CN117823985A - 一种复合型蓄能供暖供冷系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及蓄能供能技术领域，尤其涉及一种复合型蓄能供暖供冷系统，包括，热交换单元、光伏发电单元、设备控制单元、热能储存单元、电能储存单元、热能供给单元、环境监测单元以及中央控制单元。本发明通过设置能够对热交换单元和光伏发电单元进行切换的设备控制单元，实现热交换单元和光伏发电单元两种蓄能方式的自由切换，同时又通过设置中央控制单元根据电能储存单元、热能供给单元以及环境监测单元的状态实时计算所述热交换单元的换热转换系数与所述光伏发电单元的换电转换系数，智能调整蓄能方式的切换，通过复合型蓄能使蓄能效率在稳定供能的基础上达到最大化，保障了供暖供冷系统的供能稳定性。

Description

一种复合型蓄能供暖供冷系统

技术领域

本发明涉及蓄能供能技术领域，尤其涉及一种复合型蓄能供暖供冷系统。

背景技术

蓄能是指采用适当的方式，利用特定的装置，将暂时不用或多余的温度能量通过一定的蓄能材料储存起来，需要时再释放出来加以利用，而随着人们对于蓄能材料的研究和认识，逐渐利用蓄能材料制造各种供暖或供冷系统，根据需求调整室内温度，改善人们的生活和居住条件。

中国专利公开号：CN110894974A，公开了一种基于干旱地区的供暖供电蓄能装置；其技术点是将白天不稳定难储存的电能转化为稳定易储存的内能，利用水的比热容大的特点，进行蓄能和供给，由此可见，现有的蓄能供暖或供冷均采用单一的蓄能方式，仅借助蓄能材料自身的特点进行蓄能供暖或供冷，在实际的供暖或供冷使用中，往往会出现供暖供冷的供给温度不稳定，需要较多的补充能源辅助供给。

发明内容

为此，本发明提供一种复合型蓄能供暖供冷系统，用以克服现有技术中由于蓄能方式单一且缺乏蓄能控制导致供暖或供冷的供给温度不稳定的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种复合型蓄能供暖供冷系统，包括，

设备控制单元，其与热交换单元和光伏发电单元分别相连，所述热交换单元内设置有能够与室外环境温度和太阳能进行温度交换的蓄能介质，所述光伏发电单元能够将太阳能转化为电能，所述设备控制单元用以控制所述热交换单元和所述光伏发电单元的切换；

热能储存单元，其与所述热交换单元相连，用以储存热交换单元内完成温度交换的所述蓄能介质，所述热能储存单元能设置有控温装置，用以调整热能储存单元内部蓄能介质的温度；

电能储存单元，其与所述光伏发电单元和所述控温装置相连，用以储存光伏发电单元转化的电能，以及向所述控温装置进行供电；

热能供给单元，其与所述热能储存单元相连，用以将热能储存单元内的所述蓄能介质循环至室内，对室内环境进行供暖或供冷；

环境监测单元，其设置在室外，用以监测实时环境温度以及实时光照强度；

中央控制单元，其与所述设备控制单元、所述热能储存单元、所述电能储存单元、所述热能供给单元以及所述环境监测单元分别相连，用以控制电能储存单元向所述控温装置供电，并控制控温装置对热能储存单元内的所述蓄能介质制冷或制热；

所述中央控制单元能够分别计算所述热交换单元的换热转换系数与所述光伏发电单元的换电转换系数，并将换热转换系数与换电转换系数进行对比，根据对比结果控制所述热交换单元和所述光伏发电单元的切换。

进一步地，所述热交换单元和所述光伏发电单元构成室外换温设备，所述室外换温设备还包括，

承载板，其一面设置有所述热交换单元，另一面设置有所述光伏发电单元，所述承载板侧边的两端均设置有转动电机，所述转动电机用以驱动所述承载板进行翻转，两转动电机的一侧均设置有固定支架，所述固定支架用以将所述室外换温设备架设在室外环境中；

所述设备控制单元对所述热交换单元和所述光伏发电单元的切换方式为翻转所述承载板。

进一步地，所述中央控制单元能够分别计算所述热交换单元的换热转换系数与所述光伏发电单元的换电转换系数，并将换热转换系数与换电转换系数进行对比，

若换热转换系数大于换电转换系数，所述中央控制单元将通过所述设备控制单元进行切换，将所述热交换单元翻转至上面；

若换热转换系数等于换电转换系数，所述中央控制单元不控制所述设备控制单元进行切换；

若换热转换系数小于换电转换系数，所述中央控制单元将通过所述设备控制单元进行切换，将所述光伏发电单元翻转至上面。

进一步地，所述中央控制单元内设置有标准发电光照强度，中央控制单元在进行所述光伏发电单元的换电转换系数的计算时，将获取所述环境监测单元监测的实时光照强度，并将实时光照强度与标准发电光照强度进行对比判定，

