CN206546028U - 建筑用多能互补系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种建筑用多能互补系统，属于建筑与环境领域。该系统包括太阳能发电设备、电能储存设备、空气源热泵、地源热泵及外接电源。太阳能发电设备分别与电能储存设备、空气源热泵、地源热泵电连接，外接电源与电能储存设备、空气源热泵、地源热泵电连接。整个建筑用多能互补系统用于地面上的建筑物。使用时根据实际情况调整各种能源的利用比例，从而可以对多种能源充分利用，提高了能源利用率。

Description

建筑用多能互补系统

技术领域

本实用新型涉及建筑与环境领域，具体而言，涉及一种建筑用多能互补系统。

背景技术

能源是人类生存发展和国家经济发展重要的物质基础，现代社会中生产和生活，都离不开能源的大量消耗。其中，可再生能源所占全球能源消耗结构的比重将会持续上升，并且在2020年、2030年、2050年和2100年将会分别达到20％、30％、62％和86％。在这个过程中，如何高效利用可再生能源成为技术科学发展的焦点。从能源利用技术的现有形式上来讲，能源的高效综合利用技术是关系到如何节约使用能源等最直接、最主要的关键技术，也就是说要以能量的高效利用为核心，通过将不同功能的小系统集成为大系统，实现对不同品位能量的高效高值利用。

目前，在发展应用于建筑领域的能源系统过程中，存在以下问题：(1)缺乏对不同品位能源(尤其是可再生能源)的集成化高效利用，往往仅局限单一可再生能源的利用，忽视不同可再生能源在全年使用周期内的相互补充潜力；(2)没有实现欠丰富地区可再生能源的高效利用，通常仅关注可再生能源丰富地区的应用问题，从而造成欠丰富地区可再生能源利用水平低、利用量小等问题。

提供一种建筑用能源互补系统，该系统可以对空气能、太阳能和地热能进行充分合理的利用，这对于环境保护及可持续发展具有非常重要的现实意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供了一种建筑用能源互补系统，其能够对空气能、太阳能和地热能进行充分合理的利用。

本实用新型是这样实现的：

一种建筑用多能互补系统，包括太阳能发电设备、空气源热泵和地源热泵；所述太阳能发电设备与所述空气源热泵电连接；所述太阳能发电设备与所述地源热泵连接；

所述空气源热泵包括冷凝器、风机及箱体，所述风机和所述冷凝器设置在所述箱体内，所述箱体上设置有出风口；

所述建筑用多能互补系统还包括导风管和水箱，所述导风管包括进风端和出风端，所述进风端与所述出风口可拆卸连接，所述导风管包括传输段和导热段，所述导热段设置于所述水箱内，所述导热段弯曲盘绕在所述水箱内，所述出风端设置于所述水箱外与大气连通。

作为优选，所述水箱内包括控制器和温度传感器；所述温度传感器设置在所述水箱内；所述导风管上还设置有排风管，所述排风管的一端所述传输段连通，另一端与大气连通；

所述排风管上设置流量控制阀，所述控制器与所述流量控制阀电连接，所述控制器与所述温度传感器电连接。

作为优选，所述水箱内还设置有加热器，所述加热器与所述太阳能发电设备电连接，所述加热器与所述控制器连接。

作为优选，所述建筑用多能互补系统还包括供水管，所述供水管上设置有截止阀。

作为优选，所述截止阀为浮球阀，所述浮球阀的浮体设置在所述水箱内。

作为优选，所述水箱外设置有保温层。

作为优选，还包括电能储存设备，所述电能储存设备与所述太阳能发电设备连接，所述电能储存设备与所述空气源热泵、所述地源热泵、所述控制器电连接。

作为优选，所述电能储存设备为蓄电池。

作为优选，所述出风端设置有消音器。

作为优选，所述排风管的端部设置有消音器。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过上述设计得到建筑用多能互补系统，其包括了太阳能发电设备、地热源热泵和空气源热泵。使用时根据实际情况调整各种能源的利用比例，从而可以对多种能源充分利用，提高了能源利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型实施例提供的建筑用多能互补系统的连接示意图；

图2是本实用新型实施例提供的箱体、导风管与水箱的连接的俯视图；

图3是本实用新型实施例提供的图2中的水箱侧视图；

图4是本实用新型实施例提供的水箱的使用原理图；

图5是本实用新型实施例提供的阀杆与配重的结构示意图；

图6是本实用新型实施例提供的图5沿Ⅵ-Ⅵ的剖视图。

图标：100-建筑用多能互补系统；110-太阳能发电设备；112-电能储存设备；114-外接电源；120-空气源热泵；122-冷凝器；124-风机；126-箱体；1262-出风口；130-地源热泵；140-导风管；142-传输段；144-导热段；146-消音器；150-水箱；152-控制器；154-温度传感器；156-保温层；160-排风管；162-流量控制阀；170-加热器；180-供水管；190-截止阀；192-阀杆；1922-条形孔；1924-导向杆；1925-第一挡块；1926-第二挡块；1927-拉伸弹簧；193-浮体；194-配重；200-建筑物。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例：

