CN212299611U - 一种光伏与地源热泵复合零能耗地下冷库系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种光伏与地源热泵复合零能耗地下冷库系统，包括发电系统和地下冷库能量循环系统，发电系统包括依次电连接的太阳能电池组件、光伏控制器、蓄电池组和逆变器，地下冷库能量循环系统包括地下冷库、制冷设备和地源热泵盘管，逆变器与制冷设备电连接，发电系统为地下冷库能量循环系统中的制冷设备提供电能，将位于地下冷库中的低温低压气态冷媒变为高温高压气态冷媒，然后将高温高压气态冷媒送入地源热泵盘管向地源热泵系统放热。本实用新型所提供的一种光伏与地源热泵复合零能耗地下冷库系统可做到清洁、环保、节能、高效。
Description
技术领域
本实用新型属于太阳能光伏技术领域，具体涉及一种光伏与地源热泵复合零能耗地下冷库系统。
背景技术
目前全球的传统能源在人类的消耗中日趋匮乏，特别是在地源热泵系统在为建筑物供暖或制冷的过程中，对电能的需求量较大。而传统能源的价格日趋变高，传统能源的使用成本也变得越来越高。
绿色新能源特别是太阳能为分布广泛的能源，而将太阳能转化为电能并与地源热泵系统进行结合变得越来越重要。传统的设备结构复杂，不易控制。
实用新型内容
本实用新型的目的是解决上述问题，提供一种既节能，又容易控制的一种光伏与地源热泵复合零能耗地下冷库系统
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种光伏与地源热泵复合零能耗地下冷库系统，包括发电系统和地下冷库能量循环系统，发电系统包括依次电连接的太阳能电池组件、光伏控制器、蓄电池组和逆变器，地下冷库能量循环系统包括地下冷库、制冷设备和地源热泵盘管，逆变器与制冷设备电连接，发电系统为地下冷库能量循环系统中的制冷设备提供电能，将位于地下冷库中的低温低压气态冷媒变为高温高压气态冷媒，然后将高温高压气态冷媒送入地源热泵盘管向地源热泵系统放热。
优选地，所述太阳能电池组件吸收辐射通过光伏效应产生电流，经过光伏控制器将电流调节至稳定后以直流电形式进入蓄电池组，蓄电池组内电流经过逆变器后转变成定频定压的交流电，为地下冷库能量循环系统供电。
优选地，所述制冷设备包括压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器，压缩机分别于地下冷库和地源热泵盘管的端部通过管道相连，地源热泵盘管的另一端与节流装置相连，节流装置与蒸发器通过管道连接，蒸发器与压缩机通过管道相连。
优选地，所述蓄电池组分别与逆变器和制冷设备电连接，蓄电池组为制冷设备提供电能做功。
优选地，所述位于地下冷库中的低温低压气态冷媒经过压缩机做功后变为高温高压气态冷媒，进入地源热泵盘管进行向外放热，高温高压气态冷媒经过地源热泵盘管后进行降温，成为中温高压液态冷媒，再经过节流装置对外做功后成为低温低压液态冷媒，进入蒸发器后成为低温低压气态冷媒，再继续进入压缩机做功变为高温高压气态冷媒。
优选地，所述蒸发器位于地下冷库内部。
优选地，所述节流装置为膨胀阀。
本实用新型的有益效果是：本实用新型所提供的一种光伏与地源热泵复合零能耗地下冷库系统可做到清洁、环保、节能、高效。既能够节能，又容易控制，能够充分的利用太阳能，而且能够安全稳定的运行。
附图说明
图1是本实用新型一种光伏与地源热泵复合零能耗地下冷库系统的分布示意图；
图2是本实用新型地下冷库能量循环示意图。
附图标记说明：1、太阳能电池组件；2、光伏控制器；3、蓄电池；4、逆变器；5、地下冷库；6、制冷设备；7、地源热泵盘管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的说明：
