CN208473133U - 一种建筑与可再生能源一体化综合利用*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型一种建筑与可再生能源一体化综合利用***,包括依次连通的房外地能换热***、地源热泵机组及房内采暖降温空调末端***,地源热泵机组通过管路连接设在建筑房屋房顶上的储水箱,储水箱与设在建筑房屋房顶上的太阳能集热器连通;在建筑房屋的房顶上还安装有屋顶高位雨水收集池、小型风力发电机,房顶高位雨水收集池连接有雨水除杂处理装置,雨水除杂处理装置与储水箱相连,房顶高位雨水收集池还与设在地面以下的地下低位蓄水池相连通;在建筑房屋的外墙上铺设有光伏光热板,小型风力发电机、光伏光热板组成可再生能源发电设备。本实用新型能够实现对天然雨水的充分收集利用,充分实现了为建筑房屋用户提供免费电能及可使用热水。
Description
技术领域
本实用新型属于建筑与节能工程技术领域,具体地是涉及一种建筑与可再生能源一体化综合利用***。
背景技术
可再生能源是可以永续利用的能源资源,如水能、风能、太阳能、地源热和生物质能等,不存在资源枯竭问题。我国太阳能较丰富的区域占国土面积的 2/3以上,年辐射量超过 6000MJ/m2,每年地表吸收的太阳能大约相当于 1.7万亿tce的能量;按德国、西班牙、丹麦等风电发展迅速的国家的经验进行类比分析,我国可供开发的风能资源量可能超过30亿kW;海洋能资源技术上可利用的资源量估计约为 4亿-5亿kW;地热资源的远景储量为1353亿tce,探明储量为31.6亿tce;总之我国可再生能源资源丰富,具有大规模开发的资源条件和技术潜力,可以为未来社会和经济发展提供足够的能源,开发利用可再生能源大有可为。可再生能源的开发利用的形式多种多样,但是,目前基于建筑房屋与可再生能源充分相结合,以实现最优利用可再生能源的建筑形式并不多见。
发明内容
本实用新型就是针对上述问题,弥补现有技术的不足,提供一种建筑与可再生能源一体化综合利用***。
为实现上述目的,本实用新型采用如下技术方案。
本实用新型一种建筑与可再生能源一体化综合利用***,包括建筑房屋,其特征在于:还包括通过管路依次连通的房外地能换热***、地源热泵机组及房内采暖降温空调末端***,地源热泵机组通过管路连接设在建筑房屋房顶上的储水箱,储水箱与设在建筑房屋房顶上的太阳能集热器连通;在建筑房屋的房顶上还安装有房顶高位雨水收集池、小型风力发电机,房顶高位雨水收集池连接有雨水除杂处理装置,雨水除杂处理装置的净水出水口与储水箱相连,房顶高位雨水收集池还与设在地面以下的地下低位蓄水池相连通;在建筑房屋的外墙上铺设有光伏光热板,小型风力发电机、光伏光热板组成可再生能源发电设备,其所发出的直流电分别经过风力发电并网逆变器、光伏并网逆变器转变为交流电为地源热泵机组、房内采暖降温空调末端***及建筑房屋用户提供所需电能。
作为本实用新型的一种优选方案,所述的屋顶高位雨水收集池内上部设置有溢流堰,在溢流堰以上的房顶高位雨水收集池上设置有溢流口,溢流口上连接有通往地下低位蓄水池的溢流管。
作为本实用新型的一种优选方案,在所述溢流堰以下的房顶高位雨水收集池上分别设置有雨水输出口、自来水补给口、排水口,雨水输出口、自来水补给口、排水口上分别连接有雨水输出处理管、自来水补给管、排水管,雨水输出处理管连接雨水除杂处理装置的进水口。
作为本实用新型的另一种优选方案,所述雨水除杂处理装置的净水出水口上连接有净水出水管,净水出水管的另一端连接储水箱的进水口,在净水出水管上安装有第一抽水泵。
作为本实用新型的另一种优选方案,所述雨水除杂处理装置采用的是机械除杂过滤器。
作为本实用新型的另一种优选方案,所述储水箱上连接有供水管与回水管,供水管与回水管的另一端分别与太阳能集热器的进水口、出水口相连,所述储水箱上还连接有通往建筑房屋内的房内供水管网,在房内供水管网的末端设置有供水总阀门。
作为本实用新型的另一种优选方案,所述回水管上安装有直流循环泵。
作为本实用新型的另一种优选方案,在所述地源热泵机组与建筑房屋房顶上储水箱之间的管路上安装有第二抽水泵。
作为本实用新型的另一种优选方案,所述光伏光热板由多孔复合材料层、太阳能电池板、双层玻璃盖板、保温材料层组成,所述的保温材料层拼接成凹槽型结构,所述的多孔复合材料层置于凹槽型结构的保温材料层中,所述的太阳能电池板装设在多孔复合材料层的外侧,所述的双层玻璃盖板装设在太阳能电池板的外侧。
