CN115986603A - 光伏供电机柜及其管道控制方法 - Google Patents

Abstract

光伏供电机柜及其管道控制方法，属于管道系统及其控制方法技术领域，其通过电力馈线连接有光伏供电组件；其通过冷媒管道连接有室外机和室内机，且通过水路管道连接有储温桶、回收桶和筏基水浅层地温能区；所述光伏供电组件通过电力馈线连接有室外机；其内设有第一热交换器和第二热交换器。本方案，通过设置光伏供电机柜并将其管道连接常规的光伏供电组件、储温桶和空调等，一方面实现储温，将光伏供电组件多余的电量转化为温差，方便后续释冷或释热，另一方面，实现释温，改善空调的运行效率。

Description

光伏供电机柜及其管道控制方法

技术领域

本发明属于管道系统及其控制方法技术领域，特别涉及光伏供电机柜及其管道控制方法。

背景技术

光伏供电，其输出功率以输配电网络不能控制的方式变化，光照时刻的变化会影响不同时间的功率输出，输出功率波动的后果是需要其他额外的电源，使电网供需达到实时平衡，并提供调频、调压等辅助服务。因此，光伏供电有必要配上储能系统。

分类号为F17D、申请号为CN202111491543.4的中国发明申请，公开了一种用于电力调峰的制氢系统，其针对光伏供电的不可控性，通过电解水的方式制氢并存储，从而将电能转化为化学能并存储。

然而，储能装置，首先要考虑安全性，然后要考虑耐久性，以供长期使用，同时还需要考虑建置成本、维修成本等。相对于存储为化学能，将多余电能存储为水的显热温差，能解决化学能的安全、耐久和成本问题。

分类号为F17D、申请号为CN201910039303.7的中国发明申请，公开了一种利用地道储能的方法，其针对光伏供电的多余的电能，利用设于地下的地道内的蒸汽容器对发电的蒸汽进行储存，当用电高峰时再将储存的蒸汽输出，推动蒸汽发电机发电。

然而，水蒸汽的存储，需要面临承压能力的考验，并且其建置成本较高，需要消除爆炸的危险。相对于水的潜热温差，将多余电能存储为水的显热温差，能解决潜热的安全和成本问题。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供光伏供电机柜及其管道控制方法。

为了达到上述目的，本发明采取了以下的技术方案。

光伏供电机柜，其通过电力馈线连接有光伏供电组件；其通过冷媒管道连接有室外机和室内机，且通过水路管道连接有储温桶、回收桶和筏基水浅层地温能区；所述光伏供电组件通过电力馈线连接有室外机；其内设有第一热交换器和第二热交换器；

所述第一热交换器内设两路流体管路，其中，一侧的流体管路通过水路管道连接有储温桶和第一三通水阀，另一侧的流体管路通过冷媒管道连接有第一换向阀和第二冷媒电磁阀；

所述第二热交换器内设两路流体管路，其中，一侧的流体管路通过冷媒管道连接有室外机的换热器和室外机的四通换向器，另一侧的流体管路通过水路管道连接有第一四通水阀和第二四通水阀。

进一步，所述第一三通水阀通过水路管道连接有储温桶和第二四通水阀；所述第一换向阀通过冷媒管道连接有室外机的换热器和室内机；所述第二冷媒电磁阀通过冷媒管道连接有第三换向阀；所述第三换向阀通过冷媒管道连接有第一冷媒电磁阀和室外机的四通换向器；所述第一冷媒电磁阀通过冷媒管道连接有室内机；所述第一四通水阀通过水路管道连接有回收桶和筏基水浅层地温能区；

所述第二四通水阀通过水路管道连接有回收桶和筏基水浅层地温能区。

进一步，所述储温桶和第一三通水阀之间的水路管道安装有第一水泵；所述回收桶和第二四通水阀之间的水路管道安装有第二水泵；所述筏基水浅层地温能区和第一四通水阀和之间的水路管道安装有第三水泵。

光伏供电机柜的管道控制方法，包括储温阶段；

所述储温阶段，光伏供电组件有多余电能且启动室外机，包括以下步骤：

步骤101，当不需要使用筏基水浅层地温能区和回收桶时，启动基于储温桶的储温模式；第一水泵启动，第二水泵和第三水泵均关闭，第一换向阀连通室外机的四通换向器和第一热交换器，第一三通水阀连通储温桶和第一热交换器，室外机和第二冷媒电磁阀均开启；

此时，基于储温桶的储温模式，包括储冷和储热，其中，基于储温桶的储温模式中储冷的冷媒流动路线为：室外机的压缩机的高压出口→室外机的四通换向器→第二热交换器→室外机的换热器→第一换向阀→第一热交换器→第二冷媒电磁阀→室外机的四通换向器→室外机的压缩机的低压进口；