若实时光照强度小于标准发电光照强度，所述中央控制单元将所述光伏发电单元的换电转换系数计算设置为零；

若实时光照强度大于等于标准发电光照强度，所述中央控制单元将根据内部设置的初始转换系数计算所述光伏发电单元的换电转换系数。

进一步地，所述中央控制单元内设置有储电数据库，所述储电数据库用以记录所述电能储存单元在历史各单位周期的周期储电量、周期用电量以及周期用电时长；

所述中央控制单元内还设置有初始转换系数，中央控制单元能够在实时光照强度大于等于标准发电光照强度时获取所述储电数据库中上一单位周期的周期储电量与周期用电量，并将上一单位周期的周期储电量与周期用电量进行对比判定，

若上一单位周期的周期用电量大于周期储电量，所述中央控制单元将获取所述储电数据库中上一单位周期的周期用电时长进行计算判定，以对所述光伏发电单元的换电转换系数进行计算；

若上一单位周期的周期用电量小于等于周期储电量，所述中央控制单元将根据上一单位周期的周期用电量与周期储电量计算所述光伏发电单元的换电转换系数，其中，Qd=Q×Cu/Cz，Qd为计算的换电转换系数，Q为初始转换系数，Cu为上一单位周期的周期用电量，Cz为上一单位周期的周期储电量。

进一步地，所述中央控制单元内设置有标准判定占比，中央控制单元在第一预设条件下将获取所述储电数据库中上一单位周期的周期用电时长，并根据单位周期的总时长计算实时用电占比，其中，As=Tu/Ta，根据标准判定占比对实时用电占比进行判定，

若实时用电占比小于等于标准判定占比，所述中央控制单元将根据标准判定占比与初始转换系数计算所述光伏发电单元的换电转换系数，其中，Qd=Q×（1+Ab）；

若实时用电占比大于标准判定占比，所述中央控制单元将根据实时用电占比与初始转换系数计算所述光伏发电单元的换电转换系数，其中，Qd=Q×（1+As）；

其中，Qd为计算的换电转换系数，Q为初始转换系数，Ab为标准判定占比，As为实时用电占比，Tu为上一单位周期的周期用电时长，Ta为单位周期的总时长；

其中，第一预设条件为实时光照强度大于等于标准发电光照强度，且上一单位周期的周期用电量大于周期储电量。

进一步地，所述中央控制单元内设置有供给数据库，所述供给数据库用以记录所述热能供给单元在历史各单位周期的供能方式与平均供能温度，中央控制单元在进行所述热交换单元的换热转换系数的计算时，将对所述供给数据库中上一单位周期的供能方式进行判定，

若上一单位周期的供能方式为供暖，所述中央控制单元将获取实时光照强度进行判定，以确定对所述热交换单元的换热转换系数的计算；

若上一单位周期的供能方式为供冷，所述中央控制单元将所述热交换单元的换热转换系数计算设置为零，并根据当前的实时环境温度与所述蓄能介质的实时介质温度进行判定，以确定是否将热能储存单元与所述热交换单元切断。

进一步地，所述中央控制单元在上一单位周期的供能方式为供冷时，将获取所述环境监测单元监测实时环境温度与所述热能储存单元内所述蓄能介质的实时介质温度，并将实时介质温度与实时环境温度进行对比，

若实时介质温度小于实时环境温度，所述中央控制单元将所述热能储存单元与所述热交换单元切断，不通过热交换单元对热能储存单元内的所述蓄能介质进行温度调整；

若实时介质温度大于等于实时环境温度，所述中央控制单元不对热能储存单元与所述热交换单元切断。

进一步地，所述中央控制单元内设置有标准发热光照强度与所述蓄能介质的最大蓄能温度，中央控制单元内还设置有初始转换系数与标准判定占比，中央控制单元能够在上一单位周期的供能方式为供暖时，获取所述环境监测单元监测的实时光照强度，并根据标准发热光照强度对实时光照强度进行判定，

若实时光照强度大于等于标准发热光照强度，所述中央控制单元将计算所述热交换单元的换热转换系数，其中Qn=[Q×（1+Ab）]×[1-（Fs/Fx）]，Qn为计算的换热转换系数，Q为初始转换系数，Ab为标准判定占比，Fs为实时介质温度，Fx为最大蓄能温度；

