503的输出端接第二冷水泵9的输入端，第二冷水泵9的输出端接第四软接504的输入端，第四软接504的输出端接第五阀门805的输入端，第五阀门805的输出端接第一管道701的输入端，第一管道701的输出端接第二十二阀门822的第二输入端，第二十二阀门822的输出端接第三管道703的输入端，第三管道703的第一输出端接第五管道705的输入端，第五管道705的第一输出端接第六阀门806的输入端，第六阀门806的输出端接第十二管道712的第二输入端；
第三管道703的第二输出端接第十阀门810的输入端，第十阀门810的输出端接第二辐射制冷板102的输入端，第二辐射制冷板102的输出端接第十六阀门816的输入端，第十六阀门816的输出端接第十一管道711的第二输入端；
第五管道705的第二输出端接第九阀门809的输入端，第九阀门809的输出端接第一太阳能电池板201的输入端，第一太阳能电池板201的输出端接第十五阀门815的输入端，第十五阀门815的输出端接第六管道706的输入端，第六管道706的输出端接热水箱4的第二输入端；
热水箱4的输出端接第二十一阀门821的输入端，第二十一阀门821的输出端接第六软接506的输入端，第六软接506的输出端接热水泵10的输入端，热水泵10的输出端接第五软接505的输入端，第五软接505的输出端接第二十阀门820的输入端，第二十阀门820的输出端接第十三管道713的输入端，第十三管道713的第一输出端接第十管道710的第二输入端；
第十四管道714的输出端接第一阀门801的输入端，第一阀门801的输出端接冷水箱3的第二输入端。
第一太阳能电池板201、第二太阳能电池板202、蓄电池13与控制器11通过电线连接，蓄电池13与控制器11之间的电线上设置第一开关121；
第一冷水泵6、第二冷水泵9、热水泵10与控制器11通过电线连接，第一冷水泵6与控制器11连接的电线上设置第二开关122，第二冷水泵9与控制器11连接的电线上设置第三开关123，热水泵10与控制器11连接的电线上设置第四开关124。
第一太阳能电池板201和第二太阳能电池板202所生产的电量用于给第一冷水泵6、第二冷水泵9、热水泵10供电。
第二辐射制冷板102、第三辐射制冷板103中下方设有夹层；
夜间时，通过转轴装置旋转，可将第一太阳能电池板201和第二太阳能电池板202置于第二辐射制冷板102以及第三辐射制冷板103下方的夹层；
日间时，通过转轴装置旋转，可将第一太阳能电池板201和第二太阳能电池板202从第二辐射制冷板102以及第三辐射制冷板103下方的夹层中拉出。
第一太阳能电池板201与第二辐射制冷板102连接处、第二太阳能电池板202与第三辐射制冷板103连接处设有滚轴装置；
日间第一辐射制冷板101和第四辐射制冷板104水平放置，第二辐射制冷板102和第三辐射制冷板103通过转轴旋转竖直放置，第一太阳能电池板201与第二太阳能电池板202在转轴的带动下呈倾斜，倾斜角度0°～45°；
夜间第二辐射制冷板102通过转轴旋转置于第一太阳能电池板201上方，第三辐射制冷板103通过转轴旋转置于第二太阳能电池板202上方，第一辐射制冷板101、第二辐射制冷板102、第三辐射制冷板103、第四辐射制冷板104依次水平放置。
按照权利要求1所述的一种高效被动冷热电综合利用装置，其特征在于，所述的第一辐射制冷板101包括第一换热盘管1011和第一辐射制冷薄膜1012；
所述的第二辐射制冷板102包括第二换热盘管1021和第二辐射制冷薄膜1022；
所述的第三辐射制冷板103包括第三换热盘管1031和第三辐射制冷薄膜1032；
所述的第四辐射制冷板104包括第四换热盘管1041和第四辐射制冷薄膜1042；
所述的第一辐射制冷薄膜1012、第二辐射制冷薄膜1022、第三辐射制冷薄膜1032、第四辐射制冷薄膜1042在大气窗口波段(8～13μm波长范围内)的发射率大于0.90，同时在太阳热辐射波段(0.25～3μm波长范围内)的反射率大于0.90。
第十四管道714为装置的补水管，第一阀门801只在补水时打开。
本发明装置工作模式包括：日间蓄冷模式、日间供冷(蓄热)模式、日间蓄电模式、夜间蓄冷模式、夜间供热(蓄冷)模式、和夜间供电模式；