基于储温桶的储温模式中储温桶循环水流动路线为：储温桶→第二换向阀→第一热交换器→第一三通水阀→第一水泵→储温桶。

进一步，储温阶段，还包括：

步骤102，当不需要使用筏基水浅层地温能区，且需要使用回收桶能量回收时，启动基于储温桶和回收桶的储温模式；第一水泵和第二水泵均启动，第三水泵关闭，第一换向阀连通室外机的四通换向器和第一热交换器，第一四通水阀连通回收桶和第二热交换器，第一三通水阀连通储温桶和第一热交换器，第二四通水阀连通回收桶和第一热交换器，室外机和第二冷媒电磁阀均开启；

此时，基于储温桶和回收桶的储温模式包括储冷和储热，其中，基于储温桶和回收桶的储温模式中储冷的冷媒流动路线为：室外机的压缩机的高压出口→室外机的四通换向器→第二热交换器→室外机的换热器→第一换向阀→第一热交换器→第二冷媒电磁阀→室外机的四通换向器→室外机的压缩机的低压进口；

基于储温桶和回收桶的储温模式中储温桶循环水流动路线为：储温桶→第二换向阀→第一热交换器→第一三通水阀→第一水泵→储温桶；

基于储温桶和回收桶的储温模式中回收桶循环水流动路线为：回收桶→第二水泵→第二四通水阀→第二热交换器→第一四通水阀→回收桶。

进一步，储温阶段，还包括：

步骤103，当需要使用筏基水浅层地温能区，则启动基于储温桶和筏基水浅层地温能区的储温模式，第一水泵和第三水泵均启动，第二水泵关闭，第一换向阀连通室外机的四通换向器和第一热交换器，第一三通水阀连通储温桶和第一热交换器，室外机和第二冷媒电磁阀均开启；第一四通水阀连通筏基水浅层地温能区和第二热交换器，第二四通水阀连通筏基水浅层地温能区和第二热交换器；

此时，基于储温桶和筏基水浅层地温能区的储温模式包括储冷和储热，其中，基于储温桶和筏基水浅层地温能区的储温模式中储冷的冷媒流动路线为：室外机的压缩机的高压出口→室外机的四通换向器→第二热交换器→室外机的换热器→第一换向阀→第一热交换器→第二冷媒电磁阀→室外机的四通换向器→室外机的压缩机的低压进口；

基于储温桶和筏基水浅层地温能区的储温模式中，储温桶的循环水流动路线为：储温桶→第二换向阀→第一热交换器→第一三通水阀→第一水泵→储温桶；

基于储温桶和筏基水浅层地温能区的储温模式中，筏基水浅层地温能区的循环水流动路线为：筏基水浅层地温能区→第三水泵→第一四通水阀→第二热交换器→第二四通水阀→筏基水浅层地温能区。

进一步，光伏供电机柜的管道控制方法，还包括释温阶段；所述释温阶段，当储温桶中的循环水或筏基水浅层地温能区中的循环水与室外温度存在温差时，且启动室外机；所述释温阶段包括：

步骤201，当不需要使用储温桶和筏基水浅层地温能区时，启动基准释温模式；第一水泵、第二水泵和第三水泵均关闭，第一换向阀连通室外机的四通换向器和室内机，室外机和第一冷媒电磁阀均开启，第三换向阀连通第一冷媒电磁阀和室外机的四通换向器；

基准释温模式，包括室内制冷和室内制热，其中，基准释温模式的室内制冷的冷媒流动路线为：室外机的压缩机的高压出口→室外机的四通换向器→第二热交换器→室外机的换热器→第一换向阀→室内机→第一冷媒电磁阀→室外机的四通换向器→室外机的压缩机的低压进口。

进一步，所述释温阶段，还包括：

步骤202，当不需要使用筏基水浅层地温能区，且需要储温桶释放能量时，启动基于储温桶的释温模式；第一水泵启动，第二水泵和第三水泵均关闭，第一换向阀连通室外机的四通换向器和室内机，室外机和第一冷媒电磁阀均开启，第三换向阀连通第一冷媒电磁阀和室外机的四通换向器，第一三通水阀连通储温桶和第二四通水阀，第二四通水阀连通第一三通水阀和第二热交换器，第一四通水阀连通第二换向阀和第二热交换器，第二换向阀连通储温桶和第一四通水阀；

基于储温桶的释温模式包括室内制冷和室内制热，其中，基于储温桶的释温模式的室内制冷的冷媒流动路线为：室外机的压缩机的高压出口→室外机的四通换向器→第二热交换器→室外机的换热器→第一换向阀→室内机→第一冷媒电磁阀→室外机的四通换向器→室外机的压缩机的低压进口；

基于储温桶的释温模式的循环水流动路线为：储温桶→第一三通水阀→第二四通水阀→第二热交换器→第一四通水阀→第二换向阀→储温桶。

进一步，所述释温阶段，还包括：

步骤203，当需要筏基水浅层地温能区释放能量时，启动基于筏基水浅层地温能区的释温模式；第三水泵启动，第一水泵和第二水泵均关闭，第一换向阀连通室外机的四通换向器和室内机，室外机和第一冷媒电磁阀均开启，第三换向阀连通第一冷媒电磁阀和室外机的四通换向器，第二四通水阀连通筏基水浅层地温能区和第二热交换器，第一四通水阀连通第二热交换器和筏基水浅层地温能区；

