CN209540990U - 一种楼宇智能冷暖*** - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及能源利用技术领域，提供一种楼宇智能冷暖***，包括布设于楼宇中的供冷管网和供热管网；用于对供冷管网和供热管网供能的储能***和内循环热泵***；多个设于楼宇中与供冷管网、供热管网连接的微型储能装置；用于控制储能***、内循环热泵***和微型储能装置工作的智能控制***；储能***包括：与内循环热泵***并联设置的冷暖罐和热池罐。通过内循环热泵***与储能***结合的方式，可适用于不同的温度环境变化，有效保证供能的稳定性和经济性，通过微型储能装置用于对各个房间进行能量补充，快速地解决了楼宇中能量分布不均匀的问题，提高了用户的舒适性，从而具有能源利用率高、供能稳定、能量分布均匀和供能及时性高的优点。

Description

一种楼宇智能冷暖***

技术领域

本实用新型涉及能源利用技术领域，尤其是提供一种楼宇智能冷暖***。

背景技术

随着经济发展和人民生活水平的提高，空调、采暖和生活热水能耗在我国建筑能耗中比重大幅度地提高，逐步发展成为建筑能耗中的一个主要部分，给能源和环境带来了更大的压力。

目前，城市供暖规划不能实现集中供暖区域，一般采用采用分布式集中供暖。由于供暖规模受到限制，均采用非燃煤作为热源。不管采用传动能源制热与可再生能源制热，单一的热源设备制热技术容易受到外界环境影响而使能耗增多，成本也较高，同时因楼宇建筑热能分布不均匀，容易造成能量利用率低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种楼宇智能冷暖***，旨在解决现有技术中楼宇建筑中采用单一热源设备制热技术时存在能量利用率低和能量分布不均匀的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种楼宇智能冷暖***，包括：布设于楼宇中的供冷管网和供热管网；用于对所述供冷管网、所述供热管网供热或供冷的储能***和内循环热泵***；多个设于所述楼宇中的、与所述供冷管网、所述供热管网连接的微型储能装置；以及用于控制所述储能***、所述内循环热泵***和所述微型储能装置工作的智能控制***；所述储能***包括：与所述内循环热泵***并联设置的冷暖罐和热池罐。

进一步地：所述微型储能装置包括：储能罐和循环泵***；所述储能罐中内置有储能材料，所述储能罐与所述楼宇的房间之间的管道上设有放热泵。

进一步地：所述循环泵***包括：蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀，所述冷凝器与所述储能罐连通。

进一步地：每层所述楼宇设于有多个所述微型储能装置，所述微型储能装置用于对所述楼宇的顶部房间和靠外界环境的四周房间进行冷暖供应。

进一步地：所述内循环热泵***包括：多组并联的所述循环泵***。

进一步地：所述热池罐内设有电加热器，所述热池罐上设有第一温度仪表。

进一步地：所述冷暖罐与所述热池罐之间通过管道连接有板式热交换器，所述板式热交换器与所述冷暖罐之间的管道上设有控制阀和开关阀，所述板式热交换器与所述热池罐之间的管道上设有高温泵。

进一步地：所述楼宇智能冷暖***还包括：通过管道与所述冷暖罐依次连通的补水泵、软化水箱和自动净化器；所述自动净化器与进水管连通。

进一步地：所述冷暖管网上连接有第一集水器，所述供热管网上连接有第二集水器，所述第二集水器与所述热池罐、所述冷暖罐之间的管道上串联有第一压力表、第一流量阀和变频泵；所述变频泵的出口管道上设有第二温度仪表。

进一步地：所述冷暖罐、所述热池罐和所述内循环热泵***均设于所述楼宇的楼顶，所述楼顶上还设有与所述热池罐或所述内循环热泵***连接的太阳能热水***。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的一种楼宇智能冷暖***，通过布设于楼宇中的供热管网和供冷管网，以便将内循环热泵***和储能***所产生的能量传递至楼宇中的各个房间中，通过内循环热泵***与储能***结合的方式，可适用于不同的环境变化，有效保证供能的稳定性和经济性，同时，通过楼宇中的多个微型储能装置用于对各个房间进行能量补充，快速地解决了楼宇中能量分布不均匀的问题，使楼宇有效的成为一个恒温体建筑，提高了能源的利用率和用户的舒适性，并通过智能控制***进行控制，使该楼宇智能冷暖***具有能源利用率高、供能稳定、能量分布均匀和供能及时性高的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的楼宇智能冷暖***的连接结构示意图；