日间蓄冷模式：日间6：00～18：00，当冷水箱3内水温大于27℃且当第一太阳能电池板201和第二太阳能电池板202工作三小时后进行蓄冷过程，第十阀门810、第十六阀门816、第十一阀门811、第十七阀门817、第六阀门806、第七阀门807关闭，第一冷水泵6启动第二冷水泵9启动；
冷水箱3中的水经第一输出端、第二阀门802、第一软接501、第一冷水泵6、第二软接502、第三阀门803、第七管道707以及第十三阀门813后流入第四辐射制冷板104，第四辐射制冷板104通过与外太空进行辐射换热，获得冷量，将水冷却后，冷水经第十九阀门819、第八管道708、第九管道709、第十管道710、第十一管道711以及第十四阀门814后流入第四辐射制冷板104，第四辐射制冷板104通过与外太空进行辐射换热，获得冷量，将水再次冷却后，冷水经第八阀门808、第十二管道712后流入冷水箱3；
日间供冷(蓄热)模式：日间6：00～18：00，冷水箱3中流出的水的部分经第二输出端、第四阀门804、第三软接503、第二冷水泵9、第四软接504、第五阀门805、第一管道701、第二十二阀门822、第三管道703、第五管道705、第九阀门809，流入第一太阳能电池板201，通过与冷水换热后将表面温度降低，被第一太阳能电池板201升温后的冷水经第十五阀门815、第六管道706后流入热水箱4；
同时，冷水箱3中流出的另一部分水经第二输出端、第四阀门804、第三软接503、第二冷水泵9、第四软接504、第五阀门805、第一管道701、第二十三阀门823、第二管道702、第四管道704、第十二阀门812后流入第二太阳能电池板202，通过与冷水换热后将表面温度降低，被第二太阳能电池板升温后的冷水经第十八阀门818、第五管道705流入热水箱4；
日间蓄电模式：日间6：00～18：00，通过打开控制器11，将第一太阳能电池板201和第二太阳能电池板202所产生的电能输送至蓄电池13中；
夜间蓄冷模式：夜间18：00～6：00，当冷水箱3中的温度大于27℃且第四辐射制冷板104的表面温度大于等于20℃时，第二冷水泵9关闭，第一冷水泵6打开，第二十阀门820、第二十二阀门822、第二十三阀门823、第十二阀门812、第十八阀门818、第九阀门809和第十五阀门815关闭；
冷水箱3中流出的水的部分经第一输出端、第二阀门802、第一软接501、第一冷水泵6、第二软接502、第三阀门803、第七管道707、第十三阀门813后流入第四辐射制冷板104，第四辐射制冷板104通过与外太空进行辐射换热，获得冷量，将水冷却后，冷水经第十九阀门819流入第八管道708；
冷水箱3中流出的另一部分水经第一输出端、第二阀门802、第一软接501、第一冷水泵6、第二软接502、第三阀门803、第七管道707、第七阀门807、第四管道704、第十一阀门811后流入第三辐射制冷板103，第三辐射制冷板103通过与外太空进行辐射换热，获得冷量，将水冷却后，冷水经第十七阀门817与第八管道708的冷水混合流入第九管道709；
第九管道709中的冷水经第十管道710后，部分冷水经第十六阀门816流入第二辐射制冷板102，第二辐射制冷板102通过与外太空进行辐射换热，获得冷量，将水再次冷却后，冷水经第十阀门810、第五管道705、第六阀门806、流入第十二管道712；
第九管道709中的冷水经第十管道710后，另一部分冷水经第十一管道711、第十四阀门814流入第一辐射制冷板101，第一辐射制冷板101通过与外太空进行辐射换热，获得冷量，将水再次冷却后，冷水经第八阀门808与流经第六阀门806中的冷水混合后经第十二管道712流入冷水箱3；
夜间供热(蓄冷)模式：夜间18：00～6：00，热水箱10在日间储存的水的温度大于50℃且当第四辐射制冷板104的表面的温度小于20℃时，第一冷水泵6和第二冷水泵9关闭，热水泵10打开，第三阀门803、第五阀门805、第九阀门809、第十二阀门812关闭；
热水箱10中流出的热水中的第一部分水经第二十一阀门821、第六软接506、热水泵10、第五软接505、第二十阀门820、第十三管道713、流入第九管道709后经第八管道708、第十九阀门819，流入第四辐射制冷板104，第四辐射制冷板104通过与外太空进行辐射换热，获得冷量，将水冷却后，冷水经第十三阀门813、第七阀门807后流入第四管道704；