若实时光照强度小于标准发热光照强度，所述中央控制单元将所述热交换单元的换热转换系数计算设置为零，并根据当前的实时环境温度与所述蓄能介质的实时介质温度进行判定，以确定是否将热能储存单元与所述热交换单元切断。

进一步地，所述中央控制单元在上一单位周期的供能方式为供暖，且实时光照强度小于标准发热光照强度时，将获取所述环境监测单元监测实时环境温度与所述热能储存单元内所述蓄能介质的实时介质温度，并将实时介质温度与实时环境温度进行对比，

若实时介质温度小于等于实时环境温度，所述中央控制单元不对热能储存单元与所述热交换单元切断；

若实时介质温度大于实时环境温度，所述中央控制单元将所述热能储存单元与所述热交换单元切断，不通过热交换单元对热能储存单元内的所述蓄能介质进行温度调整。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，通过设置能够对热交换单元和光伏发电单元进行切换的设备控制单元，实现热交换单元和光伏发电单元两种蓄能方式的自由切换，同时又通过设置中央控制单元根据电能储存单元、热能供给单元以及环境监测单元的状态实时计算所述热交换单元的换热转换系数与所述光伏发电单元的换电转换系数，利用换热转换系数表示当前状态下的蓄能的综合能力，利用换电转换系数表示当前状态下的电能的综合能力，由于蓄能介质的转化方式直接，对应的转化效率高，但其即使在保温的状态下也会存在热传递而造成热量损失，因此导致蓄能储存在供能时的稳定性较低，而对于电能的转化方式，恰恰相反，转化效率不高但存储过程中损伤量极小，使其在供能时能够有良好的稳定性，因此进行智能调整蓄能方式的切换，通过复合型蓄能使蓄能效率在稳定供能的基础上达到最大化，保障了供暖供冷系统的供能稳定性。

尤其，通过设置热交换单元和光伏发电单元，使其与室外的自然环境进行能量交换，其中的光伏发电单元主要采用太阳能发电板即可，热交换单元内部需设置换热盘管，使蓄能介质在换热盘管内流通，且换热盘管的外层需涂覆吸光发热材料，热交换单元一方面能够利用对光的吸收进行发热，对换热盘管内的蓄能介质进行温度改变，热交换单元另一方面也能够通过室外环境温度自然地对换热盘管内的蓄能介质进行热传递蓄能，并且增加能够翻转的承载板的设置，主要针对存在光照条件的环境，对于光能发电和吸光发热的智能选择，做出及时的翻转调整，使复合型蓄能的蓄能效率最大化，保障了供暖供冷系统的供能稳定性。

进一步地，通过设置的中央控制单元对整体系统内的电能储存单元、热能供给单元以及环境监测单元的实时监测或是记录状态进行综合判定，计算能够代表当前状态下其换能有效性的热交换单元的换热转换系数和光伏发电单元的换电转换系数，确定当前的最大转化的换能方式，进行实时的翻转调整，提高了复合型蓄能的蓄能有效性。

进一步地，通过在中央控制单元内设置标准发电光照强度，判定当前的光伏发电单元是否能够正常的发电，在实时光照强度小于标准发电光照强度时，表示此时的光照强度较弱，光伏发电单元不能够发电或是不能够稳定的发电，因此直接将其换电转换系数计算为零，避免设备控制单元的做出的无效翻转切换。

尤其，根据上一单位周期的周期用电量与周期储电量进行对比，可以有效地表示该室内一般的供能状态，在上一单位周期的周期用电量大于周期储电量时，表示上一单位周期的供能耗电量较大，说明通过蓄能介质蓄能的方式给到供能的稳定性较低，反之，周期用电量小于等于周期储电量，表示在一个单位周期内，本供暖供冷系统不需要额外的电能消耗，因此可以直接地根据实际电能的消耗计算换电转换系数，以进行翻转切换的判定。

进一步地，在第一预设条件下，均会计算出较大的换电转换系数，由于此时属于消耗额外电能的情况，因此其换电转换的重要性较高，根据单位周期的总时长和上一单位周期的周期用电时长计算实时用电占比，进一步确定上一周期的用电情况，实时用电占比也能够表现供能状态下的利用蓄能介质自身的方式供能的情况，通过设置的标准判定占比，避免出现周期用电时长较短时无法给电能储存单元补充的情况。

进一步地，在系统为供冷方式的供能时，由于热交换单元表面的吸光发热材料不会对蓄能介质的低温蓄能起到积极作用，因此直接将换热转换系数计算为零，并根据环境温度判定是否切断热交换，保障蓄能介质的低温蓄能温度性。

