CN106091200A - 一种太阳能风能复合利用的公交候车亭 - Google Patents

Abstract

本发明属于能源与动力工程技术领域，涉及一种太阳能风能复合利用的公交候车亭,其主体结构包括风力发电设备、组合电控装置、电加热单元、储水箱、循环水泵、转换阀、太阳能集热器、冷却塔、冷水泵、溴化锂制冷机组、散热器和风机盘管，太阳能集热器安装于候车亭顶部外表面，用以产生热媒水并将其输送至溴化锂制冷机组，溴化锂制冷机组安装于候车亭背面外侧，溴化锂制冷机组包括吸收器模块、发生器模块、冷凝器模块和蒸发器模块，用以制造冷量给候车亭降温，其主体结构简单，安装使用方便，安全性好，具有良好的市场应用前景，应用环境友好。

Description

一种太阳能风能复合利用的公交候车亭

技术领域

本发明属于能源与动力工程技术领域，涉及一种太阳能风能复合利用的公交候车亭,该候车亭以太阳能和风能作为能源，在严寒的冬季能提高候车亭温度，在酷热的夏季能降低候车亭内温度。

背景技术

当前，随着我国城市化进程的加快，城市人口变得越来越多，城市规模也不断扩大，城市拥堵问题也随之而来，为了缓解随着生活水平的提高而带来的交通压力，城市的公交出行是应被积极倡导的一种绿色出行方式。公交车作为城市中最常见的交通工具必不可少，与之配套的城市公交候车亭数量不断增加，国内现有的公交候车亭结构一般是由顶蓬、立柱、灯箱、座凳等构成的半封闭式候车亭，对候车的乘客起到遮阳、挡风、避雨的作用，由于候车亭为半封闭结构，对于北方城市，在春秋季节等气温条件下，候车者人体感觉舒适；但在冬季严寒的气候和夏季酷热的环境中，人体感觉舒适性差，尤其是在公交车被堵在路上的及上下班高峰时刻，传统候车亭更不能给候车人以良好的候车环境，在雨雪等天气时也不能给候车人以周到的保护。另外经济和社会生产力不断发展，传统能源不断减少是我们所面临的一个非常紧迫的问题，新能源和可再生能源的发展和利用越来越受到人们的关注。为发展公共交通缓解城市交通压力，城市中建立有大量公交候车亭，公交候车亭长时间运行，导致这类公共建筑的能耗极为突出，从而使其节能技术进步的要求更为迫切。因此，为实现社会的可持续发展，对其节能设计其意义重大。

在环境污染和能源危机的双重压力下，太阳能作为一种取之不尽的能源，已成为当前国际能源开发利用领域中的新热点。风能和太阳能作为取之不尽、用之不竭的新能源，它们的合理开发利用对于缓解我国能源压力，减轻环境污染也具有重要的意义。合理地把太阳能和风能应用在公交车站，打造更加舒适以及多元化的车站，建设新型公交车站，创造舒适的公交候车环境，满足人们冬暖夏凉的需求，同时也吸引更多的人选择公交出行，减少污染物的排放。在现有技术中，申请号为201120225798.1的专利公开了一种BRT智能候车亭，该候车亭分为上层和下层，主体结构复杂，安装使用极为繁琐，同时只能应用于快速公交***中，申请号为201210169514.0的专利公开了一种太阳能候车亭，该太阳能候车亭为半封闭式结构，利用太阳能产生的电能只是应用于显示公交信息，无法调节候车亭温度，无法给乘客提供一个舒适的候车环境，因此，设计制备一种太阳能风能复合利用的公交候车亭，该公交候车亭采用风能与太阳能共同提供能量，封闭式候车亭结构，智能调节候车亭内温度，使候车亭冬暖夏凉，给候车乘客一种舒适的候车体验。该候车亭环保节能，充分利用可再生能源太阳能和风能，节约能源，保护环境。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计一种太阳能风能复合利用的公交候车亭，采用太阳能与风能结合的方式，在冬季为候车亭内乘客提供热量，在夏季为候车亭内乘客提供冷量，为乘客提供良好的候车环境，以促使更多人选择公共交通，减少城市交通压力，同时节能减排、减少不可再生资源的使用。