热水箱10中流出的热水中的第二部分水经第二十一阀门821、第六软接506、热水泵10、第五软接505、第二十阀门820、第十三管道713后流入第九管道709后经第十七阀门817，流入第三辐射制冷板103，第三辐射制冷板103通过与外太空进行辐射换热，获得冷量，将水冷却后，冷水经第十一阀门811与第四管道704中的第一部分冷水混合后，经第二管道702、第二十三阀门823、第二十二阀门822后流入第三管道703；
热水箱10中流出的热水中的第三部分水经第二十一阀门821、第六软接506、热水泵10、第五软接505、第二十阀门820、第十三管道713流入第十管道710后经第十六阀门816，流入第二辐射制冷板102，第二辐射制冷板102通过与外太空进行辐射换热，获得冷量，将水冷却后，冷水经第十阀门810与第三管道703中的冷水混合后，经第五管道705、第六阀门806，流入第十二管道712；
热水箱10中流出的热水中的第四部分水经第二十一阀门821、第六软接506、热水泵10、第五软接505、第二十阀门820、第十三管道713流入第十管道710后经第十一管道711、第十四阀门814，流入第一辐射制冷板101，第一辐射制冷板101通过与外太空进行辐射换热，获得冷量，将水冷却后，冷水经第八阀门808与第六阀门806流入管道712的冷水混合后流入冷水箱3；
夜间供电模式：夜间18：00～6：00，通过控制器11打开蓄电池13第一开关121，利用日间蓄电模式蓄存在蓄电池13中的电量为第一冷水泵6、第二冷水泵9、以及热水泵10供电。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高效被动冷热电综合利用装置，其特征在于，该装置包括：第一辐射制冷板(101)、第二辐射制冷板(102)、第三辐射制冷板(103)、第四辐射制冷板(104)、第一太阳能电池板(201)、第二太阳能电池板(202)、冷水箱(3)、热水箱(4)、第一冷水泵(6)、第二冷水泵(9)、热水泵(10)、控制器(11)、蓄电池(13)。
2.按照权利要求1所述的一种高效被动冷热电综合利用装置，其特征在于，各个部件之间的连接方式如下：
冷水箱(3)的第一输出端接第二阀门(802)的输入端，第二阀门(802)的输出端接第一软接(501)的输入端，第一软接(501)的输出端接第一冷水泵(6)的输入端，第一冷水泵(6)的输出端接第二软接(502)的输入端，第二软接(502)的输出端接第三阀门(803)的输入端，第三阀门(803)的输出端接第七管道(707)的输入端，第七管道(707)的第一输出端接第十三阀门(813)的输入端，第十三阀门(813)的输出端接第四辐射制冷板(104)的输入端，第四辐射制冷板(104)的输出端接十九阀门(819)的输入端，第十九阀门(819)的输出端接第八管道(708)的输入端，第八管道(708)的输出端接第九管道(709)的第一输入端，第九管道(709)的输出端接第十管道(710)的第一输入端，第十管道(710)的输出端接第十一管道(711)的第一输入端，第十一管道(711)的输出端接第十四阀门(814)的输入端，第十四阀门(814)的输出端接第一辐射制冷板(101)的输入端，第一辐射制冷板(101)的输出端接第八阀门(808)的输入端，第八阀门(808)的输出端接第十二管道(712)的第一输入端，第十二管道(712)的输出端接冷水箱(3)的第一输入端；
第七管道(707)的第二输出端接第七阀门(807)的输入端，第七阀门(807)的第一输出端接第十二阀门(812)的输入端，第十二阀门(812)的输出端接第二太阳能电池板(202)的输入端，第二太阳能电池板(202)的输出端接第十八阀门(818)的输入端，第十八阀门(818)的输出端接第五管道(705)的输入端，第五管道(705)的输出端接热水箱(4)的第一输入端；
第七阀门(807)的第二输出端接第四管道(704)的输入端，第四管道(704)的第一输出端接第十一阀门(811)的输入端，第十一阀门(811)的输出端接第三辐射制冷板(103)的输入端，第三辐射制冷板(103)的输出端接第十七阀门(817)的输入端，第十七阀门(817)的输出端接第九管道(709)的第二输入端；