基于筏基水浅层地温能区的释温模式包括室内制冷和室内制热，其中，基于筏基水浅层地温能区的释温模式的室内制冷的冷媒流动路线为：室外机的压缩机的高压出口→室外机的四通换向器→第二热交换器→室外机的换热器→第一换向阀→室内机→第一冷媒电磁阀→室外机的四通换向器→室外机的压缩机的低压进口；

基于筏基水浅层地温能区的释温模式的循环水流动路线为：筏基水浅层地温能区→第二四通水阀→第二热交换器→第一四通水阀→筏基水浅层地温能区。

本系统有下列的优点：

1，通过设置光伏供电机柜并将其管道连接常规的光伏供电组件、储温桶和空调等，一方面实现储温，将光伏供电组件多余的电量转化为温差，方便后续释冷或释热，另一方面，实现释温，改善空调的运行效率。

2，储能介质为水，无保养维修或是寿命的问题；如所储存的冷、热水不需使用于空调机提升效能，也可用来生活中使用，操作简易且无环保问题。

3.在屋内制热的连续运转中，因环境温度越低制热效果不好，因此可导入浅层温能吸收排出的冷能或热能，因此可降低设备成本，提升空调制热效率。

附图说明

图1是光伏供电机柜的结构示意图；

图2是光伏供电机柜的连接管道示意图；

图3是步骤S101的光伏供电机柜的连接管道示意图；

图4是步骤S102的光伏供电机柜的连接管道示意图；

图5是步骤S103的光伏供电机柜的连接管道示意图；

图6是步骤S201的光伏供电机柜的连接管道示意图；

图7是步骤S202的光伏供电机柜的连接管道示意图；

图8是步骤S203的光伏供电机柜的连接管道示意图；

图中：光伏供电机柜1、第一热交换器101、第二热交换器102、第一冷媒电磁阀103、第二冷媒电磁阀104、第一四通水阀105、第一三通水阀106、第二四通水阀107、第一换向阀108、第二换向阀109、第三换向阀110、第一水泵111、第二水泵112、第三水泵113、储温桶2、回收桶3、筏基水浅层地温能区4、室外机5、换热器501、压缩机502、四通换向器503、室内机6、光伏供电组件7、光伏发电板701、太阳能转换器702、锂电池703、逆变器704。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作进一步说明。

图1是光伏供电机柜的结构示意图；图2是光伏供电机柜的连接管道示意图；如图1和图2所示，光伏供电机柜1，内设有第一热交换器101、第二热交换器102、第一冷媒电磁阀103、第二冷媒电磁阀104、第一四通水阀105、第一三通水阀106、第二四通水阀107、第一换向阀108、第二换向阀109。

所述第一热交换器101内设两路流体管路，其中，一侧的流体管路通过水路管道连接有储温桶2和第一三通水阀106，另一侧的流体管路通过冷媒管道连接有第一换向阀108和第二冷媒电磁阀104；

所述第一三通水阀106通过水路管道连接有储温桶2和第二四通水阀107；

所述第一换向阀108通过冷媒管道连接有室外机5的换热器501和室内机6；

所述第二冷媒电磁阀104通过冷媒管道连接有第三换向阀110；所述第三换向阀110通过冷媒管道连接有第一冷媒电磁阀103和室外机5的四通换向器503；所述第一冷媒电磁阀103通过冷媒管道连接有室内机6；

所述第二热交换器102内设两路流体管路，其中，一侧的流体管路通过冷媒管道连接有室外机5的换热器501和室外机5的四通换向器503，另一侧的流体管路通过水路管道连接有第一四通水阀105和第二四通水阀107；

所述第一四通水阀105通过水路管道连接有回收桶3和筏基水浅层地温能区4；

所述第二四通水阀107通过水路管道连接有回收桶3和筏基水浅层地温能区4。

储温桶2和第一三通水阀106之间的水路管道安装有第一水泵111；

回收桶3和第二四通水阀107之间的水路管道安装有第二水泵112；

筏基水浅层地温能区4和第一四通水阀105和之间的水路管道安装有第三水泵113。

在本方案中，光伏供电机柜1通过水路管道连接有储温桶2、回收桶3和筏基水浅层地温能区4；

所述光伏供电机柜1通过冷媒管道连接有室外机5和室内机6；

所述光伏供电机柜1通过电力馈线连接有光伏供电组件7；所述光伏供电组件7通过电力馈线连接有室外机5；

所述光伏供电组件7包括光伏发电板701、太阳能转换器702、锂电池703和逆变器704。光伏供电组件7的具体结构，为本领域公知常识，不再赘述。

所述室外机5包括换热器501、压缩机502和四通换向器503。室外机5的具体结构，为本领域公知常识，不再赘述。

在本方案中，电源是来自光伏供电组件7所发的电能，用以驱动室外机及上述设备，进行储冷、储热、释冷、释热或是与筏基水浅层地温能区4并连。

室外机5和室内机6构成的空调，采用具有储存温差功能的分离式空调，利用室外机，将电能以温差方式储存于储温桶内，所储存的温差再通过热交换器，预先冷却或加热冷媒，降低压缩机的功率消耗，达到以储存温差的方式转移电量，并且提升空调机效能。