为了实现上述目的，本发明涉及的太阳能风能复合利用的公交候车亭的主体结构包括：风力发电设备、剩余电力外供电路、市电辅助供电电路、组合电控装置、电加热单元、储水箱、循环水泵、转换阀、太阳能集热器输入水管、太阳能集热器输出水管、太阳能集热器、冷却塔、冷却塔输入水管、冷却塔输出水管、冷却水泵、冷水泵、风机盘管输入管、风机盘管输出管、溴化锂制冷机组、散热器、散热器回水管、散热器供水管和风机盘管；溴化锂制冷机组安装于候车亭背面外侧，溴化锂制冷机组包括吸收器模块、发生器模块、冷凝器模块和蒸发器模块，所述四个模块之间管路连接，发生器模块内装有溴化锂溶液；风力发电设备、剩余电力外供电路和市电辅助供电电路分别与市电辅助供电电路电连接，储水箱内置有电加热单元，用以加热储水箱内的水，电加热单元与组合电控装置电连接，风力发电设备用以给电加热单元提供电能，风力发电设备发电量过剩时通过剩余电力外供电路向外供电，若发电量不足由市电辅助供电电路补充电力；太阳能集热器安装于候车亭顶部外表面，太阳能集热器通过太阳能集热器输入水管和太阳能集热器输出水管与储水箱管路连接，形成水流回路，太阳能集热器输入水管上置有循环水泵和转换阀，太阳能集热器输出水管上置有转换阀；散热器安装于候车亭背面内侧，散热器通过散热器供水管和散热器回水管与储水箱管路连接形成水流回路，散热器回水管上置有循环水泵，散热器供水管上置有转换阀；冷却塔通过冷却塔输入水管与冷凝器模块管路连接，用以把冷凝器模块输出的热水降温，冷却塔输入水管上置有转换阀，冷却塔输出水管一端与冷却塔管路连接，另一端与冷凝器模块管路连接，冷却塔输出水管上置有冷却水泵；风机盘管安装于候车亭顶部内表面，风机盘管通过风机盘管输入管和风机盘管输出管与蒸发器模块管路连接，形成水流回路，风机盘管输入管上置有转换阀，风机盘管输出管上置有冷水泵和转换阀；发生器模块与储水箱之间连接的管路上置有转换阀。

本发明在夏季或者气温过高的时候使用时，关闭散热器热水输入管上的转换阀，太阳能集热器吸收太阳热将集热管内的水加热，将加热后的热媒水通过太阳能集热器输出水管输送至储水箱，风力发电设备利用风能发电向电加热单元提供电能来加热储水箱产生热媒水，风力发电设备发电量过剩时，多余电量通过剩余电力外供电路向外供电，风力发电设备发电量不足则触发市电辅助供电电路，向电加热单元提供电能，当储热水箱的热媒水温度达到℃后，***打开发生器模块与储水箱之间的转换阀，储水箱的热媒水给溴化锂制冷机组中的发生器模块并加热其中的溴化理溶液并使其中的水汽化，使溴化锂溶液浓度增高，产生的水蒸气经管路进入冷凝器模块被降温凝结，成为高压低温液态水，经节流后再流入蒸发器模块，蒸发汽化后吸收冷媒水热量，降温后的冷媒水经风机盘管输入管输送至风机盘管，用于候车亭内的温湿度调节，从风机盘管流出的热媒水水经风机盘管输出管输送回蒸发器模块，被冷却形成冷媒水，如此形成闭路循环；溴化锂制冷机组在上述制冷工作过程中产生的热媒水经冷却塔输入水管输送至冷却塔，冷却塔将热媒水热量散发到大气中使热媒水的温度降到℃以下，在冷却水泵的作用下经冷却塔输出水管输送至冷凝器模块。

本发明在冬季或者气温过低的时候使用时，只开启太阳能集热器输入水管、太阳能集热器输出水管和散热器供水管上的转换阀，关闭所有其它管路上的转换阀，太阳能集热器吸收太阳热将集热管内的水加热，将加热后的热媒水通过太阳能集热器输出水管输送至储水箱，风力发电设备利用风能发电向电加热单元提供电能来加热储水箱产生热媒水，风力发电设备发电量过剩时，多余电量通过剩余电力外供电路向外供电，风力发电设备发电量不足则触发市电辅助供电电路，向电加热单元提供电能，当储热水箱的热媒水温度达到℃后，将热媒水经散热器热水输入管输送至散热器，用于候车亭供暖，散热器产生的冷媒水在循环水泵作用下经散热器热水回水管输回至储水箱。