第四管道(704)的第二输出端接第二管道(702)的输入端，第二管道(702)的输出端接第二十三阀门(823)的输入端，第二十三阀门(823)的输出端接第二十二阀门(822)的第一输入端；
冷水箱(3)的第二输出端接第四阀门(804)的输入端，第四阀门(804)的输出端接第三软接(503)的输入端，第三软接(503)的输出端接第二冷水泵(9)的输入端，第二冷水泵(9)的输出端接第四软接(504)的输入端，第四软接(504)的输出端接第五阀门(805)的输入端，第五阀门(805)的输出端接第一管道(701)的输入端，第一管道(701)的输出端接第二十二阀门(822)的第二输入端，第二十二阀门(822)的输出端接第三管道(703)的输入端，第三管道(703)的第一输出端接第五管道(705)的输入端，第五管道(705)的第一输出端接第六阀门(806)的输入端，第六阀门(806)的输出端接第十二管道(712)的第二输入端；
第三管道(703)的第二输出端接第十阀门(810)的输入端，第十阀门(810)的输出端接第二辐射制冷板(102)的输入端，第二辐射制冷板(102)的输出端接第十六阀门(816)的输入端，第十六阀门(816)的输出端接第十一管道(711)的第二输入端；
第五管道(705)的第二输出端接第九阀门(809)的输入端，第九阀门(809)的输出端接第一太阳能电池板(201)的输入端，第一太阳能电池板(201)的输出端接第十五阀门(815)的输入端，第十五阀门(815)的输出端接第六管道(706)的输入端，第六管道(706)的输出端接热水箱(4)的第二输入端；
热水箱(4)的输出端接第二十一阀门(821)的输入端，第二十一阀门(821)的输出端接第六软接(506)的输入端，第六软接(506)的输出端接热水泵(10)的输入端，热水泵(10)的输出端接第五软接(505)的输入端，第五软接(505)的输出端接第二十阀门(820)的输入端，第二十阀门(820)的输出端接第十三管道(713)的输入端，第十三管道(713)的第一输出端接第十管道(710)的第二输入端；
第十四管道(714)的输出端接第一阀门(801)的输入端，第一阀门(801)的输出端接冷水箱(3)的第二输入端。
3.按照权利要求1所述的一种高效被动冷热电综合利用装置，其特征在于，第一太阳能电池板(201)、第二太阳能电池板(202)、蓄电池(13)与控制器(11)通过电线连接，蓄电池(13)与控制器(11)之间的电线上设置第一开关(121)；
第一冷水泵(6)、第二冷水泵(9)、热水泵(10)与控制器(11)通过电线连接，第一冷水泵(6)与控制器(11)连接的电线上设置第二开关(122)，第二冷水泵(9)与控制器(11)连接的电线上设置第三开关(123)，热水泵(10)与控制器(11)连接的电线上设置第四开关(124)。
4.按照权利要求1所述的一种高效被动冷热电综合利用装置，其特征在于，第一太阳能电池板(201)和第二太阳能电池板(202)所生产的电量用于给第一冷水泵(6)、第二冷水泵(9)、热水泵(10)供电。
5.按照权利要求1所述的一种高效被动冷热电综合利用装置，其特征在于，第二辐射制冷板(102)、第三辐射制冷板(103)中下方设有夹层；
夜间时，通过转轴装置旋转，可将第一太阳能电池板(201)和第二太阳能电池板(202)置于第二辐射制冷板(102)以及第三辐射制冷板(103)下方的夹层；
日间时，通过转轴装置旋转，可将第一太阳能电池板(201)和第二太阳能电池板(202)从第二辐射制冷板(102)以及第三辐射制冷板(103)下方的夹层中拉出。
第一太阳能电池板(201)与第二辐射制冷板(102)连接处、第二太阳能电池板(202)与第三辐射制冷板(103)连接处设有滚轴装置；
日间第一辐射制冷板(101)和第四辐射制冷板(104)水平放置，第二辐射制冷板(102)和第三辐射制冷板(103)通过转轴旋转竖直放置，第一太阳能电池板(201)与第二太阳能电池板(202)在转轴的带动下呈倾斜，倾斜角度0°～45°；
