[发明专利]太阳能、空气能与电网一体化集中供热及制冷系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能、空气能与电网高层建筑一体化集中供热水及制冷、供暖系统。

背景技术

太阳能是一种取之不尽，用之不竭的清洁能源，具有无噪声、零排放等优点，因此太阳能光伏发电应用范围很广，但是太阳能具有间歇性和随机性，存在太阳能电池占用面积大且所发电量需要储存等问题。目前国内外关于太阳能光伏发电的系统有很多，大致可分为离网和并网两种方式，如果将屋顶小面积太阳能所发电量输入公共电网，不但存在大量技术管理问题，还会影响公共电网安全，因此采用即发即用的并网自用模式较经济且安全。特别是应用在高层建筑上，还存在建筑物顶层面积有限，不能满足太阳能电池面积等问题，而且需要大量蓄电池储存电能，再加上蓄电池在充放电过程中存在着可观的电能损失，以及维护和电池污染等问题，不但使得系统的运行费用增加，且效率大幅降低。

目前高层建筑的供热水系统也有很多，比如每户安装一台家用太阳能热水器；每户阳台式太阳能热水器；集中集热-分户贮水-分户使用的太阳能热水系统(“集-分-分”系统)；但大多存在独立系统多，维修不方便，故障频率高，不易与建筑协调，影响建筑美观，不能实现热水资源共享等问题。集中集热-集中储水-分户使用太阳能热水系统(“集-集-分”系统)可实现热水资源共享，不占用户住房面积，具有维修方便，用户统一管理等优点，但由于供热水管长度过长，热损失过大，热水在输送管道中散热降温，尤其是低区用户需放出大量冷水，造成低区用户多交热水费，易造成物业和用户矛盾等问题。此外，对于目前热水系统的安装没有统一的安装规范，在安装方式上大多处于事后安装、无序安装的状态。由于供热水系统的规格大小不一，没有做整体设计，虽然在供热水装置安装上力求排列整齐.但其对建筑而言仍然是后加构件。因而还是破坏了建筑的整体形象。还有用户用于供暖和制冷的空调系统，也存在独立系统多，占用户住房面积等问题。如果采用集中供暖，也存在复杂繁琐的收费问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种节能低碳的太阳能、空气能与电网一体化集中供热及制冷系统，其使用经济安全，节能节水，可保证全天候、全时段热水供应，满足用户制冷、供暖需求。

解决本发明的技术问题所采用的方案是：太阳能电池组件通过并网逆变器给双源热泵供电，电能不足时，由公共电网补充。双源热泵连通冷冻水箱和加热水箱，两水箱都与补水箱相连，补水箱和自来水管道之间装有净水机(清除自来水中的泥沙以及软化水质，减少对热泵的影响)。加热水箱通过温控电磁阀与恒温热水箱连接，恒温热水箱下部连接有恒温式空气源热泵。冷冻水箱和恒温热水箱均连通用户盘管(用于在不同季节给用户制冷或供暖)，并通过一个循环泵将主管道制冷所用冷水回至双源热泵制冷入水口，供暖所用热水回至恒温热水箱。用户制冷或供暖及管道的回水流向通过在不同季节切换管道上的闸阀实现。恒温热水箱还通过供热水主管道给用户供应热水，并通过一个循环泵将供热水主管道余水抽回至恒温热水箱。供冷暖主管道与各用户盘管间配有用户专属IC卡热量表，供热水主管道与各用户间配备用户专属IC卡计量电子水表，物业管理主机通过通讯设备连接各电子水表。

在系统的安放方面，建筑物屋顶浇有混凝土斜梁，太阳能电池组件铺设在混凝土斜梁上，斜梁下屋顶面积可作为屋顶花园或工作房。并网逆变器、冷冻水箱、加热水箱、双源热泵、恒温热水箱及恒温型空气源热泵均放置在电梯井的承重墙之上。

本发明所述各用户的IC卡计量电子水表具有计量功能，IC卡热量表可记录消耗热量，各表有内置电池，均为非接触式IC卡水表。物业管理主机通过通讯装置和各电子水表进行无线通讯，对用户消费数据进行记录和管理。物业管理主机还连接有发卡充值机和打印机。

在所述各用户的出水管上装有止回阀；供热水和供冷暖主管道及回水管道均使用钢塑复合管，采用优质聚氨酯保温，并用镀锌板材做外防护；热水储水箱为夹层内充有优质聚氨酯保温层的箱体。

本发明所述的集中供热水及制冷、供暖系统各项技术参数优化值为：冷冻水箱水温控制在7℃；恒温型空气源热泵夏季设定在40℃～45℃之间，冬季设定在50～57℃；恒温热水箱由温控电磁阀自动控制水位，冷冻水箱和恒温热水箱均采用优质聚氨酯保温，保温层厚度为50mm～80mm。