本发明专利技术提出了建筑一体化雨水收集、风光制冷热、跨季多能互补利用系统，包括楼房主体、风力热泵一体机、热水池、冷水池。该系统可以收集光能和风能，首先用来制热、制冷并储存，当风能超出热泵所需时，链接同轴发电机和水泵，进行发电和制备纯净水，然后供给房屋内用电消耗，再多余的电加光伏电可电解水产生氢气储入地下氢气室作为燃料电池发电和厨房燃料使用，当风小风停但光照强烈时，则光伏电将根据预先设定的参数，去开动电动机带压缩机制冷制热或电解水制氢，为房屋提供清洁能源，而且可以利用自然的冷热加上人工机械排放的所谓“废冷”、“废热”等能量在夏季蓄热、冬季蓄冷，供反季节跨季节降温、供暖使用，节约资源，提高能源利用率。
【技术实现步骤摘要】
建筑一体化雨水收集、风光制冷热、跨季多能互补利用系统
本专利技术涉及能源利用
，尤其是涉及建筑一体化雨水收集、风光制冷热、跨季多能互补利用系统。
技术介绍
现有技术对资源和能量的利用只注重需要时再临时去挖掘，例如没水了就打深井，冬季来临再到冷风冷水里面去吸取热能。没有未雨绸缪的事先储存。海绵城市，是新一代城市雨洪管理概念，是指城市在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的“弹性”，也可称之为“水弹性城市”。国际通用术语为“低影响开发雨水系统构建”。下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。这种方式储存的水只注重了水的资源属性，忽视了水还可以蕴含储存巨大能量的能源属性。其实在夏季可以主动的获取更多热能，收集热雨水后还可利用人工阳光、热泵等加热器来获得更热的热水，另外把各种“废热”导入热水池，储存热能供冬季取暖使用。冬季收集了冷雨水后可以将外部冷空气的冷和热泵制热伴生的副产品，实际上却是高能效比制冷排放的“废冷”二冷叠加的“冷能”导入冷水池中，获得高能量密度相变的低温冰、水混合物供夏季降温使用。水源热泵是目前空调系统中能效比(COP值)最高的制冷、制热方式，理论计算可达到7，实际运行为4—6。水源的温度只是对比空气来说“相对恒定”，仍然跟随季节和空气的变化有所变化，不能在当季给出最理想的温差。而配合海绵城市修建的人工冷、热水池人为的加大保持了更大温差，可跨季节反季节直接利用，也让当季辅助运行的热泵机组可充分利用极端温差换热获取最佳能效比，预计运行(COP值)为6--8。地源热泵需要较高的钻井费用，系统在夏季制冷时，将建筑内多余的热量通过压缩机做功，交换到地下岩土层；冬季供暖时，地源热泵通过压缩机做功，将地下热量提取出来，送入室内为建筑供暖。地源热泵排入地下的能量是会对地埋管周围的岩土层造成比较大的温度影响的，所以地源热泵不能仅仅用作一种功能，如果夏季进行了制冷工作，那么冬季就应该进行供暖，这样在冬夏两季排入地下的能量才能达到平衡。简单概括为：向地下排入多少热量，就应该从地下取出多少热量。而我国只有部分中间地带能够这样，其他寒冷和炎热地区做不到冷热均等，若地下换热管路与岩土交换面积小，岩土又被绝热形成了孤岛，势必造成地源热泵系统地下温度失衡，长期利用不可持续。而将清洁能源的利用、换热技术和海绵城市扩展而来的地下保温储水池的有机结合，可以充分的利用大自然的资源、冷热能源实现跨季节供暖和降温使用，达到利用资源、能源、零碳排放的效果，建造费用还相对的较低。但是目前并没有一项技术来实现上述设想。
技术实现思路
