CN209840338U - 一种应用可再生能源的空调系统 - Google Patents

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本实用新型提供一种应用可再生能源的空调系统,主要涉及环保节能空调系统领域。一种应用可再生能源的空调系统,包括光伏和/或风力发电装置;储电装置,所述光伏和/或风力发电装置、电网用于为储电装置充电;并网逆变器,所述光伏和/或风力发电装置通过并网逆变器接入电网;热泵系统;室内换热系统,所述室内换热系统与热泵系统进行热交换;控制系统,所述控制系统包括控制器、电量检测模块、第一储电开关、第二储电开关、电流采样电路、电压采样电路、驱动电路。本实用新型的有益效果在于:本实用新型能够充分利用风能,太阳能等可再生能源发电,同时利用热泵提取浅层地表或地表水中的冷量和热量,实现了节能低碳的目的。

Description

一种应用可再生能源的空调系统
技术领域
本实用新型主要涉及环保节能空调系统领域,具体是一种应用可再生能源的空调系统。
背景技术
目前的空调系统多采用市政电网供能,其次也有一部分是采用天然气作为主要能源,然而随着国家政策的引导,各个行业都提倡节能降耗,降低单位能耗,作为日常生活中常见的空调系统,却缺乏更为先进的节能技术。我公司经过多年的调研与实验,开发出一款充分利用可再生能源的空调系统,大大降低了市政电网的负担,实现了节能减排目标。
此系统充分利用风能、太阳能等可再生资源发电,同时利用水源热泵提取浅层地表水的冷量和热量,充分实现了绿色建筑、节能低碳的目的。
实用新型内容
为解决现有技术的不足,本实用新型提供了一种应用可再生能源的空调系统,它能够充分利用风能、太阳能等可再生能源发电,同时利用热泵提取浅层地表或地表水中的冷量和热量,大大降低了市政电网的压力,实现了绿色建筑、节能低碳的目的。
本实用新型为实现上述目的,通过以下技术方案实现:
一种应用可再生能源的空调系统,包括:
光伏和/或风力发电装置;
储电装置,所述储电装置与光伏和/或风力发电装置、电网相连接,所述光伏和/或风力发电装置、电网用于为储电装置充电;
并网逆变器,所述光伏和/或风力发电装置与并网逆变器相连接,所述光伏和/或风力发电装置通过并网逆变器接入电网;
热泵系统,所述热泵系统与储电装置相连接,所述热泵系统与储电装置之间连接交流逆变器;
室内换热系统,所述室内换热系统与热泵系统进行热交换,所述室内换热系统与交流逆变器相连接;
控制系统,所述控制系统包括控制器、电量检测模块、第一储电开关、第二储电开关、电流采样电路、电压采样电路、驱动电路,所述电量检测模块、第一储电开关、第二储电开关、电流采样电路、电压采样电路、驱动电路均与控制器相连接,所述第一储电开关串联在光伏和/或风力发电装置与储电装置之间,所述第二储电开关串联在电网与储电装置之间,所述电量检测模块与储电装置相连接,所述电流采样电路和电压采样电路均与电网相连接,所述驱动电路与并网逆变器相连接。
优选的,所述热泵系统包括热泵主机和地下换热器,所述热泵主机内设置压缩机、第一换热器和第二换热器,所述第一换热器与第二换热器之间设置膨胀阀,所述压缩机—第一换热器—膨胀阀—第二换热器构成热交换回路,所述地下换热器埋入地下,所述地下换热器通过管道与第一换热器实现热交换,所述地下换热器与第一换热器之间的换热管道上串连换热泵体,所述室内换热系统通过管道与第二换热器实现热交换。
优选的,所述热泵主机为地源热泵主机或水源热泵主机。
优选的,所述室内换热系统包括集散水器、空调终端、地暖管和温控器,所述集散水器的一对输入输出端口通过管道与第二换热器实现热交换,所述集散水器的一对输入输出端口连接制冷管道,所述制冷管道与空调终端的风机盘管串连,所述制冷管道上串连第一控制阀与第一泵体,所述集散水器的一对输入输出端口连接制热管道,所述制热管道与地暖管串连,所述制热管道上串连第二控制阀与第二泵体,所述温控器与第一泵体、第二泵体电连接。
对比现有技术,本实用新型的有益效果是:
本实用新型主要应用于居民或者商务综合体,充分利用屋顶或者墙面为太阳能敷设面,或者利用屋顶及周边区域山顶作为风力发电机安置点,空调主机采用热泵提高系统COP值。风力发电和光伏发电的发电储存在储电系统中,主要供给热泵机组,不足的电量通过市政电网下载。本空调系统能够充分利用风能,太阳能等可再生能源发电,同时利用热泵提取浅层地表或地表水中的冷量和热量,大大降低了市政电网的压力,实现节能减排的目的。