作为本实用新型的另一种优选方案,所述的多孔复合材料层由相变材料和金属屑组成。
另外,在可再生能源发电设备小型风力发电机、光伏光热板发电充足时,一部分电用于供给地源热泵机组、房内采暖降温空调末端***、第一抽水泵、第二抽水泵及建筑房屋用户使用;其中多余的一部分交流电可以汇入电网。
其次,上述的可再生能源发电设备小型风力发电机、光伏光热板所发出的直流电还通过蓄电装置进行储存,用来给直流循环泵或者其他直流家用电器设备提供直流电,所述的蓄电装置为蓄电池。
本实用新型的有益效果。
本实用新型所提供的一种建筑与可再生能源一体化综合利用***,通过将光伏光热板以及小型风力发电机等可再生能源与建筑进行一体化结合,不仅不会影响建筑物的美观,而且还能实现太阳能与风能等的充分利用,真正实现建筑物的低能耗甚至零能耗;同时,本实用新型还能够实现对天然雨水的充分收集利用,充分实现了为建筑房屋用户提供免费电能及可使用热水,广泛适用于城镇的房屋建设中。
本实用新型还通过所设置的房外地能换热***、地源热泵机组及房内采暖降温空调末端***对地源热能进行充分利用,能够实现对建筑房屋内的取暖和降温作用;这样即可将现行的采暖、制冷所运用的普通能源(煤炭)跟换为可再生清洁能源,节能减排,极大地改善城市环境;实现太阳能光伏、光热以及地源热能源的综合建筑一体化应用;不仅可以大量节约常规电能和煤炭的消耗,还可以弥补单一供电方式因为环境、设备故障等原因所产生的影响。
附图说明
为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及具体实施方式,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
图1是本实用新型一种建筑与可再生能源一体化综合利用***的整体结构示意图。
图2是本实用新型一种建筑与可再生能源一体化综合利用***的光伏光热板的结构示意图。
图3是本实用新型一种建筑与可再生能源一体化综合利用***的屋顶高位蓄水池的结构示意图。
图4是本实用新型一种建筑与可再生能源一体化综合利用***的供电原理结构示意图。
图中标记:1为地面、2为地下低位蓄水池、3为溢流管、4为光伏光热板、5为小型风力发电机、6为房顶高位雨水收集池、7为雨水输出处理管、8为雨水除杂处理装置、9为太阳能集热器、10为供水管、11为净水出水管、12为回水管、14为直流循环泵、15为第一抽水泵、16为储水箱、17为房内采暖降温空调末端***、18为房内供水管网、19为供水总阀门、20为第二抽水泵、21为地源热泵机组、22为屋外地能换热***、23为管路、24为建筑房屋;401为多孔复合材料层、402为太阳能电池板、403为双层玻璃盖板、404为保温材料层;601为自来水补给管、602为溢流堰、603为排水管。
具体实施方式
结合附图1和4所示,本实用新型一种建筑与可再生能源一体化综合利用***,包括建筑房屋24,其特征在于:还包括通过管路23依次连通的屋外地能换热***22、地源热泵机组21及房内采暖降温空调末端***17,地源热泵机组21通过管路23连接设在建筑房屋24房顶上的储水箱16,储水箱16与设在建筑房屋24房顶上的太阳能集热器9连通;在建筑房屋24的房顶上还安装有房顶高位雨水收集池6、小型风力发电机5,房顶高位雨水收集池6连接有雨水除杂处理装置8,雨水除杂处理装置8的净水出水口与储水箱16相连,房顶高位雨水收集池6还与设在地面1以下的地下低位蓄水池2相连通;在建筑房屋24的外墙上铺设有光伏光热板4,小型风力发电机5、光伏光热板4组成可再生能源发电设备,其所发出的直流电分别经过风力发电并网逆变器、光伏并网逆变器转变为交流电为地源热泵机组21、房内采暖降温空调末端***17及建筑房屋用户提供所需电能。
结合附图3所示的屋顶高位蓄水池的结构示意图,所述的房顶高位雨水收集池6内上部设置有溢流堰602,在溢流堰602以上的房顶高位雨水收集池6上设置有溢流口,溢流口上连接有通往地下低位蓄水池2的溢流管3;在所述溢流堰602以下的房顶高位雨水收集池6上分别设置有雨水输出口、自来水补给口、排水口,雨水输出口、自来水补给口、排水口上分别连接有雨水输出处理管7、自来水补给管601、排水管603,雨水输出处理管7连接雨水除杂处理装置8的进水口。