夜间第二辐射制冷板(102)通过转轴旋转置于第一太阳能电池板(201)上方，第三辐射制冷板(103)通过转轴旋转置于第二太阳能电池板(202)上方，第一辐射制冷板(101)、第二辐射制冷板(102)、第三辐射制冷板(103)、第四辐射制冷板(104)依次水平放置。
6.按照权利要求1所述的一种高效被动冷热电综合利用装置，其特征在于，所述的第一辐射制冷板(101)包括第一换热盘管(1011)和第一辐射制冷薄膜(1012)；
所述的第二辐射制冷板(102)包括第二换热盘管(1021)和第二辐射制冷薄膜(1022)；
所述的第三辐射制冷板(103)包括第三换热盘管(1031)和第三辐射制冷薄膜(1032)；
所述的第四辐射制冷板(104)包括第四换热盘管(1041)和第四辐射制冷薄膜(1042)；
所述的第一辐射制冷薄膜(1012)、第二辐射制冷薄膜(1022)、第三辐射制冷薄膜(1032)、第四辐射制冷薄膜(1042)在大气窗口波段(8～13μm波长范围内)的发射率大于0.90，同时在太阳热辐射波段(0.25～3μm波长范围内)的反射率大于0.90。
7.按照权利要求2所述的一种高效被动冷热电综合利用装置，其特征在于，第十四管道(714)为装置的补水管，第一阀门(801)只在补水时打开。
8.一种高效被动冷热电综合利用装置，其特征在于，包括：日间蓄冷模式、日间供冷(蓄热)模式、日间蓄电模式、夜间蓄冷模式、夜间供热(蓄冷)模式、和夜间供电模式；
日间蓄冷模式：日间6：00～18：00，当冷水箱(3)内水温大于27℃且当第一太阳能电池板(201)和第二太阳能电池板(202)工作三小时后进行蓄冷过程，第十阀门(810)、第十六阀门(816)、第十一阀门(811)、第十七阀门(817)、第六阀门(806)、第七阀门(807)关闭，第一冷水泵(6)启动，第二冷水泵(9)启动；
冷水箱(3)中的水经第一输出端、第二阀门(802)、第一软接(501)、第一冷水泵(6)、第二软接(502)、第三阀门(803)、第七管道(707)以及第十三阀门(813)后流入第四辐射制冷板(104)，第四辐射制冷板(104)通过与外太空进行辐射换热，获得冷量，将水冷却后，冷水经第十九阀门(819)、第八管道(708)、第九管道(709)、第十管道(710)、第十一管道(711)以及第十四阀门(814)后流入第四辐射制冷板(104)，第四辐射制冷板(104)通过与外太空进行辐射换热，获得冷量，将水再次冷却后，冷水经第八阀门(808)、第十二管道(712)后流入冷水箱(3)；
日间供冷(蓄热)模式：日间6：00～18：00，冷水箱(3)中流出的水的部分经第二输出端、第四阀门(804)、第三软接(503)、第二冷水泵(9)、第四软接(504)、第五阀门(805)、第一管道(701)、第二十二阀门(822)、第三管道(703)、第五管道(705)、第九阀门(809)，流入第一太阳能电池板(201)，通过与冷水换热后将表面温度降低，被第一太阳能电池板(201)升温后的冷水经第十五阀门(815)、第六管道(706)后流入热水箱(4)；
同时，冷水箱(3)中流出的另一部分水经第二输出端、第四阀门(804)、第三软接(503)、第二冷水泵(9)、第四软接(504)、第五阀门(805)、第一管道(701)、第二十三阀门(823)、第二管道(702)、第四管道(704)、第十二阀门(812)后流入第二太阳能电池板(202)，通过与冷水换热后将表面温度降低，被第二太阳能电池板升温后的冷水经第十八阀门(818)、第五管道(705)流入热水箱(4)；
日间蓄电模式：日间6：00～18：00，通过打开控制器(11)，将第一太阳能电池板(201)和第二太阳能电池板(202)所产生的电能输送至蓄电池(13)中；
夜间蓄冷模式：夜间18：00～6：00，当冷水箱(3)中的温度大于27℃且第四辐射制冷板(104)的表面温度大于等于20℃时，第二冷水泵(9)关闭，第一冷水泵(6)打开，第二十阀门(820)、第二十二阀门(822)、第二十三阀门(823)、第十二阀门(812)、第十八阀门(818)、第九阀门(809)和第十五阀门(815)关闭；
