CN102494378A - 一种利用多种可再生能源的建筑节能*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用多重可再生能源的建筑节能***，它是由水源热泵机组、与每个建筑物内用户侧连接的空调末端***、计费***和风光发电公共照明***、太阳能集热器、生活热水储水箱、地埋管换热***、水蓄能***组成，它能解决建筑的供冷、供暖、供热水、公共照明需求，辅以智能化分户计量***，节能便捷，广泛应用于住宅、别墅、酒店、学校等场所。

Description

一种利用多种可再生能源的建筑节能***
  
技术领域
本发明涉及涉及建筑节能***领域，具体是一种利用多种可再生能源的建筑节能***。 
背景技术
现有的建筑供冷供热供热水照明***一般有以下不足：首先，传统的制冷形式如风冷冷水机组或者水冷冷水机组，安装位置大，同时产生热岛效应，过去的供暖和热水方式一般采用锅炉方式，安全性差，且运行费用较高；供冷供暖供热水设备大多分散，投资大，运行费用高；其次，建筑计费问题，北方供暖按面积收费已经不合理；第三，供冷供暖供热水***离不开用电，而用电荒在国内大部分地区越来越明显，必须要合理分配建筑用电和节约用电；第四，随着地源热泵技术的发展，逐步显出例如冬季土壤温度下降造成***稳定性及能效比降低、需要加防冻液等问题。 
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种利用多种可再生能源的建筑节能***，其充分利用地源热辅以水蓄能***进行建筑供冷、供暖、制备热水，利用太阳能光热***在非制冷季节修复土壤能量，且可全年利用太阳能制备生活热水，另外采用风光发电提供建筑公共照明。 
本发明的技术方案为： 
一种利用多种可再生能源的建筑节能***，包括与每个建筑物内用户侧连接的空调末端***、计费***和风光发电公共照明***、太阳能集热器、生活热水储水箱、地埋管换热***、水蓄能***、第一水源热泵机组和第二水源热泵机组，所述的第一水源热泵机组包括依次循环连接的第一压缩机、第一冷凝器、第一节流装置和第一蒸发器，所述的第二水源热泵机组包括依次循环连接的二压缩机、第二冷凝器、第二节流装置和第二蒸发器；
所述的空调末端***与空调循环水泵、第四控制阀、第一蒸发器、第五控制阀、第二控制阀依次循环连接；所述的空调末端***与空调循环水泵、第四控制阀、第二蒸发器、第五控制阀、第二控制阀依次循环连接；所述的空调末端***与空调循环水泵、第九控制阀、第一冷凝器、第十一控制阀、第二控制阀依次循环连接；
所述的地埋管换热***与地源侧循环水泵、第十控制阀、第一蒸发器、第八控制阀、第一控制阀依次循环连接；所述的地埋管换热***与地源侧循环水泵、第十控制阀、第二蒸发器、第八控制阀、第一控制阀依次循环连接；所述的地埋管换热***与地源侧循环水泵、第七控制阀、第一冷凝器、第六控制阀、第一控制阀依次循环连接；
所述的生活热水储水箱与热水循环水泵、第二冷凝器依次循环连接；所述的生活热水储水箱与第一出水阀、太阳能循环水泵、太阳能集热器、第一进水阀依次循环连接； 
所述的水蓄能***与第四出水阀、第三控制阀、空调循环水泵、第四控制阀、第一蒸发器、第五控制阀、第四进水阀依次循环连接；所述的水蓄能***与第四出水阀、第三控制阀、空调循环水泵、第四控制阀、第二蒸发器、第五控制阀、第四进水阀依次循环连接；所述的水蓄能***与第四出水阀、第三控制阀、空调循环水泵、第九控制阀、第一冷凝器、第十一控制阀、第四进水阀依次循环连接。
所述的生活热水储水箱通过热水供应水泵与每个建筑物内用户侧连接。 
所述的太阳能集热器与第二进水阀、板式换热器、第二出水阀、太阳能循环水泵依次循环连接；所述的地埋管换热***与地源侧循环水泵、第七控制阀、第一冷凝器、第六控制阀、第三进水阀、板式换热器、第三出水阀依次循环连接。 
所述的每个建筑物内用户侧均安装有分户计量装置。 
本实用新型的优点： 
本发明充分利用风光发电提供照明，利用地热能、太阳能为建筑内用户提供制冷、供暖和供热水，并辅以太阳能修复土壤能量及水蓄热技术，节能低碳，合理的冷热热水分户计费***，为建筑提供了一套集中、节能、智能的可行方案，广泛适用于别墅、住宅、酒店、学校等场所。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。 