本方案中，除了光伏供电机柜之外的部件，均为市售产品。

光伏供电机柜1的管道控制方法，包括储温阶段和释温阶段；

所述储温阶段，光伏供电组件7有多余电能且启动室外机5，包括以下步骤：

步骤101，当不需要使用筏基水浅层地温能区4和回收桶3时，启动基于储温桶的储温模式。图3是步骤S101的光伏供电机柜的连接管道示意图；如图3所示。第一水泵111启动，第二水泵112和第三水泵113均关闭，第一换向阀108连通室外机5的四通换向器503和第一热交换器101，第一三通水阀106连通储温桶2和第一热交换器101，室外机5和第二冷媒电磁阀104均开启。

此时，基于储温桶的储温模式，包括储冷和储热，其中，基于储温桶的储温模式中储冷的冷媒流动路线为：室外机5的压缩机502的高压出口→室外机5的四通换向器503→第二热交换器102→室外机5的换热器501→第一换向阀108→第一热交换器101→第二冷媒电磁阀104→室外机5的四通换向器503→室外机5的压缩机502的低压进口。

基于储温桶的储温模式中储温桶循环水流动路线为：储温桶2→第二换向阀109→第一热交换器101→第一三通水阀106→第一水泵111→储温桶2。

循环水只流经第一热交换器101，只有在第一热交换器101，冷媒和循环水有热交换，此时，第一热交换器101相当于蒸发器，将水温降低且储存，而第二热交换器102，由于没有循环水流过，并未参与热交换。

储温模式中储热，仅需启动室外机5的四通换向器，冷媒流动路线的流向倒转，即可储热。

步骤102，当不需要使用筏基水浅层地温能区4，且需要使用回收桶3能量回收时，启动基于储温桶和回收桶的储温模式，图4是步骤S102的光伏供电机柜的连接管道示意图；如图4所示。第一水泵111和第二水泵112均启动，第三水泵113关闭，第一换向阀108连通室外机5的四通换向器503和第一热交换器101，第一四通水阀105连通回收桶3和第二热交换器102，第一三通水阀106连通储温桶2和第一热交换器101，第二四通水阀107连通回收桶3和第一热交换器101，室外机5和第二冷媒电磁阀104均开启；

此时，基于储温桶和回收桶的储温模式包括储冷和储热，其中，基于储温桶和回收桶的储温模式中储冷的冷媒流动路线为：室外机5的压缩机502的高压出口→室外机5的四通换向器503→第二热交换器102→室外机5的换热器501→第一换向阀108→第一热交换器101→第二冷媒电磁阀104→室外机5的四通换向器503→室外机5的压缩机502的低压进口。

基于储温桶和回收桶的储温模式中储温桶循环水流动路线为：储温桶2→第二换向阀109→第一热交换器101→第一三通水阀106→第一水泵111→储温桶2。

基于储温桶和回收桶的储温模式中回收桶循环水流动路线为：回收桶3→第二水泵112→第二四通水阀107→第二热交换器102→第一四通水阀105→回收桶3。

基于储温桶和回收桶的储温模式中储热，仅需启动室外机5的四通换向器，冷媒流动路线的流向倒转，即可储热。

相比于基于储温桶的储温模式，基于储温桶和回收桶的储温模式中，第二热交换器102是有循环水流经的，将排出的热能储存于回收桶3内。

步骤103，当需要使用筏基水浅层地温能区4，则启动基于储温桶和筏基水浅层地温能区的储温模式，图5是步骤S103的光伏供电机柜的连接管道示意图；如图5所示。第一水泵111和第三水泵113均启动，第二水泵112关闭，第一换向阀108连通室外机5的四通换向器503和第一热交换器101，第一三通水阀106连通储温桶2和第一热交换器101，室外机5和第二冷媒电磁阀104均开启；第一四通水阀105连通筏基水浅层地温能区4和第二热交换器102，第二四通水阀107连通筏基水浅层地温能区4和第二热交换器102。

此时，基于储温桶和筏基水浅层地温能区的储温模式包括储冷和储热，其中，基于储温桶和筏基水浅层地温能区的储温模式中储冷的冷媒流动路线为：室外机5的压缩机502的高压出口→室外机5的四通换向器503→第二热交换器102→室外机5的换热器501→第一换向阀108→第一热交换器101→第二冷媒电磁阀104→室外机5的四通换向器503→室外机5的压缩机502的低压进口。

基于储温桶和筏基水浅层地温能区的储温模式中，储温桶的循环水流动路线为：储温桶2→第二换向阀109→第一热交换器101→第一三通水阀106→第一水泵111→储温桶2。

基于储温桶和筏基水浅层地温能区的储温模式中，筏基水浅层地温能区的循环水流动路线为：筏基水浅层地温能区4→第三水泵113→第一四通水阀105→第二热交换器102→第二四通水阀107→筏基水浅层地温能区4。