附图说明
附图1是本实用新型控制框图;
附图2是本实用新型热交换结构示意图。
附图中所示标号:1、储电装置;2、并网逆变器;3、热泵系统;4、交流逆变器;5、室内换热系统;6、控制器;7、电量检测模块;8、第一储电开关;9、第二储电开关;10、电流采用电路;11、电压采样电路;12、驱动电路;13、热泵主机;14、地下换热器;15、压缩机;16、第一换热器;17、第二换热器;18、集散水器;19、空调终端;20、地暖管;21、温控器;22、制冷管道;23、制热管道。
具体实施方式
结合附图和具体实施例,对本实用新型作进一步说明。应理解,这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解,在阅读了本实用新型讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。
如图1-2所示,本实用新型所述一种应用可再生能源的空调系统,包括:
光伏和/或风力发电装置,所述光伏发电装置为光伏板,所述光伏板可以安置在建筑物的屋顶或者外墙上,所述风力发电装置为风力发电机,所述小型风力发电机可以设置在建筑物的屋顶,大型的风力发电机设置在建筑物附近的汕头或空旷野外。
储电装置1,所述储电装置1与光伏和/或风力发电装置、电网相连接,所述光伏和/或风力发电装置、电网用于为储电装置1充电。所述光伏和/或风力发电装置通过光能、风能转化的电能作为优先的储电装置充电能源,当光伏和/或风力发电装置发电量小于本系统的耗电量时,由电网补充电量不足部分。通过利用光能、风能的发电,大大减轻了市政电网的电力负担,起到了节能减排的目的。
并网逆变器2,所述光伏和/或风力发电装置与并网逆变器2相连接,所述光伏和/或风力发电装置通过并网逆变器2接入电网。当光伏和/或风力发电装置的发电量超过本系统的耗电量时,多余发电量通过并网逆变器并入电网。
热泵系统3,所述热泵系统3与储电装置1相连接,所述热泵系统3与储电装置1之间连接交流逆变器4。所述储电装置通过交流逆变器将直流电转换为交流电,供应热泵系统的工作。
室内换热系统5,所述室内换热系统5与热泵系统3进行热交换,所述室内换热系统5与交流逆变器4相连接。在冬季时,热泵系统将地下的热量汲取上来,通过室内换热系统为室内提供热量,在冬季时,室内换热系统采集室内的热量,并通过热泵系统输入地下,对室内进行降温。通过热泵系统提取浅层地表的热量供应冬季取暖、提取浅层地表的冷量供应夏季制冷,大大提高了单位能源的制热或制冷量。
控制系统,所述控制系统包括控制器6、电量检测模块7、第一储电开关8、第二储电开关9、电流采样电路10、电压采样电路11、驱动电路12,所述电量检测模块7、第一储电开关8、第二储电开关9、电流采样电路10、电压采样电路11、驱动电路12均与控制器6相连接。所述第一储电开关8串联在光伏和/或风力发电装置与储电装置1之间,所述第二储电开关9串联在电网与储电装置1之间,所述控制器控制着第一储电开关与第二储电开关的开启与关闭,所述电量检测模块7与储电装1相连接,所述电量检测模块用于检测储电装置的实时电量。所述电流采样电路10和电压采样电路11均与电网相连接,所述驱动电路12与并网逆变器2相连接。所述电流采样电路和电压采用电路均与电网相连接,分别采集电网输出端的电流和电压,并传送至控制器。控制器将该电压和电流分别与额定电压和电流进行比较,根据比较结果利用驱动电路控制并网逆变器,从而实现向电网提供稳定的电能。当储电装置实时电量剩余2/3时,所述控制器控制第一储电开关打开,光伏和/或风力发电装置产生的电能对储电装置进行充电,此时若储电装置内剩余电量逐渐增加,则通过光伏和/或风力发电装置继续为储电装置充电,直到电量要满时断开第一储电开关,然后通过控制器控制驱动电路使光伏和/或风力发电装置的发电量并与市政电网;若储电装置在光伏和/或风力发电装置充电时电量依然缓慢下降,则当储电装置实时电量剩余1/4时,通过控制器控制第二储电开关打开,接入市政电网为储电装置充电,当储电装置充电量达到3/4时,控制器控制第二储电开关断开,第二储电开关继续打开,由光伏和/或风力发电装置为储电装置充电。