其中，其中，1-建筑物内用户侧、2-冷暖热水用户、3-分户计量装置、4-计费***、5-风光发电公共照明***、6-太阳能集热器、7-生活热水储水箱、8-第一出水阀、9-第一进水阀、10-第二出水阀、11-第二进水阀、12-第三进水阀、13-第三出水阀、14-第一控制阀、15-第二控制阀、16-第四出水阀、17-第四进水阀、18-太阳能循环水泵、19-热水供应水泵、20-板式换热器、21-热水循环水泵、22-空调循环水泵、23-地埋管换热***、24-水蓄能装置、25-第一水源热泵机组、26-地源侧循环水泵、27-第三控制阀、28-第二冷凝器、29-第一蒸发器、30-第一冷凝器、31-第四控制阀、32-第五控制阀、33-第六控制阀、34-第七控制阀、35-第八控制阀、36-第九控制阀、37-第十控制阀、38-第十一控制阀、39-第一节流装置、40-第一压缩机、41-第二蒸发器、42-第二节流装置、43-第二水源热泵机组、44-第二压缩机。 
具体实施方式
一种利用多种可再生能源的建筑节能***，包括与每个建筑物内用户侧1连接的空调末端***2、分户计量装置3、计费***4和风光发电公共照明***5、太阳能集热器6、生活热水储水箱7、地埋管换热***23、水蓄能***24、第一水源热泵机组25和第二水源热泵机组43，第一水源热泵机组25包括依次循环连接的第一压缩机40、第一冷凝器30、第一节流装置39和第一蒸发器29，第二水源热泵机组43包括依次循环连接的二压缩机44、第二冷凝器28、第二节流装置42和第二蒸发器41； 
空调末端***2与空调循环水泵22、第四控制阀31、第一蒸发器29、第五控制阀32、第二控制阀15依次循环连接；空调末端***2与空调循环水泵22、第四控制阀31、第二蒸发器41、第五控制阀32、第二控制阀15依次循环连接；空调末端***2与空调循环水泵22、第九控制阀36、第一冷凝器30、第十一控制阀38、第二控制阀15依次循环连接；
地埋管换热***23与地源侧循环水泵26、第十控制阀37、第一蒸发器29、第八控制阀35、第一控制阀14依次循环连接；地埋管换热***23与地源侧循环水泵26、第十控制阀37、第二蒸发器41、第八控制阀35、第一控制阀14依次循环连接；地埋管换热***23与地源侧循环水泵26、第七控制阀34、第一冷凝器30、第六控制阀33、第一控制阀14依次循环连接；地埋管换热***23与地源侧循环水泵26、第七控制阀34、第一冷凝器30、第六控制阀33、第三进水阀12、板式换热器20、第三出水阀13依次循环连接；
生活热水储水箱7与热水循环水泵21、第二冷凝器28依次循环连接；生活热水储水箱7与第一出水阀8、太阳能循环水泵18、太阳能集热器6、第一进水阀9依次循环连接； 
水蓄能***24与第四出水阀16、第三控制阀27、空调循环水泵22、第四控制阀31、第一蒸发器29、第五控制阀32、第四进水阀17依次循环连接；所述的水蓄能***24与第四出水阀16、第三控制阀27、空调循环水泵22、第四控制阀31、第二蒸发器41、第五控制阀32、第四进水阀17依次循环连接；水蓄能***24与第四出水阀16、第三控制阀27、空调循环水泵22、第九控制阀36、第一冷凝器30、第十一控制阀38、第四进水阀17依次循环连接；
太阳能集热器6与第二进水阀11、板式换热器20、第二出水阀10、太阳能循环水泵18依次循环连接；生活热水储水箱6通过热水供应水泵19与每个建筑物内用户侧1连接。
本发明利用多种可再生能源的建筑节能***的控制方法，包括以下步骤： 
    （1）、空调制冷模式：
a、第一水源热泵机组的制冷模式：与每个建筑物内用户侧1连接的空调末端***2吸收用户侧的热量依次通过空调循环水泵22、第四控制阀31传递给第一蒸发器29，然后经过第一水源热泵机组25通过内部制冷循环将第一蒸发器29的热量传递给第一冷凝器30，第一蒸发器29换热后的冷量再依次经第五控制阀32、第二控制阀15传回空调末端***2，同时第一冷凝器30将热量依次经第六控制阀33、第一控制阀14传递给地埋管换热***23，将热量最终释放到土壤中；空调末端***2的制冷循环为：2→22→31→29→32→15→2，第一水源热泵机组25内部制冷循环为：40→30→39→29→40，地埋管换热***23的换热循环为：23→26→34→30→33→14→23；