在储冷运转时将固定温度的筏基水引导至第二热交换器102，降低压缩机出口冷媒温度，使得室外机在进行基础储冷测试时也利用筏基水浅层地温能区4降低压缩机耗电量。

基于储温桶和筏基水浅层地温能区的储温模式，仅需启动室外机5的四通换向器，冷媒流动路线的流向倒转，即可储热。

所述释温阶段，当储温桶2中的循环水或筏基水浅层地温能区4中的循环水与室外温度存在温差时，且启动室外机5，包括以下步骤：

步骤201，当不需要使用储温桶2和筏基水浅层地温能区4时，启动基准释温模式，图6是步骤S201的光伏供电机柜的连接管道示意图；如图6所示。第一水泵111、第二水泵112和第三水泵113均关闭，第一换向阀108连通室外机5的四通换向器503和室内机6，室外机5和第一冷媒电磁阀103均开启，第三换向阀110连通第一冷媒电磁阀103和室外机5的四通换向器503。

基准释温模式，包括室内制冷和室内制热，其中，基准释温模式的室内制冷的冷媒流动路线为：室外机5的压缩机502的高压出口→室外机5的四通换向器503→第二热交换器102→室外机5的换热器501→第一换向阀108→室内机6→第一冷媒电磁阀103→室外机5的四通换向器503→室外机5的压缩机502的低压进口。

基准释温模式的室内制热，仅需启动室外机5的四通换向器，冷媒流动路线的流向倒转。

室内制冷时，冷媒从室外机5的压缩机502出口流出之后，并非直接流向室外机冷凝器，而是进入光伏供电机柜，通过第二热交换器102，由于水泵均关闭，第二热交换器102并无热量交换，冷媒再回到原有室外机5的换热器501，到达室内机6执行室内制冷，最后再通过光伏供电机柜内的第一冷媒电磁阀103回到压缩机502。

若要室内制热，则上述路线反向运转。

步骤202，当不需要使用筏基水浅层地温能区4，且需要储温桶2释放能量时，启动基于储温桶的释温模式，图7是步骤S202的光伏供电机柜的连接管道示意图；如图7所示。第一水泵111启动，第二水泵112和第三水泵113均关闭，第一换向阀108连通室外机5的四通换向器503和室内机6，室外机5和第一冷媒电磁阀103均开启，第三换向阀110连通第一冷媒电磁阀103和室外机5的四通换向器503，第一三通水阀106连通储温桶2和第二四通水阀107，第二四通水阀107连通第一三通水阀106和第二热交换器102，第一四通水阀105连通第二换向阀109和第二热交换器102，第二换向阀109连通储温桶2和第一四通水阀105。

基于储温桶的释温模式包括室内制冷和室内制热，其中，基于储温桶的释温模式的室内制冷的冷媒流动路线为：室外机5的压缩机502的高压出口→室外机5的四通换向器503→第二热交换器102→室外机5的换热器501→第一换向阀108→室内机6→第一冷媒电磁阀103→室外机5的四通换向器503→室外机5的压缩机502的低压进口。

基于储温桶的释温模式的循环水流动路线为：储温桶2→第一三通水阀106→第二四通水阀107→第二热交换器102→第一四通水阀105→第二换向阀109→储温桶2。

基于储温桶的释温模式的室内制热，仅需启动室外机5的四通换向器，冷媒流动路线的流向倒转。

储温桶2内的循环水水温经过步骤S1的预冷之后，再通过第二热交换器102，预先冷却压缩机502高压出口的冷媒，相对增加冷凝器的散热量，冷媒成为过冷状态，此为基于储温桶的释温模式的室内制冷。

因循环水流只流经第二热交换器102，因此冷媒仅有在第二热交换器102对循环水有热交换，此时第二热交换器102相对于除室外机原有的换热器501外具有冷凝功能的热机换器，在压缩机502高压出口预先冷却。

若要执行基于储温桶的释温模式的室内制暖，只需启动室外机5的四通换向器503，冷媒流向与室内制冷时相反。

步骤203，当需要筏基水浅层地温能区4释放能量时，启动基于筏基水浅层地温能区的释温模式，图8是步骤S203的光伏供电机柜的连接管道示意图；如图8所示。第三水泵113启动，第一水泵111和第二水泵112均关闭，第一换向阀108连通室外机5的四通换向器503和室内机6，室外机5和第一冷媒电磁阀103均开启，第三换向阀110连通第一冷媒电磁阀103和室外机5的四通换向器503，第二四通水阀107连通筏基水浅层地温能区4和第二热交换器102，第一四通水阀105连通第二热交换器102和筏基水浅层地温能区4。

基于筏基水浅层地温能区的释温模式包括室内制冷和室内制热，其中，基于筏基水浅层地温能区的释温模式的室内制冷的冷媒流动路线为：室外机5的压缩机502的高压出口→室外机5的四通换向器503→第二热交换器102→室外机5的换热器501→第一换向阀108→室内机6→第一冷媒电磁阀103→室外机5的四通换向器503→室外机5的压缩机502的低压进口。

