一种结合浴室废水、废气余热回收的太阳能耦合系统技术方案

本发明专利技术公开了一种废水、废气余热回收的太阳能耦合系统，包括太阳能光伏系统、余热回收机组和空气源热泵机组，所述太阳能光伏系统包括储水单元和储电单元；所述余热回收机组包括废水回收单元、第一废气转换单元、废气回收单元和第二废气转换单元；其中：所述储水单元通过供热水箱将热水送至废水回收单元；所述废水回收单元通过第一废气转换单元利用废水余热将处理过的水送至供热水箱；所述废气回收单元依次通过第二废气转换单元、第一废气转换单元将利用废气余热进行能量交换处理过的水送至蓄水池；所述空气源热泵机组依次通过阀门与供热水箱连接；本发明专利技术实现了以废气、废水余热回收机组、太阳能光伏系统及空气源热泵机组耦合供能的系统，充分利用可回收再利用能源以及可再生能源，大幅提升了能量利用效率。大幅提升了能量利用效率。大幅提升了能量利用效率。

【技术实现步骤摘要】
一种结合浴室废水、废气余热回收的太阳能耦合系统


[0001]本专利技术属于浴室余热回收利用、建筑光伏一体化能源系统
，尤其涉及一种结合废水、废气余热回收的太阳能耦合系统。

技术介绍

[0002]能源作为人类社会生活中赖以生存和发展的重要物质基础，极大地促进了人类社会和经济的发展。国家经济迅速的发展和人民生活水平的提高背后是能源给予了强有力的支撑，针对能源需求量增加以及传统能源的受限问题，主要措施就是开源节流，即开发新能源、节约传统能源。
[0003]生活热水用能中洗浴用水占比增大，能源利用率也最低，针对洗浴废水废气排放量大、余热多、直接排放对环境的影响等问题，提出浴室余热回收再利用有重要意义。
[0004]光伏屋顶是光伏建筑一体化的方式之一，其中光电技术中，太阳能光伏发电技术受地域限制较少，具有安全可靠、低污染、建设期短和维护简便等优点，是最具发展前景的可再生能源技术之一，结合相变储能材料的太阳能电池板可实现太阳能和电能的高效转化，满足清洁能源自发自用的同时可将余电汇入电网。
[0005]空气源热泵系统可实现跨季节贮热的功能，是近几年空调行业工程上推广使用较广的一种节能技术。随着经济和技术的发展，空气源热泵机组越来越多地被应用于空调工程中，空气源热泵使用方便，可充分利用大气环境中的低温能源，能量利用率高。
[0006]本专利技术将余热回收机组、太阳能光伏系统与空气源热泵系统三者有机结合，一方面，将余热回收利用机组与太阳能光伏系统相连接，充分利用余热回收技术及太阳能，大幅提升能量利用效率，还解决了余热对环境造成的污染和对人体健康造成的危害。另一方面，将余热回收利用机组与空气源热泵系统相结合，解决了空气源热泵所存在的热量堆积问题。此外，三者的有机结合还可以同时实现浴室余热回收功能以及供暖、供电、供热水的功能，充分利用低品位热源及可再生能源，为实现低碳转型提供了节能技术。