冷水箱(3)中流出的水的部分经第一输出端、第二阀门(802)、第一软接(501)、第一冷水泵(6)、第二软接(502)、第三阀门(803)、第七管道(707)、第十三阀门(813)后流入第四辐射制冷板(104)，第四辐射制冷板(104)通过与外太空进行辐射换热，获得冷量，将水冷却后，冷水经第十九阀门(819)流入第八管道(708)；
冷水箱(3)中流出的另一部分水经第一输出端、第二阀门(802)、第一软接(501)、第一冷水泵(6)、第二软接(502)、第三阀门(803)、第七管道(707)、第七阀门(807)、第四管道(704)、第十一阀门(811)后流入第三辐射制冷板(103)，第三辐射制冷板(103)通过与外太空进行辐射换热，获得冷量，将水冷却后，冷水经第十七阀门(817)与第八管道(708)的冷水混合流入第九管道(709)；
第九管道(709)中的冷水经第十管道(710)后，部分冷水经第十六阀门(816)流入第二辐射制冷板(102)，第二辐射制冷板(102)通过与外太空进行辐射换热，获得冷量，将水再次冷却后，冷水经第十阀门(810)、第五管道(705)、第六阀门(806)、流入第十二管道(712)；
第九管道(709)中的冷水经第十管道(710)后，另一部分冷水经第十一管道(711)、第十四阀门(814)流入第一辐射制冷板(101)，第一辐射制冷板(101)通过与外太空进行辐射换热，获得冷量，将水再次冷却后，冷水经第八阀门(808)与流经第六阀门(806)中的冷水混合后经第十二管道(712)流入冷水箱(3)；
夜间供热(蓄冷)模式：夜间18：00～6：00，热水箱(10)在日间储存的水的温度大于50℃且当第四辐射制冷板(104)的表面的温度小于20℃时，第一冷水泵(6)和第二冷水泵(9)关闭，热水泵(10)打开，第三阀门(803)、第五阀门(805)、第九阀门(809)、第十二阀门(812)关闭；
热水箱(10)中流出的热水中的第一部分水经第二十一阀门(821)、第六软接(506)、热水泵(10)、第五软接(505)、第二十阀门(820)、第十三管道(713)、流入第九管道(709)后经第八管道(708)、第十九阀门(819)，流入第四辐射制冷板(104)，第四辐射制冷板(104)通过与外太空进行辐射换热，获得冷量，将水冷却后，冷水经第十三阀门(813)、第七阀门(807)后流入第四管道(704)；
热水箱(10)中流出的热水中的第二部分水经第二十一阀门(821)、第六软接(506)、热水泵(10)、第五软接(505)、第二十阀门(820)、第十三管道(713)后流入第九管道(709)后经第十七阀门(817)，流入第三辐射制冷板(103)，第三辐射制冷板(103)通过与外太空进行辐射换热，获得冷量，将水冷却后，冷水经第十一阀门(811)与第四管道(704)中的第一部分冷水混合后，经第二管道(702)、第二十三阀门(823)、第二十二阀门(822)后流入第三管道(703)；
热水箱(10)中流出的热水中的第三部分水经第二十一阀门(821)、第六软接(506)、热水泵(10)、第五软接(505)、第二十阀门(820)、第十三管道(713)流入第十管道(710)后经第十六阀门(816)，流入第二辐射制冷板(102)，第二辐射制冷板(102)通过与外太空进行辐射换热，获得冷量，将水冷却后，冷水经第十阀门(810)与第三管道(703)中的冷水混合后，经第五管道(705)、第六阀门(806)，流入第十二管道(712)；
热水箱(10)中流出的热水中的第四部分水经第二十一阀门(821)、第六软接(506)、热水泵(10)、第五软接(505)、第二十阀门(820)、第十三管道(713)流入第十管道(710)后经第十一管道(711)、第十四阀门(814)，流入第一辐射制冷板(101)，第一辐射制冷板(101)通过与外太空进行辐射换热，获得冷量，将水冷却后，冷水经第八阀门(808)与第六阀门(806)流入管道(712)的冷水混合后流入冷水箱(3)；
夜间供电模式：夜间18：00～6：00，通过控制器(11)打开蓄电池(13)第一开关(121)，利用日间蓄电模式蓄存在蓄电池(13)中的电量为第一冷水泵(6)、第二冷水泵(9)、以及热水泵(10)供电。
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