如图1，本实施例提供了一种建筑用多能互补系统100，该系统包括太阳能发电设备110、电能储存设备112、空气源热泵120、地源热泵130、水箱150及外接电源114。太阳能发电设备110分别与电能储存设备112、空气源热泵120、地源热泵130电连接，外接电源114与电能储存设备112、空气源热泵120、地源热泵130电连接，水箱150用于提供生活用水，并与空气源热泵120连接。整个建筑用多能互补系统100用于地面上的建筑物200。

如图2，空气源热泵120包括冷凝器122、风机124和箱体126，冷凝器122和风机124均安装在箱体126内，三者整体安装在建筑物200外面。箱体126的侧壁上设置有出风口1262，冷凝器122位于出风口1262和风机124之间。

水箱150是由不锈钢钢板焊接而成的方形结构，在其外层设置有保温层156。水箱150内设置有加热器170和温度传感器154，加热器170与电能储存设备112及外接电源114电连接。水箱150上还设置有控制器152，控制器152与加热器170及温度传感器154连接。控制器152根据温度传感器154的反馈信号控制加热器170的开关。本实施例中的控制器152为PLC控制，在现有技术中比较普遍，不再对其进行详细描述。水箱150的底部设置有出水管，该水箱150是建筑物200内部生活用热水的来源。

水箱150通过导风管140与箱体126的出风口1262连接，导风管140包括传输段142和导热段144。传输段142是由绝热材料制成的管体，导热段144是由热导率较高的材料制成的弯曲状的管体，整个导热段144呈多个S型顺序连接。导热段144设置于水箱150内，传输段142直接与箱体126的出风口1262连接，将箱体126来的热风送入到导热段144，最终排入大气。传输段142上设置有阀门。为了降低排风时的噪音，在导风管140的末端设置有消音器146，消音器146可直接购买，不再对其进行详细描述。

在传输段142上还设置有排风管160，排风管160与传输段142连通，从而可以将传输段142内的风排入到大气中，在传输段142的末端同样设置有消音器146。另外，在排风管160上还设置有流量控制阀162，流量控制阀162为电磁流量调节阀，其与控制器152连接。控制器152根据温度传感器154反馈的型号控制流量控制阀162的开度。

如图3和图4，本实施例提供的建筑用多能互补系统100还包括有供水管180，用于补充水箱150内的水。供水管180上设置有截止阀190，本实施例中采用的是浮球阀，该浮球阀包括阀芯、阀体、阀杆192、浮体193和配重194。阀杆192一端与阀芯连接，另一端与浮体193连接，配重194与阀杆192连接，并且配重194与阀杆192的连接位置可沿阀杆192移动。

如图5和图6，阀杆192包括导向杆1924、第一挡块1925、第二挡块1926和拉伸弹簧1927，导向杆1924的侧面设置有条形孔1922，该条形孔1922为通孔，并沿阀杆192的长度方向延伸。导向杆1924穿过条形孔1922，其一端固定连接第一挡块1925，另一端活动连接第二挡块1926，导向杆1924与第一挡块1925一体成型。第二挡块1926的中部设置有通孔，导向杆1924通过该通孔与导向杆1924滑动连接。在第一挡块1925和第二挡块1926之间还设置有拉伸弹簧1927，拉伸弹簧1927套设于导向杆1924上。拉伸弹簧1927使得第一挡块1925和第二挡块1926夹持在阀杆192上。配重194通过第一挡块1925和第二挡块1926与阀杆192连接。

在第一挡块1925和第二挡块1926与阀杆192的配合面上设置有橡胶垫(图中未示出)，橡胶垫使得第一挡块1925和第二挡块1926与阀杆192之间的摩擦力更大，从而使得在不受外力的作用下第一挡块1925和第二挡块1926与阀杆192的相对位置可以固定。

如图3和图4，本实施例提供的水箱150、供水管180和截止阀190之间的工作原理如下：当出水管持续出水时，水箱150内的水位逐渐降低，浮体193受到的浮力逐渐降低，浮体193在自身重力和配重194的重力作用下向下移动，并且通过阀杆192带动阀芯运动。当水位降低到警戒水位时，浮体193的位移足以开启截止阀190，从而供水管180对水箱150进行供水。随着水位的持续降低，浮体193的位移增大，截止阀190的开度也增大。随着截止阀190开度的增大，供水管180的供水量超过了出水管的出水量。水位开始上升，浮体193向上移动，从而带动截止阀190以减小其开度，当水位上升到警戒水位的时候，浮体193通过阀杆192带动截止阀190关闭。