如图1到图2所示，本实用新型提供的一种光伏与地源热泵复合零能耗地下冷库系统，包括发电系统和地下冷库能量循环系统，发电系统包括依次电连接的太阳能电池组件1、光伏控制器2、蓄电池组3和逆变器4，地下冷库能量循环系统包括地下冷库5、制冷设备6和地源热泵盘管7，逆变器4与制冷设备6电连接，发电系统为地下冷库能量循环系统中的制冷设备6提供电能，将位于地下冷库5中的低温低压气态冷媒变为高温高压气态冷媒，然后将高温高压气态冷媒送入地源热泵盘管7向地源热泵系统放热。
在本实施例中，发电系统位于地面上，地下冷库能量循环系统位于地面下。通过地面上的发电系统发电然后为地面下的地下冷库能量循环系统提供电能，继而完成对太阳能的利用，达到节约传统能源的目的。
太阳能电池组件1为采用纳米晶体化学能太阳能电池，利用光伏效应将太阳辐射转换为电能。
太阳能电池组件1吸收辐射通过光伏效应产生电流后，经过光伏控制器2将电流调节至稳定后以直流电形式进入蓄电池组3，蓄电池组3内电流经过逆变器4后转变成定频定压的交流电，为地下冷库能量循环系统供电。本实用新型中的光伏控制器2采用高速CPU微处理器和高精度A/D模数转换器，控制太阳能电池组件1对蓄电池组3进行充电。
蓄电池组3为采用低温、过充、过放性能良好且对环境友好的镍氢蓄电池作为光伏发电系统的储能设备，为地下冷库能量循环系统提供稳定的电能。
逆变器4采用最大功率点追踪技术从位于太阳能电池组件1中的太阳能板抽取最大可能的功率，并将蓄电池组3的直流电转换为交流电。
制冷设备6包括压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器，压缩机分别于地下冷库5和地源热泵盘管7的端部通过管道相连，地源热泵盘管7的另一端与节流装置相连，节流装置与蒸发器通过管道连接，蒸发器与压缩机通过管道相连。
蓄电池组3分别与逆变器4和制冷设备6电连接，蓄电池组3为压缩机提供电能做功。
在本实施例中，蓄电池组3通过逆变器4分别于压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器电连接并为其提供电能。蓄电池组3内的电流经过逆变器4后转变成定频定压的交流电。
位于地下冷库5中的低温低压气态冷媒经过压缩机做功后变为高温高压气态冷媒，进入地源热泵盘管7进行向外放热，高温高压气态冷媒经过地源热泵盘管7后进行降温，成为中温高压液态冷媒，再经过节流装置对外做功后成为低温低压液态冷媒，进入蒸发器后成为低温低压气态冷媒，再继续进入压缩机做功变为高温高压气态冷媒。
本实施例中的地源热泵盘管7采用水平埋管的方式且围绕本实用新型的系统进行布置，由高密度聚乙烯换热管制成。地源热泵盘管7接口稳定可靠、耐化学腐蚀性强、流体阻力小、耐磨性好、耐老化使用寿命长。地源热泵盘管7呈“S”状分布，以便能够达到最佳的效果。在实际使用时，也可根据使用环境和使用目的，对地源热泵盘管7的分布形态进行更改。地源热泵盘管7以地埋管内的中高温介质与地下冷库5向外传输的冷量进行热交换，降低本实用新型系统对自然环境的影响。
蒸发器位于地下冷库5内部，地下冷库5位于地面之下。在实际使用过程中，地下冷库5的容积大小根据实际使用情况而定。地下冷库5的墙体采用热绝缘材料并加涂防水材料进行隔湿，地下冷库5内制冷末端采用排管形式进行辐射制冷。
本实施例中的节流装置为膨胀阀，在实际使用过程中可根据使用的具体环境要求，对该设备进行更换，以达到正常工作的目的。
为了理解本实用新型的工作原理，将本实用新型的运行过程叙述一遍：
发电部分：
太阳能电池组件1吸收辐射通过光伏效应产生电流，经过光伏控制器2将电流调节至稳定后以直流电形式进入蓄电池组3，蓄电池组3内电流经过逆变器4后转变成定频定压的交流电，为地下冷库能量循环系统提供所需的电能。
地下冷库能量循环：
地下冷库5的电能由发电系统提供，蓄电池组3为压缩机提供电能，低温低压气态冷媒经过压缩机做功后成为高温高压气态冷媒，进入冷凝器进行向外放热。在本专利中，冷凝器为地源热泵盘管7。高温高压气态冷媒经过地源热泵盘管7后进行降温，成为中温高压液态冷媒，再经过膨胀阀等节流装置对外做功后成为低温低压液态冷媒，进入布置于冷库内部的蒸发器后成为低温低压气态冷媒，再继续进入压缩机做功。