图2为本实用新型实施例中微型储能装置的连接结构示意图。

附图标记：1、楼宇；101、供冷管网；102、供热管网；103、用户；2、储能***；21、冷暖罐；22、热池罐；221、电加热器；222、第一温度仪表；3、微型储能装置；31、储能罐；32、循环泵***；321、蒸发器；322、压缩机；323、冷凝器；324、膨胀阀；33、放热泵；34、第三温度仪表；35、第四温度仪表；4、内循环热泵***；5、控制阀；6、开关阀；7、高温泵；8、补水泵；9、软化水箱；10、自动净化器；11、第一集水器；12、第二集水器；121、调节阀；122、第六温度仪表；123、第二流量阀；13、第一压力表；14、第一流量阀；15、变频泵；16、第二温度仪表；17、板式热交换器；18、进水管；19、第五温度仪表。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参考图1-2所示，本实施例在于提供一种楼宇智能冷暖***，该楼宇智能冷暖***包括：布设于楼宇1中的供冷管网101和供热管网102，用于对供冷管网101、供热管网102供热或供冷的储能***2和内循环热泵***4，多个设于楼宇1中的、与供冷管网101、供热管网102连接的微型储能装置3，以及用于控制储能***2、内循环热泵***4和微型储能装置3工作的智能控制***。其中，储能***2包括：与内循环热泵***4并联设置的冷暖罐21和热池罐22。

本实用新型实施例提供的一种楼宇智能冷暖***，通过布设于楼宇1中的供热管网102和供冷管网101，以便将内循环热泵***4和储能***2所产生的能量传递至楼宇1中的各个房间中，通过内循环热泵***4与储能***2结合的方式，可适用于不同的温度环境变化，有效保证供能的稳定性和经济性，同时，通过楼宇1中的多个微型储能装置3用于对各个房间进行能量补充，快速地解决了楼宇1中能量分布不均匀的问题，使楼宇1有效的成为一个恒温体建筑，并且能够同时实现冷水、热水和暖气的供应，从而提高了能源的利用率和用户103的舒适性，并通过智能控制***进行控制，使该楼宇智能冷暖***具有能源利用率高、供能稳定、能量分布均匀和供能及时性高的优点。

具体地，在本实施例中，微型储能装置3包括：储能罐31和循环泵***32。其中，储能罐31中内置有储能材料，储能材料可以是熔岩、导热油或水，用于蓄冷和储热。其中储能罐31与楼宇1的房间之间的管道上设有放热泵33，放热泵33用于对管道内的水提供动力，每一个微型储能装置3上设有一个第三温度仪表34，用于监控微型储能装置3的温度，每一个房间处设有一个第四温度仪表35，用于监控房间处的温度，以有效监控楼宇1各处的温度以及其能量损耗。

更具体地，在本实施例中，循环泵***32包括：蒸发器321、压缩机322、冷凝器323和膨胀阀324，其中冷凝器323与储能罐31连通，循环泵***32用于蓄冷或蓄热，储能罐31用于对循环泵***32提供的能量进行储备，以供用户103使用。其中，蒸发器321、压缩机322、冷凝器323和膨胀阀324可以设置串联的多组。

在本实施例中，微型储能装置3可与单独布设在楼宇1中的供热管网102和供冷管网101连接，即微型储能装置3单独连接一套供热管网102和供冷管网101，储能***2与内循环热泵***4共同连接一套供热管网102和供冷管网101，这样有利于对楼宇1四周和顶部房间的热负荷分布差异性进行解决。在本实施例中，能源来源主要是通过电能转化而来，但是还包括收集空气能、水源、地热的热量转化而来，将这些低品质或低价值的能量转化为高附加值的能源利用。

优选地：楼宇1的每层楼均设于有多个微型储能装置3，在本实施例中，微型储能装置3每层设置有两个，微型储能装置3主要用于对楼宇1的顶部房间和靠外界环境的四周房间进行冷暖供应。楼宇1的顶部房间和靠近外界环境的四周房间因与外界直接接触，使其能量损失较快，因此需要及时提供补充能量。而微型储能装置3能快速地进行能量补充，且供能行程短，有效的使楼宇1各个房间处于一个恒温状态，以使楼宇1成为一个恒温建筑。在其他本实施例中，微型储能装置3在每层楼设置的数量根据楼宇1的大小进行设置。在其他实施例中，微型储能装置3同样也可以对楼宇1中部的房间进行功能，其中，中部的房间是指除去楼宇1顶部房间和靠近外界环境的四周房间。

具体地，在本实施例中，内循环热泵***4包括：多组并联设置的循环泵***32，该循环泵***32同样包括：蒸发器321、压缩机322、冷凝器323和膨胀阀324。