附图说明

图1为本实施例复合型蓄能供暖供冷系统的示意图；

图2为本实施室外换温设备的侧视结构示意图；

图3为本实施室外换温设备的俯视结构示意图；

图4为本实施控温装置的连接设置关系示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1所示，其为本实施例复合型蓄能供暖供冷系统的示意图，本实施例提供一种复合型蓄能供暖供冷系统，包括，

设备控制单元，其与热交换单元和光伏发电单元分别相连，所述热交换单元内设置有能够与室外环境温度和太阳能进行温度交换的蓄能介质，所述光伏发电单元能够将太阳能转化为电能，所述设备控制单元用以控制所述热交换单元和所述光伏发电单元的切换；

热能储存单元，其与所述热交换单元相连，用以储存热交换单元内完成温度交换的所述蓄能介质，所述热能储存单元能设置有控温装置，用以调整热能储存单元内部蓄能介质的温度；

电能储存单元，其与所述光伏发电单元和所述控温装置相连，用以储存光伏发电单元转化的电能，以及向所述控温装置进行供电；

热能供给单元，其与所述热能储存单元相连，用以将热能储存单元内的所述蓄能介质循环至室内，对室内环境进行供暖或供冷；

环境监测单元，其设置在室外，用以监测实时环境温度以及实时光照强度；

中央控制单元，其与所述设备控制单元、所述热能储存单元、所述电能储存单元、所述热能供给单元以及所述环境监测单元分别相连，用以控制电能储存单元向所述控温装置供电，并控制控温装置对热能储存单元内的所述蓄能介质制冷或制热；

所述中央控制单元能够分别计算所述热交换单元的换热转换系数与所述光伏发电单元的换电转换系数，并将换热转换系数与换电转换系数进行对比，根据对比结果控制所述热交换单元和所述光伏发电单元的切换。

通过设置能够对热交换单元和光伏发电单元进行切换的设备控制单元，实现热交换单元和光伏发电单元两种蓄能方式的自由切换，同时又通过设置中央控制单元根据电能储存单元、热能供给单元以及环境监测单元的状态实时计算所述热交换单元的换热转换系数与所述光伏发电单元的换电转换系数，利用换热转换系数表示当前状态下的蓄能的综合能力，利用换电转换系数表示当前状态下的电能的综合能力，由于蓄能介质的转化方式直接，对应的转化效率高，但其即使在保温的状态下也会存在热传递而造成热量损失，因此导致蓄能储存在供能时的稳定性较低，而对于电能的转化方式，恰恰相反，转化效率不高但存储过程中损伤量极小，使其在供能时能够有良好的稳定性，因此进行智能调整蓄能方式的切换，通过复合型蓄能使蓄能效率在稳定供能的基础上达到最大化，保障了供暖供冷系统的供能稳定性。

请继续参阅图2与图3所示，本实施例还提供一种由所述热交换单元和所述光伏发电单元构成室外换温设备，所述室外换温设备还包括，热交换单元1、光伏发电单元2、承载板3、转动电机4、固定支架5、换热盘管201，具体而言，

承载板，其一面设置有所述热交换单元，另一面设置有所述光伏发电单元，所述承载板侧边的两端均设置有转动电机，所述转动电机用以驱动所述承载板进行翻转，两转动电机的一侧均设置有固定支架，所述固定支架用以将所述室外换温设备架设在室外环境中；

所述设备控制单元对所述热交换单元和所述光伏发电单元的切换方式为翻转所述承载板。

通过设置热交换单元和光伏发电单元，使其与室外的自然环境进行能量交换，其中的光伏发电单元主要采用太阳能发电板即可，热交换单元内部需设置换热盘管，使蓄能介质在换热盘管内流通，且换热盘管的外层需涂覆吸光发热材料，热交换单元一方面能够利用对光的吸收进行发热，对换热盘管内的蓄能介质进行温度改变，热交换单元另一方面也能够通过室外环境温度自然地对换热盘管内的蓄能介质进行热传递蓄能，并且增加能够翻转的承载板的设置，主要针对存在光照条件的环境，对于光能发电和吸光发热的智能选择，做出及时的翻转调整，使复合型蓄能的蓄能效率最大化，保障了供暖供冷系统的供能稳定性。

具体而言，所述中央控制单元能够分别计算所述热交换单元的换热转换系数与所述光伏发电单元的换电转换系数，并将换热转换系数与换电转换系数进行对比，

若换热转换系数大于换电转换系数，所述中央控制单元将通过所述设备控制单元进行切换，将所述热交换单元翻转至上面；

若换热转换系数等于换电转换系数，所述中央控制单元不控制所述设备控制单元进行切换；

若换热转换系数小于换电转换系数，所述中央控制单元将通过所述设备控制单元进行切换，将所述光伏发电单元翻转至上面。

通过设置的中央控制单元对整体系统内的电能储存单元、热能供给单元以及环境监测单元的实时监测或记录状态进行综合判定，计算能够代表当前状态下其换能有效性的热交换单元的换热转换系数和光伏发电单元的换电转换系数，确定当前的最大转化的换能方式，进行实时的翻转调整，提高了复合型蓄能的蓄能有效性。

