一種高層建筑的復(fù)合式能源綜合利用系統(tǒng)及控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種高層建筑的復(fù)合式能源綜合利用系統(tǒng)及控制方法，高層建筑的樓頂部設(shè)有雨水存儲箱、風(fēng)力機(jī)發(fā)電機(jī)、太陽能電池組、太陽能集熱板和熱水水箱；雨水和污水發(fā)電采用兩級發(fā)電以及集水箱式發(fā)電方式，有效地解決系統(tǒng)發(fā)電不連續(xù)問題，提高高層建筑能量回收利用率，集水箱能實(shí)現(xiàn)生活污水處理，有效降低雨水和污水發(fā)電的堵塞及故障率，高效地將風(fēng)能、太陽能、雨水及生活污水機(jī)械能綜合利用起來，既為高層建筑提供穩(wěn)定的電能，也為高層建筑提供連續(xù)采暖以及生活用熱水；采用冬季、夏季和春秋季的運(yùn)行控制模式，確保全天候供暖供熱；采用各種可控閥門、可控開關(guān)對系統(tǒng)進(jìn)行控制，結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠，便于對現(xiàn)有高層建筑進(jìn)行改造。
【專利說明】
一種高層建筑的復(fù)合式能源綜合利用系統(tǒng)及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于高層建筑節(jié)能環(huán)保發(fā)電與水暖循環(huán)供給技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高層建筑的能源綜合利用系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]高層建筑在通風(fēng)、照明、取暖、制冷等方面消耗著大量的電、煤、天然氣等產(chǎn)生溫室效應(yīng)的石化資源，這種依靠石化資源支撐的高層建筑能耗運(yùn)行方式，正面臨著能源枯竭、溫室效應(yīng)等問題，尤其近年來建設(shè)的公共高層建筑、商業(yè)高層建筑都是采用中央空調(diào)的全密封、不開窗結(jié)構(gòu)，因此，如何充分的回收、控制高層建筑能耗、提高高層建筑綠色能源的使用率，已成為當(dāng)前高層建筑急需改善和解決的問題之一。
[0003]無論是商業(yè)、公共還是民用高層建筑一般都擁有一定的高度、樓頂面積大、生活污水量大等特點(diǎn)，利用高層建筑的這些特點(diǎn)，將高層建筑樓頂風(fēng)能、太陽能、雨水連同其生活污水綜合利用起來，可以極大地降低高層建筑對傳統(tǒng)能源的依賴，降低密集人口的峰谷用電問題，還可以解決高層建筑太陽能熱水器難以保證全天候熱水供應(yīng)以及冬天取暖等問題，從而有效的降低高層建筑能耗、改善城市環(huán)境。
[0004]中國專利公開號為CN101846396A、名稱為“高層建筑太陽能和風(fēng)能補(bǔ)熱裝置”的文獻(xiàn)中，公開了一種包括風(fēng)力機(jī)、儲水箱、集熱器、電加熱絲、控制器等的裝置，該裝置解決了熱水供應(yīng)問題，但并沒有利用高層建筑樓頂雨水和生活污水的機(jī)械能，而且沒有考慮系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)冬、夏以及春秋的季節(jié)差別情況。中國專利公開號為CN103471166A、名稱為“一種高層建筑太陽能風(fēng)力綜合利用供水及空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)”的文獻(xiàn)中，公開了一種包括太陽能風(fēng)力熱水發(fā)電系統(tǒng)、分段栗水豎井系統(tǒng)、空調(diào)散熱風(fēng)道系統(tǒng)和控制板等的系統(tǒng)，通過綜合利用各種綠色能源，實(shí)現(xiàn)了高層建筑的節(jié)能，但該系統(tǒng)也沒有考慮高層建筑樓頂雨水以及生活污水能量回收利用問題，沒有考慮高層建筑生活用熱水及采暖供給，并且該系統(tǒng)復(fù)雜，對原有高層建筑改造工程量大。