b、第二水源热泵机组的制冷模式：与每个建筑物内用户侧1连接的空调末端***2吸收用户侧的热量依次通过空调循环水泵22、第四控制阀31传递给第二蒸发器41，然后经过第二水源热泵机组43通过内部制冷循环将第二蒸发器41的热量传递给第二冷凝器28，第二蒸发器41换热后的冷量再依次经第五控制阀32、第二控制阀15传回空调末端***2，同时第二冷凝器28最后将热量释放到生活热水储水箱7中；空调末端***2的制冷循环为：2→22→31→41→32→15→2，第二水源热泵机组43内部制冷循环为：44→28→42→41→44，生活热水储水箱7的换热循环为：7→21→28→7。
（2）、空调供暖模式： 
地埋管换热***23将土壤中的热能依次经地源侧循环水泵26、第十控制阀37传递给第一蒸发器29，然后经过第一水源热泵机组25通过内部制冷循环将第一蒸发器29的热量传递给第一冷凝器30，最后第一冷凝器30最后将热量依次经过第十一控制阀38、第二控制阀15传递给与每个建筑物内用户侧1连接的空调末端***2；地埋管换热***23的换热循环为：23→26→37→29→35→14→23，第一水源热泵机组25内部制冷循环为：40→30→39→29→40；空调末端***2的供暖循环为：2→22→36→30→38→15→2。
（3）、供热水模式： 
a、太阳能制备热水：太阳能集热器6把吸热的太阳能热量经第一进水阀9传递给生活热水储水箱7，太阳能集热器6的换热循环为：6→9→7→8→18→6；
b、地热源制备热水：地埋管换热***23把土壤中热能依次经地源侧循环水泵26、第十控制阀37传递给第二蒸发器41，然后经过第二水源热泵机组43通过内部制冷循环将第二蒸发器41的热量传递给第二冷凝器28，最后第二冷凝器28最后将热量释放到生活热水储水箱7中，生活热水储水箱6通过热水供应水泵19将热水输送至每个建筑物内用户侧1；地埋管换热***23的换热循环为：23→26→37→41→35→14→23，第二水源热泵机组43内部制冷循环为：44→28→42→41→44，生活热水储水箱7的换热循环为：7→21→28→7；
c、夏季空调末端***2的热能制备热水：空调末端***2吸收的热量依次经空调循环水泵22、第四控制阀31传递给第二蒸发器41，然后经过第二水源热泵机组43通过内部制冷循环将第二蒸发器41的热量传递给第二冷凝器28，最后第二冷凝器28最后将热量释放到生活热水储水箱7中，生活热水储水箱6通过热水供应水泵19将热水输送至每个建筑物内用户侧1；空调末端***2的换热循环为：2→22→31→41→32→15→2，第二水源热泵机组43内部制冷循环为：44→28→42→41→44，生活热水储水箱7的换热循环为：7→21→28→7；
（4）、太阳能集热器6为地埋管换热***23蓄能：太阳能集热器6把吸热的太阳能热量经第二进水阀传递给板式换热器20，板式换热器20再将热量经第三出水阀13传递到地埋管换热器***23，释放到土壤中；太阳能集热器6的换热循环为：6→11→20→10→18→6，地埋管换热器***23的换热循环为：20→23→26→34→30→33→12→20→13→23。
（5）、水蓄能装置24冬季蓄热：地源换热***23将土壤中的热能依次经地源侧循环水泵26、第十控制阀37传递给第一蒸发器29，然后经过第一水源热泵机组25通过内部制冷循环将第一蒸发器29的热量传递给第一冷凝器30，最后第一冷凝器30将热量依次经第十一控制阀38、第四进水阀17传递给水蓄能装置24，提高蓄能水温；地源换热***23的换热循环为：23→26→37→29→35→14→23，第一水源热泵机组25内部制冷循环为：40→30→39→29→40；水蓄能装置24的换热循环为：24→16→27→22→36→30→38→17→24。 
（6）、水蓄能装置24夏季蓄冷： 