本专利技术提出一种建筑一体化冷热雨水收集保温储存和风能光能结合，风力机械不经“发电机—蓄电池--逆变升压—变频器--电动机”等繁杂中间环节的转换，天然变频的风车轴机械能直接带动热泵压缩机制冷制热、储冷储热、降温供暖增强冬暖夏凉效应的跨季节多能互补利用系统。本专利技术的技术方案是这样实现的：建筑一体化雨水收集、风光制冷热、跨季多能互补利用系统，包括楼房主体、风力热泵一体机、热水池、冷水池，所述楼房主体内部底板上安装有楼板地面换热水盘管，所述楼房主体顶部安装有斜坡式屋顶，所述楼房主体顶部中央固定有顶部安装柱，所述顶部安装柱上方通过螺钉和橡胶减震垫固定有所述风力热泵一体机，所述风力热泵一体机内部通过轴承安装有叶轮转轴，所述叶轮转轴两端各通过螺钉固定有一个转动叶轮，两个所述转动叶轮的叶片交错分布，所述楼房主体下方地表以下设置有所述热水池，所述热水池一侧设置有所述冷水池，地表上设置有连通到所述冷水池和所述热水池的雨水漏斗，所述雨水漏斗上下端均通过螺钉固定有雨水过滤网，所述雨水漏斗下端固定有温控闸阀，所述冷水池和所述热水池内壁上通过箍环固定有温度监测器，所述温度监测器的型号为PT100，所述楼房主体外侧壁上通过螺钉固定有换热装置；所述顶部安装柱内部设置有垂直固定的换向转轴，所述换向转轴上端通过两组相互啮合的锥齿轮与所述叶轮转轴传动连接，两个水平设置的锥齿轮下端同轴安装有两个啮合在一起的圆柱齿轮，所述换向转轴上由下往上依次固定有高压柱塞水泵、发电电动机和压缩机，所述换向转轴上端通过棘轮与所述风力热泵一体机的动力输出锥齿轮传动连接，所述换向转轴与所述高压柱塞水泵之间安装有离合器，所述发电电动机和所述温度监测器、所述高压柱塞水泵、所述压缩机电连接；所述换热装置内部通过螺钉固定有第三蒸发器、第二蒸发器、第一蒸发器、第二冷凝器、第一冷凝器，所述压缩机通过回流管道依次连接所述第三蒸发器、所述第二蒸发器、所述第一蒸发器、所述第二冷凝器、所述第一冷凝器，所述压缩机上同样安装有连接所述第三蒸发器、所述第二蒸发器、所述第二冷凝器、所述第一冷凝器的回流管道，所述第一蒸发器和所述第二冷凝器之间的管道上通过管箍安装有节流阀，所述第二蒸发器、所述第二冷凝器一端并联连接在第一进液管上，所述第一进液管下端深入所述冷水池内底部，所述第一进液管上通过管箍安装有小变频水泵，所述第二蒸发器、所述第二冷凝器另一端并联连接在第一回流管上，所述第一回流管连接到所述冷水池内顶部，所述第三蒸发器、所述第一冷凝器一端并联连接在第二进液管上，所述第二进液管下端深入所述热水池内底部，所述第二进液管上同样通过管箍安装有所述小变频水泵，所述第三蒸发器、所述第一冷凝器另一端并联连接在第二回流管上，所述第二回流管连接到所述热水池内顶部。进一步的，所述楼房主体内部安装有控制箱和小蓄电池组，所述控制箱、所述小蓄电池组与所述小变频水泵、所述温度监测器、所述高压柱塞水泵、所述发电电动机、所述压缩机、所述温控闸阀电连接，所述控制箱内安装有用于自动化控制的PLC单片机。进一步的，所述第三蒸发器、所述第二蒸发器、所述第一蒸发器的蒸发压力依次变小/大，且均安装有蒸发压力调节器。进一步的，所述第一蒸发器安装在家用冰箱内。进一步的，所述顶部安装柱下方通过螺钉固定有纯净水储水箱，所述纯净水储水箱内顶部通过螺钉固定有净水滤芯，所述纯净水储水箱上端通过管道与所述高压柱塞水泵相连接，所述高压柱塞水泵通过管道连接所述热水池内部。进一步的，所述楼板地面换热水盘管通过管道并联在所述第一回流管和所述第二回流管之间。进一步的，所述斜坡式屋顶外表面上固定有横向排列热水管的太阳能热水器和覆盖在其上的钙钛矿透明薄膜发电板，所述钙钛矿透明薄膜发电板与所述控制箱、所述小变频水泵、所述高压柱塞水泵、所述压缩机、所述小蓄电池组电连接，所述太阳能热水器上端连接有补水管，所述补水管深入所述热水池内底部，所述补水管上同样通过管箍安装有所述小变频水泵，所述太阳能热水器下端连接有排水管，所述排水管连接到所述热水池内顶部。