本发明在春秋季节使用时，碰到极端冷热天气能够运行使用；天气舒适时打开候车亭门进行自然通风，同时启动风力发电设备，为候车亭提供照明，以及供应显示屏实时显示时间、温度、气候、车流实况等信息产生的电能，多余电能通过剩余电力外供电路向外供电，电力不足时则通过市电辅助供电电路提供电能。

本发明与现有技术相比采用风能和太阳能协同合作的方式，充分发挥风能和太阳能的各自优势，实现互补功能，避免采用单一的运行方式所带来的弊端，大大提高***的热效率。充分利用可再生资源以满足候车亭夏季和冬季的不同需求，以达到节能减排的目的，本发明***风力充足时由风力机单独驱动，剩余电力输送给外界，或者给候车亭提供夜晚照明用电、给候车市民手机充电等，本发明构建了一种舒适性公交候车亭，使公交候车亭冬暖夏凉，给候车乘客一种舒适的候车体验，有助于倡导市民绿色环保公交出行，促进节能减排缓解城市交通压力，其主体结构简单，安装使用方便，安全性好，具有良好的市场应用前景，应用环境友好。

附图说明

图1为本发明涉及的太阳能和风能***的主体结构原理示意图。

图2为本发明涉及的封闭式候车亭主体结构原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

本实施例涉及的太阳能风能复合利用的公交候车亭的主体结构包括：风力发电设备1、剩余电力外供电路2、市电辅助供电电路3、组合电控装置4、电加热单元5、储水箱6、循环水泵7、转换阀8、太阳能集热器输入水管9、太阳能集热器输出水管10、太阳能集热器11、冷却塔12、冷却塔输入水管13、冷却塔输出水管14、冷却水泵15、冷水泵16、风机盘管输入管17、风机盘管输出管18、溴化锂制冷机组19、散热器20、散热器回水管21、散热器供水管22和风机盘管23；溴化锂制冷机组19安装于候车亭背面外侧，溴化锂制冷机组19包括吸收器模块24、发生器模块25、冷凝器模块26和蒸发器模块27，发生器模块25内装有溴化锂溶液；风力发电设备1、剩余电力外供电路2和市电辅助供电电路3分别与市电辅助供电电路4电连接，储水箱6内置有电加热单元5，用以加热储水箱6内的水，电加热单元5与组合电控装置4电连接，风力发电设备1用以给电加热单元5提供电能，风力发电设备1发电量过剩时通过剩余电力外供电路2向外供电，若发电量不足由市电辅助供电电路3补充电力；太阳能集热器11安装于候车亭顶部外表面，太阳能集热器11通过太阳能集热器输入水管9和太阳能集热器输出水管10与储水箱6管路连接，形成水流回路，太阳能集热器输入水管9上置有循环水泵7和转换阀8，太阳能集热器输出水管10上置有转换阀8；散热器20安装于候车亭背面内侧，散热器20通过散热器供水管22和散热器回水管21与储水箱6管路连接形成水流回路，散热器回水管21上置有循环水泵7，散热器供水管22上置有转换阀8；冷却塔12通过冷却塔输入水管13与冷凝器模块管路连接，用以把冷凝器模块26输出的热水降温，冷却塔输入水管13上置有转换阀8，冷却塔输出水管14一端与冷却塔12管路连接，另一端与冷凝器模块26管路连接，冷却塔输出水管14上置有冷却水泵15；风机盘管23安装于候车亭顶部内表面，风机盘管23通过风机盘管输入管17和风机盘管输出管18与蒸发器模块27管路连接，形成水流回路，风机盘管输入管17上置有转换阀8，风机盘管输出管18上置有冷水泵16和转换阀8；发生器模块25与储水箱6之间连接的管路上置有转换阀8。