优选的,所述热泵系统3包括热泵主机13和地下换热器14,所述热泵主机13内设置压缩机15、第一换热器16和第二换热器17,所述第一换热器16与第二换热器17之间设置膨胀阀,所述压缩机15—第一换热器16—膨胀阀—第二换热器17构成热交换回路。所述地下换热器14埋入地下,通过采集浅层地表水或者地表热量或冷量,为热泵系统提供热交换的热量或冷量。所述地下换热器14通过管道与第一换热器16实现热交换,所述地下换热器14与第一换热器16之间的换热管道上串连换热泵体,所述室内换热系统5通过管道与第二换热器17实现热交换,将地下换热装置自浅层地表下采集到的热量或冷量传输到室内,实现室内的取暖或制冷。
具体的,所述热泵主机13为地源热泵主机或水源热泵主机。所述地源热泵主机通过地下循环管道采集浅层地表的地热或地冷量,所述水源热泵主机则通过给排水管采集浅层地表水的热量或冷量,为热泵系统的热交换提供热量或冷量。
优选的,所述室内换热系统5包括集散水器18、空调终端19、地暖管20和温控器21,所述集散水器18的一对输入输出端口通过管道与第二换热器17实现热交换,实现浅层地表或浅层地表水的热量/冷量采集。所述集散水器18的一对输入输出端口连接制冷管道22,所述制冷管道22与空调终端19的风机盘管串连,所述制冷管道22上串连第一控制阀与第一泵体,当夏季需要对室内进行制冷时,打开第一控制阀与第一泵体,通过制冷管道与热泵系统进行冷量交换,将室内的热量通过热泵系统输送到地表下。所述集散水器18的一对输入输出端口连接制热管道23,所述制热管道23与地暖管20串连,所述制热管道23上串连第二控制阀与第二泵体,当冬季需要对室内进行制热时,打开第二泵体与第二控制阀,通过制热管道与热泵系统进行热量交换,将地表之下的热量通过热泵系统输送到室内。所述温控器21与第一泵体、第二泵体电连接,通过温控器控制第一泵体、第二泵体的功率,可以实现对室内温度的控制。
实施例1:
一种应用可再生能源的空调系统,包括光伏和/或风力发电装置,所述光伏和/或风力发电装置采用光伏板和/或风力发电机将可再生能源—光能/风能转换为电能,作为本空调系统的电能供应。储电装置1,所述储电装置为锂电池组,所述储电装置1与光伏和/或风力发电装置、电网相连接,所述光伏和/或风力发电装置、电网用于为储电装置1充电,所述锂电池组配备通风散热系统,所述通风散热系统同样采用锂电池进行供电。所述光伏和/或风力发电装置与市政电网之间连接并网逆变器2,所述光伏和/或风力发电装置通过并网逆变器2接入电网。本空调系统的清洁电能供电系统具有控制系统,所述控制系统包括控制器6、电量检测模块7、第一储电开关8、第二储电开关9、电流采样电路10、电压采样电路11、驱动电路12,所述控制器为微处理器,所述第一储电开关和第二储电开关均为继电器。所述电量检测模块7、第一储电开关8、第二储电开关9、电流采样电路10、电压采样电路11、驱动电路12均与控制器6相连接,所述第一储电开关8串联在光伏和/或风力发电装置与储电装置1之间,所述第二储电开关9串连在电网与储电装置1之间。所述电量检测模块7与储电装置1相连接,所述电流采样电路10和电压采样电路11均与电网相连接,所述驱动电路12与并网逆变器2相连接。热泵系统3,所述热泵系统3与储电装置1相连接,所述热泵系统3与储电装置1之间连接交流逆变器4。本实施例中所述热泵系统3包括热泵主机13和地下换热器14,所述热泵主机为水源热泵主机,所述水源热泵主机内具有压缩机15、第一换热器16和第二换热器17,所述第一换热器16与第二换热器17之间设置膨胀阀,所述压缩机15—第一换热器16—膨胀阀—第二换热器17构成热交换回路,所述地下换热器14通过管道与第一换热器16实现热交换。在冬季时,所述第一换热器为蒸发器,第二换热器为冷凝器,而在夏季时,第一换热器为冷凝器,第二换热器为蒸发器,所述压缩机驱动热交换回路内的循环方向在夏季与冬季是相反的。所述地下换热器14包括进水管与回水管,所述进水管上串连换热泵,所述换热泵将地表下恒温水抽入水源热泵主机,与第一换热器16实现热交换,所述室内换热系统5通过管道与第二换热器17实现热交换。