基于筏基水浅层地温能区的释温模式的循环水流动路线为：筏基水浅层地温能区4→第二四通水阀107→第二热交换器102→第一四通水阀105→筏基水浅层地温能区4。

基于筏基水浅层地温能区的释温模式的室内制热，仅需启动室外机5的四通换向器，冷媒流动路线的流向倒转。

筏基水浅层地温能区4内的循环水水温经过步骤S1的预冷之后，再通过第二热交换器102，预先冷却压缩机502高压出口的冷媒，相对增加冷凝器的散热量，冷媒成为过冷状态，此为基于筏基水浅层地温能区4的释温模式的室内制冷。

因循环水流只流经第二热交换器102，因此冷媒仅有在第二热交换器102对循环水有热交换，此时第二热交换器102相对于除室外机原有的换热器501外具有冷凝功能的热机换器，在压缩机502高压出口预先冷却。

若要执行基于筏基水浅层地温能区的释温模式的室内制暖，只需启动室外机5的四通换向器503，冷媒流向与室内制冷时相反。

下面对各个模式进行一个总结和验证：

基于储温桶的储温模式中，当光伏供电组件7大量输出，但此时如不需使用空调机或其他高耗能家电而有多余太阳能光电发电电力时，启动空调的室外机与通往热交换器的冷媒电磁阀，冷媒直接通往热交换器，通过热交换器制造冷水储存于储能桶内，此时热交换器相当于蒸发器；在环境温度29.6℃~35.9℃，基础储冷运转效能在2.24~3.88之间，若将环境温度控制在35℃时，基础储冷运转效能为2.25。

基于储温桶和回收桶的储温模式中，当空调压缩机运转储存冷能时，将有大量的热能由冷凝器散出，若处于通风不良处或是高温的环境，将会造成散热不良的状况，整体效能随环境温度上升而下降，若能将此热能回收另做它用，且在储存冷能时同时利用热能回收桶内相对低温的循环水来冷却压缩机冷媒吐出口，加强冷凝器的效能且减低背压，将更有效率的处理能源问题；在上述的操作之下，室外机出水温度降到11.9℃时几乎已达此模式室外机可制造冷水范围的极限；因此如同基于储温桶的储温模式，将多余的光伏供电组件7所产生的电能，经空调室外机直接将冷媒送往热交换器储冷能至储能桶，同时储存热能至热能回收桶，在固定环境温度 32.1℃、储能桶及回收桶初始温度均为34.9℃工况下运转4小时后，热能回收桶温达到49.6℃、储能桶温为16.0℃。

基于储温桶和筏基水浅层地温能区的储温模式中，由于回收桶仅有200L，吸收的热量快速提升循环水水温，造成长时间运转反而丧失其提升效能的优势，因此导入以筏基水浅层地温能区，利用筏基水巨大的量体及不易受每日气候影响的特性，稳定的提供相对低温的循环水来降低压缩机出口的冷媒温度，增强冷凝器功能借以降低压缩机的耗电；因此在筏基水水温约为21.2℃工况时经过4小时的储冷过程储能桶降至14.9℃，基于储温桶和筏基水浅层地温能区的储温模式的储冷效能，优于基于储温桶的储温模式。

基于储温桶的释温模式中，释热时除原室内机持续运转外，将储热运转时所储存的温差，利用水泵将热水从储能桶送至热交换器，对室外机蒸发器出口送出的低压低温冷媒加热，使得进入压缩机的冷媒已达过热蒸气状态，等于增强其蒸发器的效率，过热的冷媒蒸气能带给空调空间更多的热能；由测试发现，释热过程当中储能桶水温从预热的47.7℃，经过八小时的释热之后降到12.1℃，代表有35.6℃的温差由储能桶转移至冷媒。

基于筏基水浅层地温能区的释温模式，其原理与基于储温桶的释温模式相似，不再赘述。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.光伏供电机柜，其通过电力馈线连接有光伏供电组件（7）；其特征在于，其通过冷媒管道连接有室外机（5）和室内机（6），且通过水路管道连接有储温桶（2）、回收桶（3）和筏基水浅层地温能区（4）；所述光伏供电组件（7）通过电力馈线连接有室外机（5）；其内设有第一热交换器（101）和第二热交换器（102）；

所述第一热交换器（101）内设两路流体管路，其中，一侧的流体管路通过水路管道连接有储温桶（2）和第一三通水阀（106），另一侧的流体管路通过冷媒管道连接有第一换向阀（108）和第二冷媒电磁阀（104）；

所述第二热交换器（102）内设两路流体管路，其中，一侧的流体管路通过冷媒管道连接有室外机（5）的换热器（501）和室外机（5）的四通换向器（503），另一侧的流体管路通过水路管道连接有第一四通水阀（105）和第二四通水阀（107）。