具体而言，所述中央控制单元内设置有标准发电光照强度，中央控制单元在进行所述光伏发电单元的换电转换系数的计算时，将获取所述环境监测单元监测的实时光照强度，并将实时光照强度与标准发电光照强度进行对比判定，

若实时光照强度小于标准发电光照强度，所述中央控制单元将所述光伏发电单元的换电转换系数计算设置为零；

若实时光照强度大于等于标准发电光照强度，所述中央控制单元将根据内部设置的初始转换系数计算所述光伏发电单元的换电转换系数。

通过在中央控制单元内设置标准发电光照强度，判定当前的光伏发电单元是否能够正常的发电，在实时光照强度小于标准发电光照强度时，表示此时的光照强度较弱，光伏发电单元不能够发电或是不能够稳定的发电，因此直接将其换电转换系数计算为零，避免设备控制单元的做出的无效翻转切换，在本实施例中，设置的标准发电光照强度应与实际使用的太阳能电池类型决定，以常见的晶体硅太阳能电池为例，其能够产生电流发电的光强为200瓦每平方米以上，其能够进行稳定发电的光强为1000瓦每平方米以上，因此，对于标准发电光照强度的设定，应在200-1000瓦每平方米进行选择设定。

具体而言，所述中央控制单元内设置有储电数据库，所述储电数据库用以记录所述电能储存单元在历史各单位周期的周期储电量、周期用电量以及周期用电时长；

所述中央控制单元内还设置有初始转换系数，中央控制单元能够在实时光照强度大于等于标准发电光照强度时获取所述储电数据库中上一单位周期的周期储电量与周期用电量，并将上一单位周期的周期储电量与周期用电量进行对比判定，

若上一单位周期的周期用电量大于周期储电量，所述中央控制单元将获取所述储电数据库中上一单位周期的周期用电时长进行计算判定，以对所述光伏发电单元的换电转换系数进行计算；

若上一单位周期的周期用电量小于等于周期储电量，所述中央控制单元将根据上一单位周期的周期用电量与周期储电量计算所述光伏发电单元的换电转换系数，其中，Qd=Q×Cu/Cz，Qd为计算的换电转换系数，Q为初始转换系数，Cu为上一单位周期的周期用电量，Cz为上一单位周期的周期储电量。

根据上一单位周期的周期用电量与周期储电量进行对比，可以有效地表示该室内一般的供能状态，在上一单位周期的周期用电量大于周期储电量时，表示上一单位周期的供能耗电量较大，说明通过蓄能介质蓄能的方式给到供能的稳定性较低，反之，周期用电量小于等于周期储电量，表示在一个单位周期内，本供暖供冷系统不需要额外的电能消耗，因此可以直接地根据实际电能的消耗计算换电转换系数，以进行翻转切换的判定。

具体而言，所述中央控制单元内设置有标准判定占比，中央控制单元在第一预设条件下将获取所述储电数据库中上一单位周期的周期用电时长，并根据单位周期的总时长计算实时用电占比，其中，As=Tu/Ta，根据标准判定占比对实时用电占比进行判定，

若实时用电占比小于等于标准判定占比，所述中央控制单元将根据标准判定占比与初始转换系数计算所述光伏发电单元的换电转换系数，其中，Qd=Q×（1+Ab）；

若实时用电占比大于标准判定占比，所述中央控制单元将根据实时用电占比与初始转换系数计算所述光伏发电单元的换电转换系数，其中，Qd=Q×（1+As）；

其中，Qd为计算的换电转换系数，Q为初始转换系数，Ab为标准判定占比，As为实时用电占比，Tu为上一单位周期的周期用电时长，Ta为单位周期的总时长；

其中，第一预设条件为实时光照强度大于等于标准发电光照强度，且上一单位周期的周期用电量大于周期储电量。

本实施例中，周期用电时长表示为一个单位周期内电能输出开始参与加热至电能输出不在参与加热而供能结束的时间段时长，即控温装置为持续耗电加热装置，若采用的控温装置为间歇性加热的装置，周期用电时长不可记录电能储存单元的实际电流输出时长，应进行加热时间节点的标记记录；

