[實用新型]一種分布式風能/光伏獨立能源驅動的冷熱雙效蓄能空調系統

有效

• 申請號: 201520159962.1
• 申請日: 2015-03-20
• 公開（公告）號: CN204629871U
• 公開（公告）日: 2015-09-09
• 發明（設計）人: 李明;徐永鋒
• 申請（專利權）人: 云南師范大學
• 主分類號: F24F5/00
• 分類號: F24F5/00;F24F13/30;F24F11/00;F24F13/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種分布式風能/光伏獨立能源驅動的冷熱雙效蓄能空調系統，屬于蓄能式空調系統，特別是采用分布式能源驅動的蓄能式制冷與供熱雙效空調系統的設計與制造領域。

背景技術

隨著社會進步與經濟發展，空調已成為人們生活中必不可少的家用電器，尤其在嚴寒的冬季和酷熱的夏季，空調成為人們改善宜居舒適環境的必需品，因此空調也成為家庭中耗電最多的器件。隨著空調的普及使用，國家電網壓力逐年增加，夏季白天和冬季晚上成為用電高峰期。國家電力部門為緩解用電高峰壓力，出臺制定了用電峰谷電價和階梯電價，但是收效頗微，峰值電能消耗屢創記錄，電能供需緊張形勢日趨嚴峻。

為實現電網“移峰填谷”，提高電網負荷率，許多專家學者提出了蓄能式空調系統。現今技術成熟和推廣最多的是冰蓄冷空調供冷系統，在晚上電網負荷低谷期，利用電價便宜時段驅動制冰機滿負荷制冰蓄存冷量，在白天炎熱時將蓄存的冷量釋放供給建筑物空調系統，不僅合理利用電力資源，還降低供冷系統使用成本。現已在大型商場、醫院、學校、寫字樓等建筑廣泛應用。

冰蓄冷空調系統有一定的使用局限性，在常年炎熱無寒冷地區可得以充分使用。但全球范圍內大部分地區是四季分明，冬寒夏熱，冬天需要采暖，夏季需要供冷，在四季分明的地區需要空調和熱泵熱水機組兩套設備用于夏季制冷供冷和冬季制熱供暖，大幅增加了投資與使用成本。且現階段的集中式規劃化應用的蓄能式采暖供冷系統在一些電能供給不足偏遠的高寒山區或炎熱河谷地帶無法使用。

發明內容

為克服現有蓄能式空調供冷系統與熱泵熱水機組采暖供熱系統技術上的不足，本實用新型提供了一種分布式風能/光伏獨立能源驅動的冷熱雙效蓄能空調系統，如圖1所示。實現利用分布式獨立風能/光伏獨立能源系統供能，以增加系統普適性，驅動冷熱雙效蓄能系統夏季高效制冰蓄冷，冬季快速制熱儲熱，然后采用盤管將能量換出供空調使用，采用一套設備實現夏季蓄冰供冷，冬季蓄熱供暖雙效功能。要解決的技術問題為。

1.?分布式風能/光伏獨立能源系統風力發電與光伏發電能量耦合。

2.?冷熱雙效蓄能系統夏季制冰供冷及冬季制熱供熱過程中的蒸發器與冷凝器功能互換。

3.?以增加系統制冷供熱效率及提升能量綜合利用率為目標的系統結構優化。

為解決上訴技術問題，本實用新型的技術方案為。

1.?采用分布式風能/光伏能源系統獨立供能，不僅合理利用豐富的可再生能源資源，減少投資成本，降低使用和維護資金，還能提升系統普適性，有效緩解電網用電高峰期壓力。

分布式風能/光伏能源系統主要由風力發電系統和光伏發電系統組成，風力發電1采用水平軸式交流永磁同步發電機，當風力達到發電機啟動速度時，產生三相交流電能輸出，實現風能到電能轉化。光伏發電采用光伏組件2，通過不同聯接方式將太陽光能轉化為電能。分布式風能/光伏能源系統充分耦合風能和光伏的優點，彌補各自不足，白天光伏組件和風力發電機組共同發電，晚上則利用風力進行發電，可實現24小時不間斷供電，摒棄價格高昂、對環境污染嚴重的蓄電池儲存電能，做到最大程度利用可再生資源。分布式風能/光伏能源系統工作原理圖如圖2所示。

為提升分布式風能/光伏獨立能源系統風力發電與光伏發電能量耦合性，實現獨立能源系統穩定供電，且保證蓄能系統和用能系統不間斷運行。

a.?首先分析冬季采暖與夏季供冷需求，結合地區的太陽能和風力資源對分布式風能/光伏獨立能源系統的匹配性進行設計，在無蓄電池儲能情況下也能達到不間斷供電目標。

b.?采用AC/DC整流濾波控制器3，利用整流濾波技術，將風機發出的不穩定三相交流電平整為穩定的直流輸出，實現與光伏組件產生的直流電無縫耦合疊加。

c.?利用最大功率點的動態跟蹤控制技術，實現在任何風速、輻照度和負載條下均能保證風力發電機組和光伏組件同時工作在各自最大功率點上，采用一個最大功率跟蹤器3同時動態跟蹤風力發電機組1和光伏組件2各自最大功率。采用能量管理控制器4，同時對風力發電機組產生的電能和光伏組件產生的電能進行控制管理，可單獨控制風力發電和光伏發電的能量輸出，也可同時控制兩種電能的疊加輸出。

2.?為解決冷熱雙效蓄能系統夏季制冰供冷及冬季制熱供熱過程中的蒸發器與冷凝器功能互換技術問題。

a.?重新優化設計系統的冷凝器與蒸發器，將冷凝器與蒸發器均設計成形狀相同的管翅式，達到制冷時散熱快，制熱時吸熱快效果。