具体地，在本实施例中，热池罐22内设有电加热器221，电加热器221用于对热池罐22内的水进行加热，其中，在热池罐22上设有第一温度仪表222，第一温度仪表222用于监控热池罐22内的温度。

优选地，在冷暖罐21与热池罐22之间通过管道连接有板式热交换器17，板式热交换器17与冷暖罐21之间的管道上设有控制阀5和开关阀6，板式热交换器17与热池罐22之间的管道上设有高温泵7。其中，开关阀6设置在低温水流入到板式热交换器17的管道上，高温泵7设置在有热池罐22内的高温水流入到板式热交换器17的管道上，控制阀5设置在由板式热交换器17的高温水流出的管道上。其中，开关阀6、控制阀5和高温泵7用于实现储能***2与内循环热泵***4的按能量需求输出，即当开关阀6、控制阀5和高温泵7均关闭时，仅内循环泵***32进行供能输出，反之，储能***2与内循环热泵***4共同供能输出。

具体地，楼宇智能冷暖***还包括：通过管道与冷暖罐21依次连通的补水泵8、软化水箱9和自动净化器10；其中，自动净化器10与进水管18连通，自动净化器10用于初步过来普通自来水中的杂质，软化水箱9用于将普通的自来水通过电子方式进行软化，降低其中的钙镁离子浓度，从而使钙镁离子不会与水中的氢氧根离子与碳酸根离子结合，从而降低了管道内产生水垢的结垢率，有效保证了管道的制热或制冷的效率。冷暖罐21上还设有液位仪表，液位仪表用于监控冷暖罐21内的水位，以便控制补水泵8对冷暖罐21进行补水。在正常情况下，选择谷电时段进行补水，谷电时段补水用于避开城市用水的高峰期。

具体地，在冷暖管网上连接有第一集水器11，在供热管网102上连接有第二集水器12，第一集水器11和第二集水器12主要起蓄水作用。其中，在第二集水器12与热池罐22、冷暖罐21之间的管道上串联有第一压力表13、第一流量阀14和变频泵15；变频泵15的出口管道上设有第二温度仪表16。其中第一压力表13、第一流量阀14、变频泵15和第二温度仪表16用于控制储能***2的供能比例。即在储能***2与内循环热泵***4均在工作时，调整内循环热泵***4的供能量，该供能量与需求量的差值由储能***2提供。

具体地，供热管网102包括供热总管和各供热分管，在第二集水器12与总热总管上设有调节阀121、第六温度仪表122和第二流量阀123，其中，调节阀121、第六温度仪表122和第二流量阀123主要用于控制楼宇1中部的供能需求，与微型储能装置3相互配合，控制楼宇1的整个供能需求，从而有效的保证了楼宇1能量分布的均匀性和稳定性。

在内循环热泵***4的出口管处设有第五温度仪表19，根据第五温度仪表19来控制内循环热泵***4中循环***的运行数量。

具体地，在本实施例中，冷暖罐21、热池罐22和内循环热泵***4均设于楼宇1的楼顶，从而减少占地面积和减少能量传输损失，在楼顶上还设有与热池罐22或内循环热泵***4连接的太阳能热水***，利用太阳能进行加热水，用于节约能源，降低成本。

本实施的楼宇智能冷暖***的工作过程如下：当楼宇1环境温度处于理想区间时(一般指由正常的天气变化引起的温度变化)，关闭储能***2，由内循环热泵***4进行供能。其中控制方式是：根据内循环热泵***4出口管处的第五温度仪表19来控制循环泵***32的运行数量，使循环泵***32处于工作额定工况下运行，此时控制阀5处于全开状态。

当楼宇1环境处于非理想区间时，非理想区间一般指特定时段，调峰时段，极寒天气，非理想区间根据实际情况进行判断。此时，启动储能***2，由内循环热泵***4与储能***2结合进行供能。其中控制方式是：第五温度仪表19处于工作额定工况下运行，下调循环***的供能比例，其与需求量的差值由储能***2提供。其中，变频泵15出口管处的第二温度仪表16控制储能***2的供能比例。在本实施例中，内循环热泵***4供能比例在70％～90％，在该范围内实现的能效比最高，能源利用率最高。

其中，供能原则：气候条件恶劣情况下，楼宇1负荷增加，优先增加储能***2供热，再逐步增加内循环热泵***4中循环泵***32的投运数量，反之在楼宇1负荷降低的情况下，优先关闭储能***2供热，再逐步减少内循环热泵***4中循环泵***32的投运数量。在供暖移峰填谷情况下，楼宇1负荷增加，优先增加内循环热泵***4中循环泵***32的投运数量，然后再增加储能***2供热，反之在楼宇1负荷降低的情况下，优先减少内循环热泵***4中循环泵***32的投运数量，然后再关闭储能***2供热。