在第一预设条件下，均会计算出较大的换电转换系数，由于此时属于消耗额外电能的情况，因此其换电转换的重要性较高，根据单位周期的总时长和上一单位周期的周期用电时长计算实时用电占比，进一步确定上一周期的用电情况，实时用电占比也能够表现供能状态下的利用蓄能介质自身的方式供能的情况，通过设置的标准判定占比，避免出现周期用电时长较短时无法给电能储存单元补充的情况，在本实施例中，标准判定占比也表示电能转化供能与蓄热转化供能的效率相差程度，及等量的蓄能介质分别两种情况下的温度情况的比例关系，两种情况分别为，在热交换单元换热并在储存了一个单位周期后蓄能介质温度情况，与光伏发电单元在进行发电利用存储电能对蓄能介质加热后的蓄能介质温度情况，其实际涉及系统整体的蓄能介质储存保温能力，蓄能介质的比热容，控温装置的电热转化效率以及蓄能介质的初始温度；在本实施例中，设定的单位周期为一天，即24小时，在此单位周期下，蓄能介质的通过直接换热转换的能力会明显高于电转换再加热的方式，本实施例中设置的标准判定占比为0.13，或可采用固定值设置的方式，标准判定占比本身不影响整体的切换控制，但更准确的标准判定占比可在一定程度上提高切换的准确率，若采用固定值设置的准判定占比，一般的取值范围为0-0.5；

请继续参阅图4所示，其为本实施控温装置的连接设置关系示意图，在本实施例中，通过将控温装置对蓄能介质进行温度调整，在实际情况中，也可以设置控温装置的外接电源，本系统能够允许外部的辅助电源对控温装置供能，不影响整体系统的运行，且能够使本供暖供冷系统适用于多变化环境的地区。

具体而言，所述中央控制单元内设置有供给数据库，所述供给数据库用以记录所述热能供给单元在历史各单位周期的供能方式与平均供能温度，中央控制单元在进行所述热交换单元的换热转换系数的计算时，将对所述供给数据库中上一单位周期的供能方式进行判定，

若上一单位周期的供能方式为供暖，所述中央控制单元将获取实时光照强度进行判定，以确定对所述热交换单元的换热转换系数的计算；

若上一单位周期的供能方式为供冷，所述中央控制单元将所述热交换单元的换热转换系数计算设置为零，并根据当前的实时环境温度与所述蓄能介质的实时介质温度进行判定，以确定是否将热能储存单元与所述热交换单元切断。

在系统为供冷方式的供能时，由于热交换单元表面的吸光发热材料不会对蓄能介质的低温蓄能起到积极作用，其热交换方式仅受到环境温度的影响；因此直接将换热转换系数计算为零，并根据环境温度判定是否切断热交换，保障蓄能介质的低温蓄能温度性。

具体而言，所述中央控制单元在上一单位周期的供能方式为供冷时，将获取所述环境监测单元监测实时环境温度与所述热能储存单元内所述蓄能介质的实时介质温度，并将实时介质温度与实时环境温度进行对比，

若实时介质温度小于实时环境温度，所述中央控制单元将所述热能储存单元与所述热交换单元切断，不通过热交换单元对热能储存单元内的所述蓄能介质进行温度调整；

若实时介质温度大于等于实时环境温度，所述中央控制单元不对热能储存单元与所述热交换单元切断。

具体而言，所述中央控制单元内设置有标准发热光照强度与所述蓄能介质的最大蓄能温度，中央控制单元内还设置有初始转换系数与标准判定占比，中央控制单元能够在上一单位周期的供能方式为供暖时，获取所述环境监测单元监测的实时光照强度，并根据标准发热光照强度对实时光照强度进行判定，

若实时光照强度大于等于标准发热光照强度，所述中央控制单元将计算所述热交换单元的换热转换系数，其中Qn=[Q×（1+Ab）]×[1-（Fs/Fx）]，Qn为计算的换热转换系数，Q为初始转换系数，Ab为标准判定占比，Fs为实时介质温度，Fx为最大蓄能温度；

若实时光照强度小于标准发热光照强度，所述中央控制单元将所述热交换单元的换热转换系数计算设置为零，并根据当前的实时环境温度与所述蓄能介质的实时介质温度进行判定，以确定是否将热能储存单元与所述热交换单元切断。

热交换单元在进行光照换热时，同样需要考虑光照强度问题，但吸光发热材料的吸光程度要明显优于晶体硅太阳能电池，其对较低照度的可见光或紫外线均能产生吸光发热效果，即标准发热光照强度小于标准发电光照强度，在本实施例中，设定的标准发热光照强度为50瓦每平方米，具体可以根据实际在热交换单元使用的吸光发热材料种类进行对应设定。