2.根据权利要求1所述的光伏供电机柜，其特征在于，所述第一三通水阀（106）通过水路管道连接有储温桶（2）和第二四通水阀（107）；所述第一换向阀（108）通过冷媒管道连接有室外机（5）的换热器（501）和室内机（6）；所述第二冷媒电磁阀（104）通过冷媒管道连接有第三换向阀（110）；所述第三换向阀（110）通过冷媒管道连接有第一冷媒电磁阀（103）和室外机（5）的四通换向器（503）；所述第一冷媒电磁阀（103）通过冷媒管道连接有室内机（6）；所述第一四通水阀（105）通过水路管道连接有回收桶（3）和筏基水浅层地温能区（4）；

所述第二四通水阀（107）通过水路管道连接有回收桶（3）和筏基水浅层地温能区（4）。

3.根据权利要求1所述的光伏供电机柜，其特征在于，所述储温桶（2）和第一三通水阀（106）之间的水路管道安装有第一水泵（111）；所述回收桶（3）和第二四通水阀（107）之间的水路管道安装有第二水泵（112）；所述筏基水浅层地温能区（4）和第一四通水阀（105）和之间的水路管道安装有第三水泵（113）。

4.光伏供电机柜的管道控制方法，其特征在于，其使用权利要求3所述的光伏供电机柜，包括储温阶段；

所述储温阶段，光伏供电组件（7）有多余电能且启动室外机（5），包括以下步骤：

步骤101，当不需要使用筏基水浅层地温能区（4）和回收桶（3）时，启动基于储温桶的储温模式；第一水泵（111）启动，第二水泵（112）和第三水泵（113）均关闭，第一换向阀（108）连通室外机（5）的四通换向器（503）和第一热交换器（101），第一三通水阀（106）连通储温桶（2）和第一热交换器（101），室外机（5）和第二冷媒电磁阀（104）均开启；

此时，基于储温桶的储温模式，包括储冷和储热，其中，基于储温桶的储温模式中储冷的冷媒流动路线为：室外机（5）的压缩机（502）的高压出口→室外机（5）的四通换向器（503）→第二热交换器（102）→室外机（5）的换热器（501）→第一换向阀（108）→第一热交换器（101）→第二冷媒电磁阀（104）→室外机（5）的四通换向器（503）→室外机（5）的压缩机（502）的低压进口；

基于储温桶的储温模式中储温桶循环水流动路线为：储温桶（2）→第二换向阀（109）→第一热交换器（101）→第一三通水阀（106）→第一水泵（111）→储温桶（2）。

5.根据权利要求4所述的光伏供电机柜的管道控制方法，其特征在于，储温阶段，还包括：

步骤102，当不需要使用筏基水浅层地温能区（4），且需要使用回收桶（3）能量回收时，启动基于储温桶和回收桶的储温模式；第一水泵（111）和第二水泵（112）均启动，第三水泵（113）关闭，第一换向阀（108）连通室外机（5）的四通换向器（503）和第一热交换器（101），第一四通水阀（105）连通回收桶（3）和第二热交换器（102），第一三通水阀（106）连通储温桶（2）和第一热交换器（101），第二四通水阀（107）连通回收桶（3）和第一热交换器（101），室外机（5）和第二冷媒电磁阀（104）均开启；

此时，基于储温桶和回收桶的储温模式包括储冷和储热，其中，基于储温桶和回收桶的储温模式中储冷的冷媒流动路线为：室外机（5）的压缩机（502）的高压出口→室外机（5）的四通换向器（503）→第二热交换器（102）→室外机（5）的换热器（501）→第一换向阀（108）→第一热交换器（101）→第二冷媒电磁阀（104）→室外机（5）的四通换向器（503）→室外机（5）的压缩机（502）的低压进口；

基于储温桶和回收桶的储温模式中储温桶循环水流动路线为：储温桶（2）→第二换向阀（109）→第一热交换器（101）→第一三通水阀（106）→第一水泵（111）→储温桶（2）；

基于储温桶和回收桶的储温模式中回收桶循环水流动路线为：回收桶（3）→第二水泵（112）→第二四通水阀（107）→第二热交换器（102）→第一四通水阀（105）→回收桶（3）。

6.根据权利要求5所述的光伏供电机柜的管道控制方法，其特征在于，储温阶段，还包括：

步骤103，当需要使用筏基水浅层地温能区（4），则启动基于储温桶和筏基水浅层地温能区的储温模式，第一水泵（111）和第三水泵（113）均启动，第二水泵（112）关闭，第一换向阀（108）连通室外机（5）的四通换向器（503）和第一热交换器（101），第一三通水阀（106）连通储温桶（2）和第一热交换器（101），室外机（5）和第二冷媒电磁阀（104）均开启；第一四通水阀（105）连通筏基水浅层地温能区（4）和第二热交换器（102），第二四通水阀（107）连通筏基水浅层地温能区（4）和第二热交换器（102）；

此时，基于储温桶和筏基水浅层地温能区的储温模式包括储冷和储热，其中，基于储温桶和筏基水浅层地温能区的储温模式中储冷的冷媒流动路线为：室外机（5）的压缩机（502）的高压出口→室外机（5）的四通换向器（503）→第二热交换器（102）→室外机（5）的换热器（501）→第一换向阀（108）→第一热交换器（101）→第二冷媒电磁阀（104）→室外机（5）的四通换向器（503）→室外机（5）的压缩机（502）的低压进口；

