[实用新型]一种分布式风能/光伏独立能源驱动的冷热双效蓄能空调系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种分布式风能/光伏独立能源驱动的冷热双效蓄能空调系统，属于蓄能式空调系统，特别是采用分布式能源驱动的蓄能式制冷与供热双效空调系统的设计与制造领域。

背景技术

随着社会进步与经济发展，空调已成为人们生活中必不可少的家用电器，尤其在严寒的冬季和酷热的夏季，空调成为人们改善宜居舒适环境的必需品，因此空调也成为家庭中耗电最多的器件。随着空调的普及使用，国家电网压力逐年增加，夏季白天和冬季晚上成为用电高峰期。国家电力部门为缓解用电高峰压力，出台制定了用电峰谷电价和阶梯电价，但是收效颇微，峰值电能消耗屡创记录，电能供需紧张形势日趋严峻。

为实现电网“移峰填谷”，提高电网负荷率，许多专家学者提出了蓄能式空调系统。现今技术成熟和推广最多的是冰蓄冷空调供冷系统，在晚上电网负荷低谷期，利用电价便宜时段驱动制冰机满负荷制冰蓄存冷量，在白天炎热时将蓄存的冷量释放供给建筑物空调系统，不仅合理利用电力资源，还降低供冷系统使用成本。现已在大型商场、医院、学校、写字楼等建筑广泛应用。

冰蓄冷空调系统有一定的使用局限性，在常年炎热无寒冷地区可得以充分使用。但全球范围内大部分地区是四季分明，冬寒夏热，冬天需要采暖，夏季需要供冷，在四季分明的地区需要空调和热泵热水机组两套设备用于夏季制冷供冷和冬季制热供暖，大幅增加了投资与使用成本。且现阶段的集中式规划化应用的蓄能式采暖供冷系统在一些电能供给不足偏远的高寒山区或炎热河谷地带无法使用。

发明内容

为克服现有蓄能式空调供冷系统与热泵热水机组采暖供热系统技术上的不足，本实用新型提供了一种分布式风能/光伏独立能源驱动的冷热双效蓄能空调系统，如图1所示。实现利用分布式独立风能/光伏独立能源系统供能，以增加系统普适性，驱动冷热双效蓄能系统夏季高效制冰蓄冷，冬季快速制热储热，然后采用盘管将能量换出供空调使用，采用一套设备实现夏季蓄冰供冷，冬季蓄热供暖双效功能。要解决的技术问题为。

1. 分布式风能/光伏独立能源系统风力发电与光伏发电能量耦合。

2. 冷热双效蓄能系统夏季制冰供冷及冬季制热供热过程中的蒸发器与冷凝器功能互换。

3. 以增加系统制冷供热效率及提升能量综合利用率为目标的系统结构优化。

为解决上诉技术问题，本实用新型的技术方案为。

1. 采用分布式风能/光伏能源系统独立供能，不仅合理利用丰富的可再生能源资源，减少投资成本，降低使用和维护资金，还能提升系统普适性，有效缓解电网用电高峰期压力。

分布式风能/光伏能源系统主要由风力发电系统和光伏发电系统组成，风力发电1采用水平轴式交流永磁同步发电机，当风力达到发电机启动速度时，产生三相交流电能输出，实现风能到电能转化。光伏发电采用光伏组件2，通过不同联接方式将太阳光能转化为电能。分布式风能/光伏能源系统充分耦合风能和光伏的优点，弥补各自不足，白天光伏组件和风力发电机组共同发电，晚上则利用风力进行发电，可实现24小时不间断供电，摒弃价格高昂、对环境污染严重的蓄电池储存电能，做到最大程度利用可再生资源。分布式风能/光伏能源系统工作原理图如图2所示。

为提升分布式风能/光伏独立能源系统风力发电与光伏发电能量耦合性，实现独立能源系统稳定供电，且保证蓄能系统和用能系统不间断运行。

a. 首先分析冬季采暖与夏季供冷需求，结合地区的太阳能和风力资源对分布式风能/光伏独立能源系统的匹配性进行设计，在无蓄电池储能情况下也能达到不间断供电目标。

b. 采用AC/DC整流滤波控制器3，利用整流滤波技术，将风机发出的不稳定三相交流电平整为稳定的直流输出，实现与光伏组件产生的直流电无缝耦合叠加。

c. 利用最大功率点的动态跟踪控制技术，实现在任何风速、辐照度和负载条下均能保证风力发电机组和光伏组件同时工作在各自最大功率点上，采用一个最大功率跟踪器3同时动态跟踪风力发电机组1和光伏组件2各自最大功率。采用能量管理控制器4，同时对风力发电机组产生的电能和光伏组件产生的电能进行控制管理，可单独控制风力发电和光伏发电的能量输出，也可同时控制两种电能的叠加输出。

2. 为解决冷热双效蓄能系统夏季制冰供冷及冬季制热供热过程中的蒸发器与冷凝器功能互换技术问题。

a. 重新优化设计系统的冷凝器与蒸发器，将冷凝器与蒸发器均设计成形状相同的管翅式，达到制冷时散热快，制热时吸热快效果。