具体而言，所述中央控制单元在上一单位周期的供能方式为供暖，且实时光照强度小于标准发热光照强度时，将获取所述环境监测单元监测实时环境温度与所述热能储存单元内所述蓄能介质的实时介质温度，并将实时介质温度与实时环境温度进行对比，

若实时介质温度小于等于实时环境温度，所述中央控制单元不对热能储存单元与所述热交换单元切断；

若实时介质温度大于实时环境温度，所述中央控制单元将所述热能储存单元与所述热交换单元切断，不通过热交换单元对热能储存单元内的所述蓄能介质进行温度调整。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。 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)

1.一种复合型蓄能供暖供冷系统，其特征在于，包括，

设备控制单元，其与热交换单元和光伏发电单元分别相连，所述热交换单元内设置有能够与室外环境温度和太阳能进行温度交换的蓄能介质，所述光伏发电单元能够将太阳能转化为电能，所述设备控制单元用以控制所述热交换单元和所述光伏发电单元的切换；

热能储存单元，其与所述热交换单元相连，用以储存热交换单元内完成温度交换的所述蓄能介质，所述热能储存单元能设置有控温装置，用以调整热能储存单元内部蓄能介质的温度；

电能储存单元，其与所述光伏发电单元和所述控温装置相连，用以储存光伏发电单元转化的电能，以及向所述控温装置进行供电；

热能供给单元，其与所述热能储存单元相连，用以将热能储存单元内的所述蓄能介质循环至室内，对室内环境进行供暖或供冷；

环境监测单元，其设置在室外，用以监测实时环境温度以及实时光照强度；

中央控制单元，其与所述设备控制单元、所述热能储存单元、所述电能储存单元、所述热能供给单元以及所述环境监测单元分别相连，用以控制电能储存单元向所述控温装置供电，并控制控温装置对热能储存单元内的所述蓄能介质制冷或制热；

所述中央控制单元能够分别计算所述热交换单元的换热转换系数与所述光伏发电单元的换电转换系数，并将换热转换系数与换电转换系数进行对比，根据对比结果控制所述热交换单元和所述光伏发电单元的切换。

2.根据权利要求1所述的复合型蓄能供暖供冷系统，其特征在于，所述热交换单元和所述光伏发电单元构成室外换温设备，所述室外换温设备还包括，

承载板，其一面设置有所述热交换单元，另一面设置有所述光伏发电单元，所述承载板侧边的两端均设置有转动电机，所述转动电机用以驱动所述承载板进行翻转，两转动电机的一侧均设置有固定支架，所述固定支架用以将所述室外换温设备架设在室外环境中；

所述设备控制单元对所述热交换单元和所述光伏发电单元的切换方式为翻转所述承载板。

3.根据权利要求2所述的复合型蓄能供暖供冷系统，其特征在于，所述中央控制单元能够分别计算所述热交换单元的换热转换系数与所述光伏发电单元的换电转换系数，并将换热转换系数与换电转换系数进行对比，

若换热转换系数大于换电转换系数，所述中央控制单元将通过所述设备控制单元进行切换，将所述热交换单元翻转至上面；

若换热转换系数等于换电转换系数，所述中央控制单元不控制所述设备控制单元进行切换；

若换热转换系数小于换电转换系数，所述中央控制单元将通过所述设备控制单元进行切换，将所述光伏发电单元翻转至上面。

4.根据权利要求3所述的复合型蓄能供暖供冷系统，其特征在于，所述中央控制单元内设置有标准发电光照强度，中央控制单元在进行所述光伏发电单元的换电转换系数的计算时，将获取所述环境监测单元监测的实时光照强度，并将实时光照强度与标准发电光照强度进行对比判定，

若实时光照强度小于标准发电光照强度，所述中央控制单元将所述光伏发电单元的换电转换系数计算设置为零；

若实时光照强度大于等于标准发电光照强度，所述中央控制单元将根据内部设置的初始转换系数计算所述光伏发电单元的换电转换系数。

5.根据权利要求4所述的复合型蓄能供暖供冷系统，其特征在于，所述中央控制单元内设置有储电数据库，所述储电数据库用以记录所述电能储存单元在历史各单位周期的周期储电量、周期用电量以及周期用电时长；

所述中央控制单元内还设置有初始转换系数，中央控制单元能够在实时光照强度大于等于标准发电光照强度时获取所述储电数据库中上一单位周期的周期储电量与周期用电量，并将上一单位周期的周期储电量与周期用电量进行对比判定，

若上一单位周期的周期用电量大于周期储电量，所述中央控制单元将获取所述储电数据库中上一单位周期的周期用电时长进行计算判定，以对所述光伏发电单元的换电转换系数进行计算；