进一步的，所述楼房主体外侧通过螺钉固定有电解制氢装置，所述电解制氢装置的型号为CHG-20，所述电解制氢装置与所述控制箱、所述钙钛矿透明薄膜发电板、所述发电电动机、所述小蓄电池组电连接，所述电解制氢装置通过管道连接压缩机、储氢室和氢燃料电池发电电堆，所述电解制氢装置通过管道与所述纯净水储水箱连通。进一步的，地面上靠近所述冷水池位置安装有鼓风机，所述鼓风机下方通过法兰固定有深入所述冷水池内部的通风盘管，所述鼓风机与所述控制箱、所述钙钛矿透明薄膜发电板、所述发电电动机电连接。进一步的，所述鼓风本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.建筑一体化雨水收集、风光制冷热、跨季多能互补利用系统，其特征在于：包括楼房主体(1)、风力热泵一体机(3)、热水池(13)、冷水池(11)，所述楼房主体(1)内部底板上安装有楼板地面换热水盘管(16)，所述楼房主体(1)顶部安装有斜坡式屋顶(2)，所述楼房主体(1)顶部中央固定有顶部安装柱(4)，所述顶部安装柱(4)上方通过螺钉和橡胶减震垫固定有所述风力热泵一体机(3)，所述风力热泵一体机(3)内部通过轴承安装有叶轮转轴(36)，所述叶轮转轴(36)两端各通过螺钉固定有一个转动叶轮(37)，两个所述转动叶轮(37)的叶片交错分布，所述楼房主体(1)下方地表以下设置有所述热水池(13)，所述热水池(13)一侧设置有所述冷水池(11)，地表上设置有连通到所述冷水池(11)和所述热水池(13)的雨水漏斗(15)，所述雨水漏斗(15)上下端均通过螺钉固定有雨水过滤网(14)，所述雨水漏斗(15)下端固定有温控闸阀(41)，所述冷水池(11)和所述热水池(13)内壁上通过箍环固定有温度监测器(10)，所述楼房主体(1)外侧壁上通过螺钉固定有换热装置(21)；所述顶部安装柱(4)内部设置有垂直固定的换向转轴(25)，所述换向转轴(25)上端通过两组相互啮合的锥齿轮与所述叶轮转轴(36)传动连接，两个水平设置的锥齿轮下端同轴安装有两个啮合在一起的圆柱齿轮，所述换向转轴(25)上由下往上依次固定有高压柱塞水泵(22)、发电电动机(23)和压缩机(24)，所述换向转轴(25)上端通过棘轮与所述风力热泵一体机(3)的动力输出锥齿轮传动连接，所述换向转轴(25)与所述高压柱塞水泵(22)之间安装有离合器，所述发电电动机(23)和所述温度监测器(10)、所述高压柱塞水泵(22)、所述压缩机(24)电连接；所述换热装置(21)内部通过螺钉固定有第三蒸发器(26)、第二蒸发器(27)、第一蒸发器(28)、第二冷凝器(31)、第一冷凝器(35)，所述压缩机(24)通过回流管道依次连接所述第三蒸发器(26)、所述第二蒸发器(27)、所述第一蒸发器(28)、所述第二冷凝器(31)、所述第一冷凝器(35)，所述压缩机(24)上同样安装有连接所述第三蒸发器(26)、所述第二蒸发器(27)、所述第二冷凝器(31)、所述第一冷凝器(35)的回流管道，所述第一蒸发器(28)和所述第二冷凝器(31)之间的管道上通过管箍安装有节流阀(38)，所述第二蒸发器(27)、所述第二冷凝器(31)一端并联连接在第一进液管(30)上，所述第一进液管(30)下端深入所述冷水池(11)内底部，所述第一进液管(30)上通过管箍安装有小变频水泵(9)，所述第二蒸发器(27)、所述第二冷凝器(31)另一端并联连接在第一回流管(32)上，所述第一回流管(32)连接到所述冷水池(11)内顶部，所述第三蒸发器(26)、所述第一冷凝器(35)一端并联连接在第二进液管(33)上，所述第二进液管(33)下端深入所述热水池(13)内底部，所述第二进液管(33)上同样通过管箍安装有所述小变频水泵(9)，所述第三蒸发器(26)、所述第一冷凝器(35)另一端并联连接在第二回流管(34)上，所述第二回流管(34)连接到所述热水池(13)内顶部。...