如图4、图5和图6，调整阀杆192与配重194的连接位置可以调整警戒水位的高度。调整的原理如下：当需要提高警戒水位时，将配重194朝远离截止阀190的位置移动，从而配重194给截止阀190的力矩增大；此时，水位涨到原警戒水位以上才能给浮体193足够的浮力带动阀芯移动，从而关闭截止阀190。当需要降低警戒水位时，将配重194朝靠近截止阀190的位置移动；此时，水位涨到原警戒水位以下即可以带动浮体193关闭截止阀190。

当需要调整阀杆192与配重194的连接位置时，只需要将拉动第二挡块1926相对于第一挡块1925远离，使得第一挡块1925、第二挡块1926不再与阀杆192配合；然后移动第一挡块1925和第二挡块1926即可，当移动到合适的位置后松开第二挡块1926，在弹簧的回复力作用下，第一挡块1925和第二挡块1926产生夹紧力与阀杆192固定。配重194与第一挡块1925、第二挡块1926连接，从而移动了配重194的位置。

整个建筑用多能互补系统100的工作原理如下：使用时，根据实际情况，调整对太阳能和地热能的使用比例。在夏季，使用空气源热泵120时，箱体126中冷凝器122发热，风机124将热风通过出风口1262吹走，热风通过输送管来到水箱150中的导热管，对水箱150中的生活用水进行持续加热。温度传感器154测得水温后反馈给控制器152，当水温过高时，控制器152控制排风管160上的流量控制阀162将阀门开度增大，从而较多的热风通过排风管160直接排走。当水温过低时，控制器152将流量控制阀162开度减小，从而较多的热风来到导热管对生活用水进行加热；如果水温过低，热风不足以使的整箱的生活用水快速加热，控制器152开启加热器170对生活用水加热。

在冬季，使用空气源热泵120时，由于箱体126中吹出来的是冷风，可以将排风管160完全打开，将传输管上的阀门关闭，利用加热器170对生活用水加热。水位过低时，浮球阀自动开启，供水管180对水箱150供水。

本实施例中的空气源热泵120、太阳能发电设备110及地源热泵130可以根据现有技术进行设计，本实施例不再对其进行描述。

需要说明的是，本实施例为较佳实施例，在其它实施例中，水箱150上供水管180的截止阀190可以为普通的球阀；或者，供水管180上的浮球阀采用现有技术中的普通浮球阀，不设置配重194；或者在其它实施例中，也可以不设置消音器146。这些改变均不影响建筑用多能互补系统100对不同能源的高效利用。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种建筑用多能互补系统，其特征在于，包括太阳能发电设备、空气源热泵和地源热泵；所述太阳能发电设备与所述空气源热泵电连接；所述太阳能发电设备与所述地源热泵连接；

所述空气源热泵包括冷凝器、风机及箱体，所述风机和所述冷凝器设置在所述箱体内，所述箱体上设置有出风口；

所述建筑用多能互补系统还包括导风管和水箱，所述导风管包括进风端和出风端，所述进风端与所述出风口可拆卸连接，所述导风管包括传输段和导热段，所述导热段设置于所述水箱内，所述导热段弯曲盘绕在所述水箱内，所述出风端设置于所述水箱外与大气连通。

2.根据权利要求1所述的建筑用多能互补系统，其特征在于，所述水箱包括控制器和温度传感器；所述温度传感器设置在所述水箱内；所述导风管上还设置有排风管，所述排风管的一端所述传输段连通，另一端与大气连通；

所述排风管上设置流量控制阀，所述控制器与所述流量控制阀电连接，所述控制器与所述温度传感器电连接。

3.根据权利要求2所述的建筑用多能互补系统，其特征在于，所述水箱内还设置有加热器，所述加热器与所述太阳能发电设备电连接，所述加热器与所述控制器连接。

4.根据权利要求1所述的建筑用多能互补系统，其特征在于，所述建筑用多能互补系统还包括供水管，所述供水管上设置有截止阀。

5.根据权利要求4所述的建筑用多能互补系统，其特征在于，所述截止阀为浮球阀，所述浮球阀的浮体设置在所述水箱内。

6.根据权利要求5所述的建筑用多能互补系统，其特征在于，所述浮球阀包括阀杆、阀芯和配重，所述阀杆一端设置有浮体，另一端与所述阀芯连接；所述配重与所述阀杆连接，并且连接位置可沿所述阀杆移动。

7.根据权利要求1所述的建筑用多能互补系统，其特征在于，所述水箱外设置有保温层。

8.根据权利要求2所述的建筑用多能互补系统，其特征在于，还包括电能储存设备，所述电能储存设备与所述太阳能发电设备连接，所述电能储存设备与所述空气源热泵、所述地源热泵、所述控制器电连接。

9.根据权利要求8所述的建筑用多能互补系统，其特征在于，所述电能储存设备为蓄电池。

10.根据权利要求2所述的建筑用多能互补系统，其特征在于，所述出风端和所述排风管的端部均设置有消音器。