基于储温桶和筏基水浅层地温能区的储温模式中，储温桶的循环水流动路线为：储温桶（2）→第二换向阀（109）→第一热交换器（101）→第一三通水阀（106）→第一水泵（111）→储温桶（2）；

基于储温桶和筏基水浅层地温能区的储温模式中，筏基水浅层地温能区的循环水流动路线为：筏基水浅层地温能区（4）→第三水泵（113）→第一四通水阀（105）→第二热交换器（102）→第二四通水阀（107）→筏基水浅层地温能区（4）。

7.根据权利要求4或6所述的光伏供电机柜的管道控制方法，其特征在于，还包括释温阶段；所述释温阶段，当储温桶（2）中的循环水或筏基水浅层地温能区（4）中的循环水与室外温度存在温差时，且启动室外机（5）；所述释温阶段包括：

步骤201，当不需要使用储温桶（2）和筏基水浅层地温能区（4）时，启动基准释温模式；第一水泵（111）、第二水泵（112）和第三水泵（113）均关闭，第一换向阀（108）连通室外机（5）的四通换向器（503）和室内机（6），室外机（5）和第一冷媒电磁阀（103）均开启，第三换向阀（110）连通第一冷媒电磁阀（103）和室外机（5）的四通换向器（503）；

基准释温模式，包括室内制冷和室内制热，其中，基准释温模式的室内制冷的冷媒流动路线为：室外机（5）的压缩机（502）的高压出口→室外机（5）的四通换向器（503）→第二热交换器（102）→室外机（5）的换热器（501）→第一换向阀（108）→室内机（6）→第一冷媒电磁阀（103）→室外机（5）的四通换向器（503）→室外机（5）的压缩机（502）的低压进口。

8.根据权利要求7所述的光伏供电机柜的管道控制方法，其特征在于，所述释温阶段，还包括：

步骤202，当不需要使用筏基水浅层地温能区（4），且需要储温桶（2）释放能量时，启动基于储温桶的释温模式；第一水泵（111）启动，第二水泵（112）和第三水泵（113）均关闭，第一换向阀（108）连通室外机（5）的四通换向器（503）和室内机（6），室外机（5）和第一冷媒电磁阀（103）均开启，第三换向阀（110）连通第一冷媒电磁阀（103）和室外机（5）的四通换向器（503），第一三通水阀（106）连通储温桶（2）和第二四通水阀（107），第二四通水阀（107）连通第一三通水阀（106）和第二热交换器（102），第一四通水阀（105）连通第二换向阀（109）和第二热交换器（102），第二换向阀（109）连通储温桶（2）和第一四通水阀（105）；

基于储温桶的释温模式包括室内制冷和室内制热，其中，基于储温桶的释温模式的室内制冷的冷媒流动路线为：室外机（5）的压缩机（502）的高压出口→室外机（5）的四通换向器（503）→第二热交换器（102）→室外机（5）的换热器（501）→第一换向阀（108）→室内机（6）→第一冷媒电磁阀（103）→室外机（5）的四通换向器（503）→室外机（5）的压缩机（502）的低压进口；

基于储温桶的释温模式的循环水流动路线为：储温桶（2）→第一三通水阀（106）→第二四通水阀（107）→第二热交换器（102）→第一四通水阀（105）→第二换向阀（109）→储温桶（2）。

9.根据权利要求8所述的光伏供电机柜的管道控制方法，其特征在于，所述释温阶段，还包括：

步骤203，当需要筏基水浅层地温能区（4）释放能量时，启动基于筏基水浅层地温能区的释温模式；第三水泵（113）启动，第一水泵（111）和第二水泵（112）均关闭，第一换向阀（108）连通室外机（5）的四通换向器（503）和室内机（6），室外机（5）和第一冷媒电磁阀（103）均开启，第三换向阀（110）连通第一冷媒电磁阀（103）和室外机（5）的四通换向器（503），第二四通水阀（107）连通筏基水浅层地温能区（4）和第二热交换器（102），第一四通水阀（105）连通第二热交换器（102）和筏基水浅层地温能区（4）；

基于筏基水浅层地温能区的释温模式包括室内制冷和室内制热，其中，基于筏基水浅层地温能区的释温模式的室内制冷的冷媒流动路线为：室外机（5）的压缩机（502）的高压出口→室外机（5）的四通换向器（503）→第二热交换器（102）→室外机（5）的换热器（501）→第一换向阀（108）→室内机（6）→第一冷媒电磁阀（103）→室外机（5）的四通换向器（503）→室外机（5）的压缩机（502）的低压进口；

基于筏基水浅层地温能区的释温模式的循环水流动路线为：筏基水浅层地温能区（4）→第二四通水阀（107）→第二热交换器（102）→第一四通水阀（105）→筏基水浅层地温能区（4）。

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