中國專利公開號為CNl 04747357A的文獻(xiàn)中公開了一種利用高層排污水驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，包括聚能蓄水池、排污水的動(dòng)能驅(qū)動(dòng)發(fā)電系統(tǒng)等，將斷斷續(xù)續(xù)生活用水匯集集中后，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)軸上的固定葉輪，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，實(shí)現(xiàn)了高層建筑下水的連續(xù)發(fā)電，但其僅考慮了單一能源的利用，且只設(shè)置了一臺發(fā)電機(jī)，沒有充分利用生活污水的機(jī)械能，也沒有考慮雨水的利用，且沒有考慮生活污水的處理問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的為了克服現(xiàn)有高層建筑的多種綠色能源利用存在的問題，提供了一種高層建筑的復(fù)合式能源綜合利用系統(tǒng)，充分利用高層建筑的特點(diǎn)，高效地將風(fēng)能、太陽能、雨水及生活污水機(jī)械能綜合利用起來，既能為高層建筑提供穩(wěn)定的電能，也能為高層建筑提供連續(xù)采暖以及生活用熱水。同時(shí)，本發(fā)明還提供了該系統(tǒng)的控制方法。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一種高層建筑的復(fù)合式能源綜合利用系統(tǒng)采用的技術(shù)方案是:高層建筑的樓頂部固定設(shè)有雨水存儲箱、風(fēng)力機(jī)發(fā)電機(jī)和太陽能電池組，雨水存儲箱內(nèi)設(shè)有第一液位傳感器，雨水存儲箱底部出水口經(jīng)第一可控閥門與第一污水管頂端連接，第一污水管底端與第一發(fā)電機(jī)入口連接，第一發(fā)電機(jī)出口與集水箱頂部入口連接，高于集水箱頂部的高層建筑的各層第一下水管直接連接第一污水管側(cè)壁，低于集水箱頂部的各層第二下水管連接第二污水管側(cè)壁，第二污水管的頂端從集水箱的側(cè)壁伸入集水箱內(nèi)部、底端連接化糞池;集水箱內(nèi)設(shè)有第二液位傳感器，集水箱的出水口經(jīng)第二可控閥門與位于集水箱外部的排水管頂端連接，排水管下端經(jīng)過第二發(fā)電機(jī)連接第二排污管的底端;第一發(fā)電機(jī)、第二發(fā)電機(jī)、風(fēng)力機(jī)發(fā)電機(jī)和太陽能電池組輸出的電能存儲于蓄電池組中；蓄電池組的輸出端經(jīng)串接的逆變器和第三可控開關(guān)后分三路，第一路經(jīng)第一可控開關(guān)與設(shè)在熱水水箱中的加熱電阻連接，第二路經(jīng)第二可控開關(guān)與負(fù)載連接，第三路連接供暖循環(huán)栗上;高層建筑的樓頂上還設(shè)有太陽能集熱板和熱水水箱，熱水水箱內(nèi)部設(shè)有熱交換器、加熱電阻、溫度傳感器和第三液位傳感器;太陽能集熱板上端出口經(jīng)第五可控閥門與連接熱交換器下端口，熱交換器上端口與太陽能集熱板下端口連接;熱水水箱的頂部出口連接散熱器，散熱器連接熱循環(huán)栗;在熱水水箱側(cè)壁上方經(jīng)第四可控閥門連接生活用熱水出口、側(cè)壁下方經(jīng)第六可控閥門連接自來水補(bǔ)給口；所述第一可控開關(guān)、第二可控開關(guān)、第三可控開關(guān)、第一可控閥門、第二可控閥門、第四可控閥門、第五可控閥門、第六可控閥門、第一發(fā)電機(jī)、第二發(fā)電機(jī)、風(fēng)力機(jī)發(fā)電機(jī)、供暖循環(huán)栗、太陽能集熱板分別通過各自的控制線連接控制器，所述第一液位傳感器、第二液位傳感器、第三液位傳感器、溫度傳感器分別通過各自的信號線連接控制器，控制器經(jīng)信號線連接室外溫度傳感器。
[0007]本發(fā)明一種高層建筑的復(fù)合式能源綜合利用系統(tǒng)的控制方法采用的技術(shù)方案是:其特征是包含以下步驟:
A、第一液位傳感器將所檢測到的雨水存儲箱水的水位信息輸入控制器，當(dāng)雨水存儲箱水的水位高于其總水位的80%時(shí)，控制器控制第一可控閥門開啟，雨水作用于第一發(fā)電機(jī)，第一發(fā)電機(jī)發(fā)電，反之，關(guān)閉第一可控閥門；
B、第二液位傳感器將所檢測到的集水箱中的水位信息輸入控制器，當(dāng)集水箱的水位低于其總水位的40%時(shí)，控制器控制第二可控開關(guān)關(guān)閉；反之，第二可控開關(guān)打開，第二發(fā)電機(jī)發(fā)電；