若上一单位周期的周期用电量小于等于周期储电量，所述中央控制单元将根据上一单位周期的周期用电量与周期储电量计算所述光伏发电单元的换电转换系数，其中，Qd=Q×Cu/Cz，Qd为计算的换电转换系数，Q为初始转换系数，Cu为上一单位周期的周期用电量，Cz为上一单位周期的周期储电量。

6.根据权利要求5所述的复合型蓄能供暖供冷系统，其特征在于，所述中央控制单元内设置有标准判定占比，中央控制单元在第一预设条件下将获取所述储电数据库中上一单位周期的周期用电时长，并根据单位周期的总时长计算实时用电占比，其中，As=Tu/Ta，根据标准判定占比对实时用电占比进行判定，

若实时用电占比小于等于标准判定占比，所述中央控制单元将根据标准判定占比与初始转换系数计算所述光伏发电单元的换电转换系数，其中，Qd=Q×（1+Ab）；

若实时用电占比大于标准判定占比，所述中央控制单元将根据实时用电占比与初始转换系数计算所述光伏发电单元的换电转换系数，其中，Qd=Q×（1+As）；

其中，Qd为计算的换电转换系数，Q为初始转换系数，Ab为标准判定占比，As为实时用电占比，Tu为上一单位周期的周期用电时长，Ta为单位周期的总时长；

其中，第一预设条件为实时光照强度大于等于标准发电光照强度，且上一单位周期的周期用电量大于周期储电量。

7.根据权利要求3所述的复合型蓄能供暖供冷系统，其特征在于，所述中央控制单元内设置有供给数据库，所述供给数据库用以记录所述热能供给单元在历史各单位周期的供能方式与平均供能温度，中央控制单元在进行所述热交换单元的换热转换系数的计算时，将对所述供给数据库中上一单位周期的供能方式进行判定，

若上一单位周期的供能方式为供暖，所述中央控制单元将获取实时光照强度进行判定，以确定对所述热交换单元的换热转换系数的计算；

若上一单位周期的供能方式为供冷，所述中央控制单元将所述热交换单元的换热转换系数计算设置为零，并根据当前的实时环境温度与所述蓄能介质的实时介质温度进行判定，以确定是否将热能储存单元与所述热交换单元切断。

8.根据权利要求7所述的复合型蓄能供暖供冷系统，其特征在于，所述中央控制单元在上一单位周期的供能方式为供冷时，将获取所述环境监测单元监测实时环境温度与所述热能储存单元内所述蓄能介质的实时介质温度，并将实时介质温度与实时环境温度进行对比，

若实时介质温度小于实时环境温度，所述中央控制单元将所述热能储存单元与所述热交换单元切断，不通过热交换单元对热能储存单元内的所述蓄能介质进行温度调整；

若实时介质温度大于等于实时环境温度，所述中央控制单元不对热能储存单元与所述热交换单元切断。

9.根据权利要求7所述的复合型蓄能供暖供冷系统，其特征在于，所述中央控制单元内设置有标准发热光照强度与所述蓄能介质的最大蓄能温度，中央控制单元内还设置有初始转换系数与标准判定占比，中央控制单元能够在上一单位周期的供能方式为供暖时，获取所述环境监测单元监测的实时光照强度，并根据标准发热光照强度对实时光照强度进行判定，

若实时光照强度大于等于标准发热光照强度，所述中央控制单元将计算所述热交换单元的换热转换系数，其中Qn=[Q×（1+Ab）]×[1-（Fs/Fx）]，Qn为计算的换热转换系数，Q为初始转换系数，Ab为标准判定占比，Fs为实时介质温度，Fx为最大蓄能温度；

若实时光照强度小于标准发热光照强度，所述中央控制单元将所述热交换单元的换热转换系数计算设置为零，并根据当前的实时环境温度与所述蓄能介质的实时介质温度进行判定，以确定是否将热能储存单元与所述热交换单元切断。

10.根据权利要求9所述的复合型蓄能供暖供冷系统，其特征在于，所述中央控制单元在上一单位周期的供能方式为供暖，且实时光照强度小于标准发热光照强度时，将获取所述环境监测单元监测实时环境温度与所述热能储存单元内所述蓄能介质的实时介质温度，并将实时介质温度与实时环境温度进行对比，

若实时介质温度小于等于实时环境温度，所述中央控制单元不对热能储存单元与所述热交换单元切断；

若实时介质温度大于实时环境温度，所述中央控制单元将所述热能储存单元与所述热交换单元切断，不通过热交换单元对热能储存单元内的所述蓄能介质进行温度调整。