技术实现思路

[0007]针对现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供浴室余热、PV板与空气源热泵一体的系统。不仅解决了浴室余热对环境造成的污染和对人体健康造成的危害，还解决了空气源热泵所存在的热量堆积问题；此外，还可以同时实现供暖、供电、供热水的功能，充分利用低品位热源以及可再生能源，将浴室废水废气余热、光伏发电技术、空气源热泵系统结合，达到优势互补、合理利用，实现能源梯级利用，提高系统能源利用率的同时兼顾系统稳定性。
[0008]本专利技术采用如下技术方案：
[0009]一种废水、废气余热回收的太阳能耦合系统，包括太阳能光伏系统、余热回收机组和空气源热泵机组，所述太阳能光伏系统包括储水单元和储电单元；所述余热回收机组包括废水回收单元、第一废气转换单元、废气回收单元和第二废气转换单元；其中：所述储水
单元通过供热水箱将热水送至废水回收单元；所述废水回收单元通过第一废气转换单元利用废水余热将处理过的水送至供热水箱；所述废气回收单元依次通过第二废气转换单元、第一废气转换单元将利用废气余热进行能量交换处理过的水送至蓄水池；所述空气源热泵机组依次通过阀门与供热水箱连接。
[0010]进一步，所述储水单元和所述储电单元均包括太阳能光伏组件；所述储水单元还包括温度传感器、电加热器、储水箱、阀门和水泵；所述储电单元还包括蓄电池和逆变器；其中:
[0011]所述太阳能光伏组件依次连接温度传感器、电加热器，所述电加热器的出口与所述储水箱的进水口相连接，储水箱的出水口依次连接水泵、阀门连接至供热水箱，实现供水功能；
[0012]所述太阳能光伏组件依次连接至蓄电池、逆变器，通过供电管路连接至电加热器及水泵用电设备，逆变器出口另一管路与室内的用电设备相连接，实现供电功能。
[0013]进一步，所述废水回收单元包括过滤网、过滤器、除污器、蓄水池、热管式换热器；所述第一废气转换单元包括蒸发器、压缩机、冷凝器、节流阀；其中：
[0014]所述废水回收单元将产生的废水引流至废水回水管道后与所述过滤网的进口处相连接，所述过滤网将废水中的垃圾残渣过滤后，将处理后的废水经过其出口处输送到所述过滤器、除污器、水泵，水泵的出口与蓄水池的进口相连，经过处理后流经热管式换热器的进口处并在其内进行热量交换，从所述热管式换热器的出口处引出管路并依次连接阀门、水泵后与蒸发器的进口处相连接；所述蒸发器的出水处引出管路后与所述压缩机的进水处相连接；所述压缩机的出水处通过管路与所述冷凝器的进水处相连接；从所述冷凝器的出水处引出管路并连接节流阀，冷凝器的出水处另一个管路连接至供热水箱，供热水箱连接至浴室，以此构成一个循环。
[0015]进一步，所述废气回收单元包括过滤器、热管式换热器和温度传感器；所述第二废气单元包括蒸发器、节流阀、压缩机和冷凝器；其中：所述废气回收单元将产生的废气至管道后与所述过滤器的进口处相连接，所述过滤器将废气中的残渣过滤后，将处理后的废气经过其出口处输送到所述热管式换热器的进口处并在其内进行热量交换，从所述热管式换热器的出口处引出管路并依次连接温度传感器、水泵、阀门，阀门出口连接至蒸发器的进水处，从蒸发器的出水处引出管路与所述压缩机的进水处相连接；所述压缩机的出水处通过管路与所述冷凝器的进水处相连接；从所述冷凝器的出水处引出管路并连接节流阀，冷凝器的出水处连接至蓄水池下部。
[0016]进一步，所述太阳能光伏组件包括外层玻璃盖板、空气间层、单晶硅光伏电池组件、翅片管、空气通道、内部围护结构墙体；所述内部围护结构墙体上设置有相变储能材料、大气蓄水器；所述单晶硅光伏电池组件与所述玻璃盖板之间设有空气间层；所述空气间层通道内设置有单晶硅光伏电池组件；所述内部围护结构墙体与所述空气间层之间设有翅片管。
[0017]有益效果
[0018]1、本专利技术的浴室余热回收机组与太阳能耦合，通过构建了以浴室废气、废水余热回收、太阳能光伏系统及空气源热泵系统耦合供能的系统，充分利用可回收再利用能源以及可再生能源，大幅提升了能量利用效率；
[0019]2、本专利技术可同时实现浴室余热回收再利用以及供暖、供电和供热水的功能；
[0020]3、本专利技术的太阳能光伏组件部分，设有相变储能水箱，提高了水箱的蓄热效率；
[0021]4、本专利技术提出在太阳能光伏电池板后设置大气水蓄水器，使用大气水蓄水器带走光伏电池板的热量提供给建筑，太阳能电池的发电量提高15％以上，大幅提高光伏发电与用热效率。
[0022]5、本专利技术废气热回收机组和废水热回收机组均采用热管式换热器，换热器中的隔板使冷热流体完全分开，实现冷、热流体的逆流换热，且管外流动的换热系数远高于管内流动的换热系数，大幅度提高了系统的换热效率；
[0023]6、本专利技术根据季节和时间的不同，系统运行模式分为夏季白天和夜间，实现了不同时间段热水热量的供应需求，实现了可再生能源的最大利用率；
[0024]7、本专利技术利用可回收利用的浴室余热和太阳能，充分利用可回收利用的能源和清洁能源，大幅提升能量的利用率，发挥了可再生能源的优势。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种废水、废气余热回收的太阳能耦合系统，包括太阳能光伏系统、余热回收机组和空气源热泵机组，其特征在于：所述太阳能光伏系统包括储水单元和储电单元；所述余热回收机组包括废水回收单元、第一废气转换单元、废气回收单元和第二废气转换单元；其中：所述储水单元通过供热水箱将热水送至废水回收单元；所述废水回收单元通过第一废气转换单元利用废水余热将处理过的水送至供热水箱；所述废气回收单元依次通过第二废气转换单元、第一废气转换单元将利用废气余热进行能量交换处理过的水送至蓄水池；所述空气源热泵机组依次通过阀门与供热水箱连接。2.根据权利要求1所述的一种废水、废气余热回收的太阳能耦合系统，其特征在于：所述储水单元和所述储电单元均包太阳能光伏部件；所述储水单元还包括温度传感器、电加热器、储水箱、阀门和水泵；所述储电单元还包括蓄电池和逆变器；其中:所述太阳能光伏组件依次连接温度传感器、电加热器，所述电加热器的出口与所述储水箱的进水口相连接，储水箱的出水口依次连接水泵、阀门连接至供热水箱，实现供水功能；所述太阳能光伏组件依次连接至蓄电池、逆变器，通过供电管路连接至电加热器及水泵用电设备，逆变器出口的另一管路与室内的用电设备相连接，实现供电功能。3.根据权利要求1所述的一种废水、废气余热回收的太阳能耦合系统，其特征在于：所述废水回收单元包括过滤网、过滤器、除污器、蓄水池、热管式换热器；所述第一废气转换单元包括蒸发器、压缩机、冷凝器、节流阀；其中：所述废水回收单元将产生的废水引流至废水回水管道后与所述过滤网的进口处相连接，所述过滤网将废水中的垃圾残渣过滤后，将处理后的废水经过其出口处输送到所述过滤器、除污器、水泵，水泵的出口与蓄水池的进口相连，经过处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：于水，刘雪研，黄小玲，安瑞，李思尧，李银宗，
申请(专利权)人：沈阳建筑大学，
类型：发明
国别省市：