所述雨水除杂处理装置8的净水出水口上连接有净水出水管11,净水出水管11的另一端连接储水箱16的进水口,在净水出水管11上安装有第一抽水泵15;所述雨水除杂处理装置8采用的是机械除杂过滤器。
所述储水箱16上连接有供水管10与回水管12,供水管10与回水管12的另一端分别与太阳能集热器9的进水口、出水口相连,所述储水箱16上还连接有通往建筑房屋24内的房内供水管网18,在房内供水管网18的末端设置有供水总阀门19;所述回水管12上安装有直流循环泵14。
在所述地源热泵机组21与建筑房屋24房顶上储水箱16之间的管路23上安装有第二抽水泵20。
如图2所示的光伏光热板的结构示意图,所述光伏光热板4由多孔复合材料层401、太阳能电池板402、双层玻璃盖板403、保温材料层404组成,所述的保温材料层404拼接成凹槽型结构,所述的多孔复合材料层401置于凹槽型结构的保温材料层404中,所述的太阳能电池板402装设在多孔复合材料层401的外侧,所述的双层玻璃盖板403装设在太阳能电池板402的外侧。
太阳辐射透过双层玻璃盖板403照射到太阳能电池板402上,太阳能辐射被太阳能电池板402所吸收,太阳能电池板402所吸收的这部分能量被转化成电能。所述的多孔复合材料层401由相变材料和金属屑组成;具体地,通过在相变材料中加入高热传导的金属屑制成多孔复合材料层401,不仅可以改善相变材料导热性能,大大提高其导热系数,在储能过程中具有更好的传热效果;其中所述的相变材料具有贮热密度大、热效率高、吸放热温度恒定等优点,能够很好地与建筑房屋外墙相结合使用。
另外,在可再生能源发电设备小型风力发电机5、光伏光热板4发电充足时,一部分电用于供给地源热泵机组21、房内采暖降温空调末端***17、第一抽水泵15、第二抽水泵20及建筑房屋用户使用;其中多余的一部分交流电可以汇入电网。
其次,上述的可再生能源发电设备小型风力发电机5、光伏光热板4所发出的直流电还通过蓄电装置进行储存,用来给直流循环泵14或者其他直流家用电器设备提供直流电,所述的蓄电装置为蓄电池。
结合本实用新型的技术方案以及附图阐述工作原理:首先通过房顶高位雨水收集池6进行对天然雨水的收集,多余一部分的雨水可通过溢流管3流入地下低位蓄水池2,可作为暂存备用水;然后通过雨水除杂处理装置8进行对所收集的雨水进行除杂处理,处理后的干净水通过第一抽水泵15抽入到储水箱16中,储水箱16中的水通过供水管10、回水管12、太阳能集热器9以及直流循环泵14进行循环加热,通过储水箱16上所连接的房内供水管网18可以对建筑房屋24内用户进行提供可使用热水,实现了对天然雨水的充分利用。同时,本实用新型还通过所设置的房外地能换热***22、地源热泵机组21及房内采暖降温空调末端***17对地源热能进行充分利用,能够实现对建筑房屋24内的取暖和降温作用。
具体地,冬天建筑房屋24内需要使用热水和取暖时,通过采用设在建筑房屋24房顶上的太阳能集热器9为储水箱16中的水加热,在水温达到合适温度时,即可对建筑房屋24内用户提供可使用热水;然后将升温后的水通过第二抽水泵20抽入到地源热泵机组 21当中,利用压缩机对冷媒做功,将水路循环中的热量吸收至冷媒中,在冷媒循环的同时再通过蒸发器内冷媒的冷凝,由房内采暖降温空调末端***17的风机盘管循环将冷媒所携带的热量吸收;在地下的热量不断转移至室内的过程中,房内采暖降温空调末端***17以热风的形式向室内供暖。
具体地,夏天建筑房屋24内需要使用热水和制冷时,通过采用设在建筑房屋24房顶上的太阳能集热器9为储水箱16中的水加热,在水温达到合适温度时,即可对建筑房屋24内用户提供可使用热水;然后通过地源热泵机组21自身将地下冷水抽入地源热泵机组21内的压缩机对冷媒做功,使其进行汽-液转化的循环;通过蒸发器内冷媒的蒸发将由风机盘管循环所携带的热量吸收至冷媒中,在冷媒循环的同时再通过冷凝器内冷媒的冷凝,由水路循环将冷媒所携带的热量吸收,最终由水路循环转移至地下水或土壤里;在室内热量不断转移至地下的过程中,房内采暖降温空调末端***17以冷风的形式为房间供冷。
当雨量较少时,可以通过房顶高位雨水收集池6上所连接的自来水补给管601进行自来水的供给。