在本实施例中，微型储能装置3利用夜间谷电时段的电能作为能源进行储能，其中谷电时段为23：00～次日07：00，在其他实施例中，谷电时段根据不同城市情况进行设置。

在本实施例中，智能控制***为分布式控制***，简称为DCS(DistributedControl System)。DCS用于根据各温度仪表、压力表等采集的数据，以及结合天气情况等来控制储能***2、内循环热泵***4和微型储能装置3的能量输出。在其他实施例中，智能控制***还包括远程工作站或手机终端APP。

本实用新型提供的楼宇智能冷暖***具有以下优点：

1.通过储能***2与内循环热泵***4的耦合，保证了该楼宇智能冷暖***供能的稳定性和安全性，同时也提高了内循环热泵***4的能效比，降低运行和维护成本；

2.通过微型储能装置3，能够实现各个房间室内温度的精准控制，通过微型储能装置3补充室内温度损耗，具有反应速度快，精准的优点，有效的保证了楼宇1处于一个恒温状态；

3.将储能***2、内循环热泵***4设置在楼宇1的楼顶，减少占地和管道布设的成本，并且能够减少能量传输的损失；

4.通过智能控制***，实现分房间控制，有利于提高用户103的体验和舒适性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种楼宇智能冷暖***，其特征在于，包括：

布设于楼宇(1)中的供冷管网(101)和供热管网(102)；

用于对所述供冷管网(101)、所述供热管网(102)供热或供冷的储能***(2)和内循环热泵***(4)；

多个设于所述楼宇(1)中的、与所述供冷管网(101)、所述供热管网(102)连接的微型储能装置(3)；

以及用于控制所述储能***(2)、所述内循环热泵***(4)和所述微型储能装置(3)工作的智能控制***；

所述储能***(2)包括：与所述内循环热泵***(4)并联设置的冷暖罐(21)和热池罐(22)。

2.根据权利要求1所述的一种楼宇智能冷暖***，其特征在于：所述微型储能装置(3)包括：储能罐(31)和循环泵***(32)；所述储能罐(31)中内置有储能材料，所述储能罐(31)与所述楼宇(1)的房间之间的管道上设有放热泵(33)。

3.根据权利要求2所述的一种楼宇智能冷暖***，其特征在于：所述循环泵***(32)包括：蒸发器(321)、压缩机(322)、冷凝器(323)和膨胀阀(324)，所述冷凝器(323)与所述储能罐(31)连通。

4.根据权利要求3所述的一种楼宇智能冷暖***，其特征在于：每层所述楼宇(1)设于有多个所述微型储能装置(3)，所述微型储能装置(3)用于对所述楼宇(1)的顶部房间和靠外界环境的四周房间进行冷暖供应。

5.根据权利要求3所述的一种楼宇智能冷暖***，其特征在于：所述内循环热泵***(4)包括：多组并联的所述循环泵***(32)。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种楼宇智能冷暖***，其特征在于：所述热池罐(22)内设有电加热器(221)，所述热池罐(22)上设有第一温度仪表(222)。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的一种楼宇智能冷暖***，其特征在于：所述冷暖罐(21)与所述热池罐(22)之间通过管道连接有板式热交换器(17)，所述板式热交换器(17)与所述冷暖罐(21)之间的管道上设有控制阀(5)和开关阀(6)，所述板式热交换器(17)与所述热池罐(22)之间的管道上设有高温泵(7)。

8.根据权利要求7所述的一种楼宇智能冷暖***，其特征在于：所述楼宇智能冷暖***还包括：通过管道与所述冷暖罐(21)依次连通的补水泵(8)、软化水箱(9)和自动净化器(10)；所述自动净化器(10)与进水管(18)连通。

9.根据权利要求8所述的一种楼宇智能冷暖***，其特征在于：所述供冷管网(101)上连接有第一集水器(11)，所述供热管网(102)上连接有第二集水器(12)，所述第二集水器(12)与所述热池罐(22)、所述冷暖罐(21)之间的管道上串联有第一压力表(13)、第一流量阀(14)和变频泵(15)；所述变频泵(15)的出口管道上设有第二温度仪表(16)。

10.根据权利要求1所述的一种楼宇智能冷暖***，其特征在于：所述冷暖罐(21)、所述热池罐(22)和所述内循环热泵***(4)均设于所述楼宇(1)的楼顶，所述楼顶上还设有与所述热池罐(22)或所述内循环热泵***(4)连接的太阳能热水***。