【技术特征摘要】
1.建筑一体化雨水收集、风光制冷热、跨季多能互补利用系统，其特征在于：包括楼房主体(1)、风力热泵一体机(3)、热水池(13)、冷水池(11)，所述楼房主体(1)内部底板上安装有楼板地面换热水盘管(16)，所述楼房主体(1)顶部安装有斜坡式屋顶(2)，所述楼房主体(1)顶部中央固定有顶部安装柱(4)，所述顶部安装柱(4)上方通过螺钉和橡胶减震垫固定有所述风力热泵一体机(3)，所述风力热泵一体机(3)内部通过轴承安装有叶轮转轴(36)，所述叶轮转轴(36)两端各通过螺钉固定有一个转动叶轮(37)，两个所述转动叶轮(37)的叶片交错分布，所述楼房主体(1)下方地表以下设置有所述热水池(13)，所述热水池(13)一侧设置有所述冷水池(11)，地表上设置有连通到所述冷水池(11)和所述热水池(13)的雨水漏斗(15)，所述雨水漏斗(15)上下端均通过螺钉固定有雨水过滤网(14)，所述雨水漏斗(15)下端固定有温控闸阀(41)，所述冷水池(11)和所述热水池(13)内壁上通过箍环固定有温度监测器(10)，所述楼房主体(1)外侧壁上通过螺钉固定有换热装置(21)；所述顶部安装柱(4)内部设置有垂直固定的换向转轴(25)，所述换向转轴(25)上端通过两组相互啮合的锥齿轮与所述叶轮转轴(36)传动连接，两个水平设置的锥齿轮下端同轴安装有两个啮合在一起的圆柱齿轮，所述换向转轴(25)上由下往上依次固定有高压柱塞水泵(22)、发电电动机(23)和压缩机(24)，所述换向转轴(25)上端通过棘轮与所述风力热泵一体机(3)的动力输出锥齿轮传动连接，所述换向转轴(25)与所述高压柱塞水泵(22)之间安装有离合器，所述发电电动机(23)和所述温度监测器(10)、所述高压柱塞水泵(22)、所述压缩机(24)电连接；所述换热装置(21)内部通过螺钉固定有第三蒸发器(26)、第二蒸发器(27)、第一蒸发器(28)、第二冷凝器(31)、第一冷凝器(35)，所述压缩机(24)通过回流管道依次连接所述第三蒸发器(26)、所述第二蒸发器(27)、所述第一蒸发器(28)、所述第二冷凝器(31)、所述第一冷凝器(35)，所述压缩机(24)上同样安装有连接所述第三蒸发器(26)、所述第二蒸发器(27)、所述第二冷凝器(31)、所述第一冷凝器(35)的回流管道，所述第一蒸发器(28)和所述第二冷凝器(31)之间的管道上通过管箍安装有节流阀(38)，所述第二蒸发器(27)、所述第二冷凝器(31)一端并联连接在第一进液管(30)上，所述第一进液管(30)下端深入所述冷水池(11)内底部，所述第一进液管(30)上通过管箍安装有小变频水泵(9)，所述第二蒸发器(27)、所述第二冷凝器(31)另一端并联连接在第一回流管(32)上，所述第一回流管(32)连接到所述冷水池(11)内顶部，所述第三蒸发器(26)、所述第一冷凝器(35)一端并联连接在第二进液管(33)上，所述第二进液管(33)下端深入所述热水池(13)内底部，所述第二进液管(33)上同样通过管箍安装有所述小变频水泵(9)，所述第三蒸发器(26)、所述第一冷凝器(35)另一端并联连接在第二回流管(34)上，所述第二回流管(34)连接到所述热水池(13)内顶部。2.根据权利要求1所述的建筑一...
【专利技术属性】
技术研发人员：贡茅，
申请(专利权)人：贡茅，
类型：发明
国别省市：江西,36
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