CN110274422A - 一种用于保鲜基站的能源*** - Google Patents

一种用于保鲜基站的能源*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于保鲜基站的能源***，包括地源热泵***和光伏发电***；所述光伏发电***用于为保鲜基站和地源热泵***供电；地源热泵***用于为保鲜基站调节温度氛围，为保鲜基站的正常工作提供冷量或热量。本能源***将光伏发电***与地源热泵***相结合，利用了太阳能和浅层地热能等自然能源为外部的保鲜基站运行提供电力和冷/热量，减少了常规能源的利用。

Description

一种用于保鲜基站的能源***
技术领域
本发明涉及果蔬保鲜领域，具体是一种用于保鲜基站的能源***。
背景技术
目前，农产品从“枝头到舌头”的整个物流过程中的中间物流和“最后一公里”问题得到了很好地解决，但是对于初始端(即由枝头到运输起始点)的研究较少。在野外田间缺少电力供应，导致一般保鲜设备难以正常运行，同时果蔬由枝头到运输起始点所用时间较长，为了避免腐烂，农户需在果蔬成熟前采摘，使产品在达到终端时品质降低，顾客不能享受果蔬的最佳品质。为了解决这种“最初一公里”的问题，设计一种可以在无电网电力输入的偏远地区仍然能够维持稳定运行的能源***至关重要。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种用于保鲜基站的能源***。
本发明解决所述技术问题的技术方案是，提供一种用于保鲜基站的能源***，其特征在于该能源***包括地源热泵***和光伏发电***；所述光伏发电***用于为保鲜基站和地源热泵***供电；地源热泵***用于为保鲜基站调节温度氛围，为保鲜基站的正常工作提供冷量或热量。
所述地源热泵***包括热泵机组、风机盘管机组、水泵和地埋管换热器；所述热泵机组包括冷凝器、节流阀、压缩机和蒸发器；所述地埋管换热器埋于地下土壤中，两端通过管路与冷凝器的地源侧的两端连通，管路上安装有水泵；热泵机组内部具有制冷剂，实现水-制冷剂换热；压缩机通过管路分别与冷凝器的基站侧的一端和蒸发器的一端连通；冷凝器的基站侧的另一端通过管路与蒸发器的另一端连通，管路上安装有节流阀；蒸发器与风机盘管机组连通；风机盘管机组的送风口伸入保鲜基站内，向保鲜基站送风，实现制冷剂-空气换热；风机盘管机组具有回风口，实现保鲜基站内的空气循环；
所述光伏发电***包括光伏组件、控制器、逆变器和蓄电池组；所述光伏组件通过控制器与蓄电池组连接；光伏组件和蓄电池组通过控制器与逆变器电连接，逆变器与保鲜基站和地源热泵***内的用电设备电连接。
与现有技术相比，本发明有益效果在于：
1)本能源***将光伏发电***与地源热泵***相结合，利用了太阳能和浅层地热能等自然能源为外部的保鲜基站运行提供电力和冷/热量，减少了常规能源的利用。
2)地源热泵能提供冷量/热量，其能效比比传统制冷机高，运行稳定高效，解决了普通制冷/热***能效低的问题。地源热泵***中基站侧循环是制冷剂-空气直接换热，相对于传统地源热泵***的制冷剂-水+水-空气换热方式来说，制冷剂-空气换热减少一次换热过程，有利于提高制冷效率，且出风温度更低。
3)光伏发电***用于提供电力，适用于偏远地区无电网电力输入的情况下使用，解决了田间偏远地区缺乏电力供应的问题，适用于野外作业环境，节能环保。
4)在阴雨天等光伏组件无法工作时，光伏发电***内的蓄电池组能为地源热泵***供电。
附图说明
图1是本发明一种实施例的能源***整体结构示意图；
图2是本发明一种实施例的固定支架安装示意图；
图中：1、保鲜基站；
2、地源热泵***；201、热泵机组；2011、冷凝器；2012、节流阀；2013、压缩机；2014、蒸发器；202、风机盘管机组；203、水泵；204、地埋管换热器；
3、光伏发电***；301、光伏组件；302、控制器；303、逆变器；304、蓄电池组；305、固定支架；
具体实施方式
下面给出本发明的具体实施例。具体实施例仅用于进一步详细说明本发明，不限制本申请权利要求的保护范围。
本发明提供了一种用于保鲜基站的能源***(简称能源***，参见图1-2)，其特征在于该能源***包括地源热泵***2和光伏发电***3；所述光伏发电***3用于为保鲜基站1和地源热泵***2供电；地源热泵***2用于为保鲜基站1调节温度氛围，为保鲜基站1的正常工作提供冷量或热量，既保证夏季果蔬冷藏又可以防止冬季果蔬冻伤；
所述地源热泵***2包括热泵机组201、风机盘管机组202、水泵203和地埋管换热器204；所述热泵机组201包括冷凝器2011、节流阀2012、压缩机2013和蒸发器2014；所述地埋管换热器204埋于地下土壤中，其井深和打井数量根据负荷计算确定，两端通过管路与冷凝器2011的地源侧的两端连通，管路上安装有水泵203；热泵机组201内部具有制冷剂，实现水-制冷剂换热；压缩机2013通过管路分别与冷凝器2011的基站侧的一端和蒸发器2014的一端连通；冷凝器2011的基站侧的另一端通过管路与蒸发器2014的另一端连通，管路上安装有节流阀2012；蒸发器2014与风机盘管机组202连通；风机盘管机组202的送风口伸入保鲜基站1内，向保鲜基站1内送风(冷风或热风)，实现制冷剂-空气换热；风机盘管机组202的回风口位于送风口同侧下部，保鲜基站1内空气通过回风口返回风机盘管机组202内部换热之后，由送风口再送入保鲜基站1内，实现保鲜基站1内的空气循环；制冷剂采用R134a；地源热泵***2的循环过程分为地源侧循环和基站侧循环；地源侧循环过程为水-制冷剂换热，基站侧循环过程为制冷剂-空气换热。
优选地，风机盘管机组202的送风口外接管道，管道上均布若干出风口，实现向保鲜基站1内的均匀送风；
风机盘管机组202采用开利空调的42CT-014303A型卧式暗装风机盘管组；水泵203采用威乐水泵的PUN-200E型水泵；压缩机2013采用比泽尔公司的2HES-1Y型压缩机；
所述光伏发电***3包括光伏组件301、控制器302、逆变器303和蓄电池组304；所述光伏组件301通过控制器302与蓄电池组304连接，光伏组件301产生的电能经过控制器302进行调节和控制后，输出适当电压为蓄电池组304最大限度地进行充电，并对蓄电池304起到充电保护、过放电保护的作用；光伏组件301和蓄电池组304通过控制器302与逆变器303电连接，逆变器303与保鲜基站1和地源热泵***2内的用电设备电连接，控制器302控制逆变器303，使光伏组件301产生的直流电或者蓄电池组304释放的直流电经逆变器303的调制、滤波和升压之后，得到与交流负载额定频率、额定电压相同的正弦交流电为保鲜基站1和地源热泵***2的用电设备供电；
光伏组件301的型号为英利公司的YGE60 CELL；逆变器303和控制器302采用逆变控制一体机，具体是爱克赛公司的GSA-220型单项工频逆控一体机；蓄电池组304采用12V-200AH的胶体电池；
优选地，光伏发电***3还包括固定支架305；所述光伏组件301通过固定支架305固定于保鲜基站1顶部，光伏组件301与水平面的倾斜角度为30°；光伏组件301由若干块光伏板拼接而成，光伏组件301的前沿延伸出保鲜基站1外部，可用于为保鲜基站1充当屋顶、遮阳遮雨；
本发明的工作原理和工作流程是：
夏天果蔬保鲜过程(冷藏)：低温高压液态制冷剂经过节流阀2012转变为低温低压液态制冷剂，在蒸发器2014中与来自保鲜基站1内部热空气进行换热，有效降低保鲜基站1内部温度；换热后的制冷剂转变为低温低压蒸汽经过压缩机2013变为高温高压蒸汽，随后进入冷凝器2011中与来自地埋管换热器204的低温水进行换热转变为低温高压液态制冷剂，循环此过程，实现保鲜基站1的降温。果蔬成熟之后，进入保鲜基站1内部进行保鲜，能源***不断工作。
冬季果蔬保鲜过程(防冻)：低温高压液态制冷剂经过节流阀2012转变为低温低压液态制冷剂，在冷凝器2011中与地埋管换热器204的高温水进行换热；换热后的制冷剂转变为低温低压蒸汽经过压缩机2013变为高温高压蒸汽，随后进入蒸发器2014中与来自保鲜基站1的低温空气进行换热转变为低温高压液态制冷剂，循环此过程，实现保鲜基站1的升温。果蔬成熟之后，进入保鲜基站1内部进行保鲜，能源***不断工作。
在上述过程中电力由光伏发电***3提供。
本发明未述及之处适用于现有技术。