可以理解的是,以上关于本实用新型的具体描述,仅用于说明本实用新型而并非受限于本实用新型实施例所描述的技术方案,本领域的普通技术人员应当理解,仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换,以达到相同的技术效果;只要满足使用需要,都在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种建筑与可再生能源一体化综合利用***,包括建筑房屋(24),其特征在于:还包括通过管路(23)依次连通的房外地能换热***(22)、地源热泵机组(21)及房内采暖降温空调末端***(17),地源热泵机组(21)通过管路(23)连接设在建筑房屋(24)房顶上的储水箱(16),储水箱(16)与设在建筑房屋(24)房顶上的太阳能集热器(9)连通;在建筑房屋(24)的房顶上还安装有房顶高位雨水收集池(6)、小型风力发电机(5),房顶高位雨水收集池(6)连接有雨水除杂处理装置(8),雨水除杂处理装置(8)的净水出水口与储水箱(16)相连,房顶高位雨水收集池(6)还与设在地面(1)以下的地下低位蓄水池(2)相连通;在建筑房屋(24)的外墙上铺设有光伏光热板(4),小型风力发电机(5)、光伏光热板(4)组成可再生能源发电设备,其所发出的直流电分别经过风力发电并网逆变器、光伏并网逆变器转变为交流电为地源热泵机组(21)、房内采暖降温空调末端***(17)及建筑房屋用户提供所需电能。
2.根据权利要求1所述的一种建筑与可再生能源一体化综合利用***,其特征在于:所述的房顶高位雨水收集池(6)内上部设置有溢流堰(602),在溢流堰(602)以上的房顶高位雨水收集池(6)上设置有溢流口,溢流口上连接有通往地下低位蓄水池(2)的溢流管(3)。
3.根据权利要求2所述的一种建筑与可再生能源一体化综合利用***,其特征在于:在所述溢流堰(602)以下的房顶高位雨水收集池(6)上分别设置有雨水输出口、自来水补给口、排水口,雨水输出口、自来水补给口、排水口上分别连接有雨水输出处理管(7)、自来水补给管(601)、排水管(603),雨水输出处理管(7)连接雨水除杂处理装置(8)的进水口。
4.根据权利要求1所述的一种建筑与可再生能源一体化综合利用***,其特征在于:所述雨水除杂处理装置(8)的净水出水口上连接有净水出水管(11),净水出水管(11)的另一端连接储水箱(16)的进水口,在净水出水管(11)上安装有第一抽水泵(15)。
5.根据权利要求1所述的一种建筑与可再生能源一体化综合利用***,其特征在于:所述雨水除杂处理装置(8)采用的是机械除杂过滤器。
6.根据权利要求1所述的一种建筑与可再生能源一体化综合利用***,其特征在于:所述储水箱(16)上连接有供水管(10)与回水管(12),供水管(10)与回水管(12)的另一端分别与太阳能集热器(9)的进水口、出水口相连,所述储水箱(16)上还连接有通往建筑房屋(24)内的房内供水管网(18),在房内供水管网(18)的末端设置有供水总阀门(19)。
7.根据权利要求6所述的一种建筑与可再生能源一体化综合利用***,其特征在于:所述回水管(12)上安装有直流循环泵(14)。
8.根据权利要求1所述的一种建筑与可再生能源一体化综合利用***,其特征在于:在所述地源热泵机组(21)与建筑房屋(24)房顶上储水箱(16)之间的管路(23)上安装有第二抽水泵(20)。
9.根据权利要求1所述的一种建筑与可再生能源一体化综合利用***,其特征在于:所述光伏光热板(4)由多孔复合材料层(401)、太阳能电池板(402)、双层玻璃盖板(403)、保温材料层(404)组成,所述的保温材料层(404)拼接成凹槽型结构,所述的多孔复合材料层(401)置于凹槽型结构的保温材料层(404)中,所述的太阳能电池板(402)装设在多孔复合材料层(401)的外侧,所述的双层玻璃盖板(403)装设在太阳能电池板(402)的外侧。
10.根据权利要求9所述的一种建筑与可再生能源一体化综合利用***,其特征在于:所述的多孔复合材料层(401)由相变材料和金属屑组成。
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