本实施例中与第二换热器实现热交换的媒介为水。本系统中所述换热系统5与交流逆变器4相连接,所述换热系统包括集散水器18、空调终端19、地暖管20和温控器21,本实施例中所述集散水器具有三对输入输出端口,所述集散水器18的一对输入输出端口通过管道与第二换热器17实现热交换,所述集散水器18的第二对输入输出端口连接制冷管道22,所述制冷管道22与空调终端19的风机盘管串连,所述制冷管道22上串连第一控制阀与第一泵体,所述集散水器18的一对输入输出端口连接制热管道23,所述制热管道23与地暖管20串连,所述制热管道23上串连第二控制阀与第二泵体,所述温控器21与第一泵体、第二泵体电连接。本实施例中所述水源热泵系统的压缩机、换热泵和室内换热系统5的温控器、第一泵体、第二泵体相连接,使上述电器件采用储电装置供电。
实施例2:
针对实施例1,本实施例中所述热泵主机由水源热泵替换为地源热泵,与所述地源热泵配套的地下换热器为垂直埋入地下的换热管网,所述换热管网与热泵主机的第一换热器进行热交换,所述换热管网上串连换热泵和,所述换热泵促进换热管网内的水循环。

Claims (4)

1.一种应用可再生能源的空调系统,其特征在于,包括:
光伏和/或风力发电装置;
储电装置(1),所述储电装置(1)与光伏和/或风力发电装置、电网相连接,所述光伏和/或风力发电装置、电网用于为储电装置(1)充电;
并网逆变器(2),所述光伏和/或风力发电装置与并网逆变器(2)相连接,所述光伏和/或风力发电装置通过并网逆变器(2)接入电网;
热泵系统(3),所述热泵系统(3)与储电装置(1)相连接,所述热泵系统(3)与储电装置(1)之间连接交流逆变器(4);
室内换热系统(5),所述室内换热系统(5)与热泵系统(3)进行热交换,所述室内换热系统(5)与交流逆变器(4)相连接;
控制系统,所述控制系统包括控制器(6)、电量检测模块(7)、第一储电开关(8)、第二储电开关(9)、电流采样电路(10)、电压采样电路(11)、驱动电路(12),所述电量检测模块(7)、第一储电开关(8)、第二储电开关(9)、电流采样电路(10)、电压采样电路(11)、驱动电路(12)均与控制器(6)相连接,所述第一储电开关(8)串联在光伏和/或风力发电装置与储电装置(1)之间,所述第二储电开关(9)串联在电网与储电装置(1)之间,所述电量检测模块(7)与储电装置(1)相连接,所述电流采样电路(10)和电压采样电路(11)均与电网相连接,所述驱动电路(12)与并网逆变器(2)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种应用可再生能源的空调系统,其特征是:所述热泵系统(3)包括热泵主机(13)和地下换热器(14),所述热泵主机(13)内设置压缩机(15)、第一换热器(16)和第二换热器(17),所述第一换热器(16)与第二换热器(17)之间设置膨胀阀,所述压缩机(15)—第一换热器(16)—膨胀阀—第二换热器(17)构成热交换回路,所述地下换热器(14)埋入地下,所述地下换热器(14)通过管道与第一换热器(16)实现热交换,所述地下换热器(14)与第一换热器(16)之间的换热管道上串连换热泵体,所述室内换热系统(5)通过管道与第二换热器(17)实现热交换。
3.根据权利要求2所述的一种应用可再生能源的空调系统,其特征是:所述热泵主机(13)为地源热泵主机或水源热泵主机。
4.根据权利要求1所述的一种应用可再生能源的空调系统,其特征是:所述室内换热系统(5)包括集散水器(18)、空调终端(19)、地暖管(20)和温控器(21),所述集散水器(18)的一对输入输出端口通过管道与第二换热器(17)实现热交换,所述集散水器(18)的一对输入输出端口连接制冷管道(22),所述制冷管道(22)与空调终端(19)的风机盘管串连,所述制冷管道(22)上串连第一控制阀与第一泵体,所述集散水器(18)的一对输入输出端口连接制热管道(23),所述制热管道(23)与地暖管(20)串连,所述制热管道(23)上串连第二控制阀与第二泵体,所述温控器(21)与第一泵体、第二泵体电连接。
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