Claims (5)

1.一种用于保鲜基站的能源***，其特征在于该能源***包括地源热泵***和光伏发电***；所述光伏发电***用于为保鲜基站和地源热泵***供电；地源热泵***用于为保鲜基站调节温度氛围，为保鲜基站的正常工作提供冷量或热量。
2.根据权利要求1所述的用于保鲜基站的能源***，其特征在于所述地源热泵***包括热泵机组、风机盘管机组、水泵和地埋管换热器；所述热泵机组包括冷凝器、节流阀、压缩机和蒸发器；所述地埋管换热器埋于地下土壤中，两端通过管路与冷凝器的地源侧的两端连通，管路上安装有水泵；热泵机组内部具有制冷剂，实现水-制冷剂换热；压缩机通过管路分别与冷凝器的基站侧的一端和蒸发器的一端连通；冷凝器的基站侧的另一端通过管路与蒸发器的另一端连通，管路上安装有节流阀；蒸发器与风机盘管机组连通；风机盘管机组的送风口伸入保鲜基站内，向保鲜基站送风，实现制冷剂-空气换热；风机盘管机组具有回风口，实现保鲜基站内的空气循环；
所述光伏发电***包括光伏组件、控制器、逆变器和蓄电池组；所述光伏组件通过控制器与蓄电池组连接；光伏组件和蓄电池组通过控制器与逆变器电连接，逆变器与保鲜基站和地源热泵***内的用电设备电连接。
3.根据权利要求2所述的用于保鲜基站的能源***，其特征在于风机盘管机组的送风口外接管道，管道上均布若干出风口，实现向保鲜基站内的均匀送风。
4.根据权利要求2所述的用于保鲜基站的能源***，其特征在于风机盘管机组的回风口位于送风口同侧下部，保鲜基站内空气通过回风口返回风机盘管机组内部换热之后，由送风口再送入保鲜基站内，实现保鲜基站内的空气循环。
5.根据权利要求2所述的用于保鲜基站的能源***，其特征在于光伏发电***还包括固定支架；所述光伏组件通过固定支架固定于保鲜基站顶部，光伏组件与水平面的倾斜角度为30°；光伏组件由若干块光伏板拼接而成，光伏组件的前沿延伸出保鲜基站外部，用于为保鲜基站充当屋顶。
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