a、第一水源热泵机组的蓄冷模式：水蓄能装置24依次通过第四出水阀16、第三控制阀27、空调循环水泵22、第四控制阀31传递给第一蒸发器29，然后第一水源热泵机组25通过内部制冷循环将第一蒸发器29的热量传递给第一冷凝器30，第一蒸发器29换热后的冷量再依次经第五控制阀32、第四进水阀17传回水蓄能装置24，同时第一冷凝器30将热量依次经第六控制阀33、第一控制阀14传递给地埋管换热***23，将热量最终释放到土壤中；水蓄能装置24的制冷循环为：24→16→27→22→31→29→32→17→24，第一水源热泵机组25内部制冷循环为：40→30→39→29→40，地埋管换热***23的换热循环为：23→26→34→30→33→14→23；
b、第二水源热泵机组的蓄冷模式：水蓄能装置24依次通过第四出水阀16、第三控制阀27、空调循环水泵22、第四控制阀31将热能传递给第二蒸发器41，然后第二水源热泵机组43通过内部制冷循环将第二蒸发器41的热量传递给第二冷凝器28，第二蒸发器41换热后的冷量再依次经第五控制阀32、第四进水阀17传回水蓄能装置24，同时第二冷凝器28最后将热量释放到生活热水储水箱7中；水蓄能装置24的制冷循环为：24→16→27→22→31→41→32→17→24，第二水源热泵机组43内部制冷循环为：44→28→42→41→44，生活热水储水箱7的换热循环为：7→21→28→7。
（7）、供电：风光发电公共照明***5利用风电、光电、风光互补发电为每个建筑物内用户侧1提供公共照明。 
（8）、计费：分户计量装置3记录供冷供暖用量、热水供水量和风光发电公共照明***的供电量，然后经信号集中传递给计费***4中。 

Claims (4)

1.一种利用多种可再生能源的建筑节能***，其特征在于：包括与每个建筑物内用户侧连接的空调末端***、计费***和风光发电公共照明***、太阳能集热器、生活热水储水箱、地埋管换热***、水蓄能***、第一水源热泵机组和第二水源热泵机组，所述的第一水源热泵机组包括依次循环连接的第一压缩机、第一冷凝器、第一节流装置和第一蒸发器，所述的第二水源热泵机组包括依次循环连接的二压缩机、第二冷凝器、第二节流装置和第二蒸发器；
所述的空调末端***与空调循环水泵、第四控制阀、第一蒸发器、第五控制阀、第二控制阀依次循环连接；所述的空调末端***与空调循环水泵、第四控制阀、第二蒸发器、第五控制阀、第二控制阀依次循环连接；所述的空调末端***与空调循环水泵、第九控制阀、第一冷凝器、第十一控制阀、第二控制阀依次循环连接；
所述的地埋管换热***与地源侧循环水泵、第十控制阀、第一蒸发器、第八控制阀、第一控制阀依次循环连接；所述的地埋管换热***与地源侧循环水泵、第十控制阀、第二蒸发器、第八控制阀、第一控制阀依次循环连接；所述的地埋管换热***与地源侧循环水泵、第七控制阀、第一冷凝器、第六控制阀、第一控制阀依次循环连接；
所述的生活热水储水箱与热水循环水泵、第二冷凝器依次循环连接；所述的生活热水储水箱与第一出水阀、太阳能循环水泵、太阳能集热器、第一进水阀依次循环连接； 
所述的水蓄能***与第四出水阀、第三控制阀、空调循环水泵、第四控制阀、第一蒸发器、第五控制阀、第四进水阀依次循环连接；所述的水蓄能***与第四出水阀、第三控制阀、空调循环水泵、第四控制阀、第二蒸发器、第五控制阀、第四进水阀依次循环连接；所述的水蓄能***与第四出水阀、第三控制阀、空调循环水泵、第九控制阀、第一冷凝器、第十一控制阀、第四进水阀依次循环连接。
2.根据权利要求1所述的一种利用多种可再生能源的建筑节能***，其特征在于：所述的生活热水储水箱通过热水供应水泵与每个建筑物内用户侧连接。
3.根据权利要求1所述的一种利用多种可再生能源的建筑节能***，其特征在于：所述的太阳能集热器与第二进水阀、板式换热器、第二出水阀、太阳能循环水泵依次循环连接；所述的地埋管换热***与地源侧循环水泵、第七控制阀、第一冷凝器、第六控制阀、第三进水阀、板式换热器、第三出水阀依次循环连接。
4.根据权利要求1所述的一种利用多种可再生能源的建筑节能***，其特征在于：所述的每个建筑物内用户侧均安装有分户计量装置。
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