实施例2：

本实施例在夏季或者气温过高的时候使用时，关闭散热器热水输入管22上的转换阀8，太阳能集热器11吸收太阳热将集热管内的水加热，将加热后的热媒水通过太阳能集热器输出水管10输送至储水箱6，风力发电设备1利用风能发电向电加热单元5提供电能来加热储水箱6产生热媒水，风力发电设备1发电量过剩时，多余电量通过剩余电力外供电路2向外供电，风力发电设备1发电量不足则触发市电辅助供电电路3，向电加热单元5提供电能，当储热水箱6的热媒水温度达到75℃后，***打开发生器模块25与储水箱6之间的转换阀8，储水箱6的热媒水给溴化锂制冷机组19中的发生器模块25并加热其中的溴化理溶液并使其中的水汽化，使溴化锂溶液浓度增高，产生的水蒸气经管路进入冷凝器模块26被降温凝结，成为高压低温液态水，经节流后再流入蒸发器模块27，蒸发汽化后吸收冷媒水热量，降温后的冷媒水经风机盘管输入管17输送至风机盘管23，用于候车亭内的温湿度调节，从风机盘管23流出的热媒水水经风机盘管输出管18输送回蒸发器模块27，被冷却形成冷媒水，如此形成闭路循环；溴化锂制冷机组19在上述制冷工作过程中产生的热媒水经冷却塔输入水管13输送至冷却塔12，冷却塔将热媒水热量散发到大气中使热媒水的温度降到35℃以下，在冷却水泵15的作用下经冷却塔输出水管14输送至冷凝器模块26。

本实施例在冬季或者气温过低的时候使用时，只开启太阳能集热器输入水管9、太阳能集热器输出水管10和散热器供水管22上的转换阀8，关闭所有其它管路上的转换阀8，太阳能集热器11吸收太阳热将集热管内的水加热，将加热后的热媒水通过太阳能集热器输出水管10输送至储水箱6，风力发电设备1利用风能发电向电加热单元5提供电能来加热储水箱6产生热媒水，风力发电设备1发电量过剩时，多余电量通过剩余电力外供电路2向外供电，风力发电设备1发电量不足则触发市电辅助供电电路3，向电加热单元5提供电能，当储热水箱6的热媒水温度达到75℃后，将热媒水经散热器热水输入管22输送至散热器20，用于候车亭供暖，散热器20产生的冷媒水在循环水泵7作用下经散热器热水回水管21输回至储水箱6。

本实施例在春秋季节使用时，碰到极端冷热天气能够运行使用；天气舒适时打开候车亭门进行自然通风，同时启动风力发电设备1，为候车亭提供照明，以及供应显示屏实时显示时间、温度、气候、车流实况等信息产生的电能，多余电能通过剩余电力外供电路2向外供电，电力不足时则通过市电辅助供电电路3提供电能。

Claims (1)

1.一种太阳能风能复合利用的公交候车亭，其特征在于其主体结构包括：风力发电设备、剩余电力外供电路、市电辅助供电电路、组合电控装置、电加热单元、储水箱、循环水泵、转换阀、太阳能集热器输入水管、太阳能集热器输出水管、太阳能集热器、冷却塔、冷却塔输入水管、冷却塔输出水管、冷却水泵、冷水泵、风机盘管输入管、风机盘管输出管、溴化锂制冷机组、散热器、散热器回水管、散热器供水管和风机盘管；溴化锂制冷机组安装于候车亭背面外侧，溴化锂制冷机组包括吸收器模块、发生器模块、冷凝器模块和蒸发器模块，发生器模块内装有溴化锂溶液；风力发电设备、剩余电力外供电路和市电辅助供电电路分别与市电辅助供电电路电连接，储水箱内置有电加热单元，用以加热储水箱内的水，电加热单元与组合电控装置电连接，风力发电设备用以给电加热单元提供电能，风力发电设备发电量过剩时通过剩余电力外供电路向外供电，若发电量不足由市电辅助供电电路补充电力；太阳能集热器安装于候车亭顶部外表面，太阳能集热器通过太阳能集热器输入水管和太阳能集热器输出水管与储水箱管路连接，形成水流回路，太阳能集热器输入水管上置有循环水泵和转换阀，太阳能集热器输出水管上置有转换阀；散热器安装于候车亭背面内侧，散热器通过散热器供水管和散热器回水管与储水箱管路连接形成水流回路，散热器回水管上置有循环水泵，散热器供水管上置有转换阀；冷却塔通过冷却塔输入水管与冷凝器模块管路连接，用以把冷凝器模块输出的热水降温，冷却塔输入水管上置有转换阀，冷却塔输出水管一端与冷却塔管路连接，另一端与冷凝器模块管路连接，冷却塔输出水管上置有冷却水泵；风机盘管安装于候车亭顶部内表面，风机盘管通过风机盘管输入管和风机盘管输出管与蒸发器模块管路连接，形成水流回路，风机盘管输入管上置有转换阀，风机盘管输出管上置有冷水泵和转换阀；发生器模块与储水箱之间连接的管路上置有转换阀。