本实用新型采用太阳能与浅层地温能作为系统的能量来源，可做到清洁、环保、节能、高效。地下冷库5周围的土壤也可储藏部分能量，有效降低冷库能耗。并且地源热泵盘管7在地下埋管距离地下冷库5位置合适的情况下，可以对地下冷库5向周围土壤传输冷量的过程进行中温补偿，保证系统外部自然界的温度在合理范围内。蓄电池组3可储存发电系统产生的电能，结合制冷设备6间歇制冷的过程，合理利用蓄电池组3储存的电能。既节能，又高效。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本实用新型的原理，应被理解为本实用新型的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本实用新型公开的这些技术启示做出各种不脱离本实用新型实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本实用新型的保护范围内。
Claims (7)
1.一种光伏与地源热泵复合零能耗地下冷库系统，其特征在于：包括发电系统和地下冷库能量循环系统，发电系统包括依次电连接的太阳能电池组件(1)、光伏控制器(2)、蓄电池组(3)和逆变器(4)，地下冷库能量循环系统包括地下冷库(5)、制冷设备(6)和地源热泵盘管(7)，逆变器(4)与制冷设备(6)电连接，发电系统为地下冷库能量循环系统中的制冷设备(6)提供电能，将位于地下冷库(5)中的低温低压气态冷媒变为高温高压气态冷媒，然后将高温高压气态冷媒送入地源热泵盘管(7)向地源热泵系统放热。
2.根据权利要求1所述的一种光伏与地源热泵复合零能耗地下冷库系统，其特征在于：所述太阳能电池组件(1)吸收辐射通过光伏效应产生电流，经过光伏控制器(2)将电流调节至稳定后以直流电形式进入蓄电池组(3)，蓄电池组(3)内电流经过逆变器(4)后转变成定频定压的交流电，为地下冷库能量循环系统供电。
3.根据权利要求1所述的一种光伏与地源热泵复合零能耗地下冷库系统，其特征在于：所述制冷设备(6)包括压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器，压缩机分别于地下冷库(5)和地源热泵盘管(7)的端部通过管道相连，地源热泵盘管(7)的另一端与节流装置相连，节流装置与蒸发器通过管道连接，蒸发器与压缩机通过管道相连。
4.根据权利要求3所述的一种光伏与地源热泵复合零能耗地下冷库系统，其特征在于：所述蓄电池组(3)分别与逆变器(4)和制冷设备(6)电连接，蓄电池组(3)为制冷设备(6)提供电能做功。
5.根据权利要求3所述的一种光伏与地源热泵复合零能耗地下冷库系统，其特征在于：所述位于地下冷库(5)中的低温低压气态冷媒经过压缩机做功后变为高温高压气态冷媒，进入地源热泵盘管(7)进行向外放热，高温高压气态冷媒经过地源热泵盘管(7)后进行降温，成为中温高压液态冷媒，再经过节流装置对外做功后成为低温低压液态冷媒，进入蒸发器后成为低温低压气态冷媒，再继续进入压缩机做功变为高温高压气态冷媒。
6.根据权利要求5所述的一种光伏与地源热泵复合零能耗地下冷库系统，其特征在于：所述蒸发器位于地下冷库(5)内部。
7.根据权利要求5所述的一种光伏与地源热泵复合零能耗地下冷库系统，其特征在于：所述节流装置为膨胀阀。
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- 2020-07-29 CN CN202021525963.0U patent/CN212299611U/zh active Active
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