C、室外溫度傳感器將所檢測到的室外溫度信息傳送到控制器，當(dāng)室外溫度高于15%時(shí)，若熱水水箱中的溫度傳感器所檢測的水溫溫度為45%以上時(shí)，控制器控制第一可控開關(guān)斷開和供暖循環(huán)栗停止運(yùn)行，并控制第四可控閥門開啟；反之，第一可控開關(guān)接通，直到水溫度達(dá)到45?以上時(shí)再斷開；
D、當(dāng)室外溫度低于5%時(shí)，若熱水水箱中的水溫為45?以上時(shí)，控制器控制第一可控開關(guān)斷開和控制供暖循環(huán)栗運(yùn)行，并控制第四可控閥門和第六可控閥門關(guān)閉，反之，接通第一可控開關(guān)接通，直到水溫達(dá)到45?以上再斷開；
E、當(dāng)室外溫度在5-1St3Ci間時(shí)，若熱水水箱中的水溫溫度為45?以上時(shí)，控制器控制第一可控開關(guān)斷開和供熱循環(huán)栗工作，控制第四可控閥門和第六可控閥門打開，反之，接通第一可控開關(guān)，直到水溫達(dá)到45?以上再斷開。
[0008]本發(fā)明采用上述技術(shù)方案后，具有的有益效果是:
I)本發(fā)明利用高層建筑的特點(diǎn)，將風(fēng)能、太陽能綠色能源以及雨水、生活污水回收的機(jī)械能復(fù)合式綜合利用起來，并采用蓄電池組蓄能，可以有效地解決各種能源的隨機(jī)性、不連續(xù)性以及不確定性問題，將各種“劣質(zhì)”能源轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的“優(yōu)質(zhì)”能源，能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)能源的自供應(yīng)，合理地、綜合利用了高層建筑的多種綠色能源，解決了高層建筑生活用熱水以及采暖，回收了高層建筑能量，有效地降低了高層建筑的運(yùn)行能耗，改善了單一綠色環(huán)保能源發(fā)電量少以及不連續(xù)的問題。
[0009]2)本發(fā)明中的雨水和污水發(fā)電采用兩級發(fā)電以及集水箱式發(fā)電方式，可以有效地解決該系統(tǒng)發(fā)電不連續(xù)問題，提高了高層建筑物能量回收利用率，集水箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，不僅初步地實(shí)現(xiàn)生活污水處理、有效降低雨水和污水發(fā)電的堵塞及故障率，還可實(shí)現(xiàn)有機(jī)肥料的回收利用。
[0010]3)本發(fā)明中采用各種可控閥門、可控開關(guān)對系統(tǒng)進(jìn)行控制，結(jié)構(gòu)簡單、成本低、運(yùn)行可靠，便于對現(xiàn)有高層建筑進(jìn)行改造。
[0011]4)本發(fā)明采用冬季、夏季和春秋季的運(yùn)行控制模式，確保了高層建筑綠色能源在全天候供暖供熱。
【附圖說明】
[0012]以下結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明:
圖1是本發(fā)明一種高層建筑的復(fù)合式能源綜合利用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)連接示意圖；
圖中:1.高層建筑;2.過濾網(wǎng)；3.雨水存儲箱;4.第一液位傳感器;5.第一可控閥門；6.下水管A; 7.污水管;8.第一發(fā)電機(jī);9.過濾篩；10.集水箱；11.第二液位傳感器；12.第二可控閥門；13.污泥密度傳感器;14.第三可控閥門；15.下水管B; 16.排污管；17.化糞池；18.排水管；19.第二發(fā)電機(jī);20.第一整流器;21.風(fēng)力發(fā)電機(jī);22.第二整流器;23.室外溫度傳感器;24.太陽能電池組;25.太陽能集熱板;26.控制器;27.手動(dòng)閥門；28.第四可控閥門；29.熱交換器;30.熱水水箱;31.溫度傳感器;32.第五可控閥門；33.供暖循環(huán)栗;34.第一可控開關(guān);35.第六可控閥門；36.第三液位傳感器;37.加熱電阻；38.負(fù)載;39.直流穩(wěn)壓器;40.電壓表;41.第二可控開關(guān);42.蓄電池組;43.逆變器;44.第三可控開關(guān);45.第四可控開關(guān)；46.散熱器。
【具體實(shí)施方式】
[0013]如圖1所示的高層建筑的復(fù)合式能源綜合利用系統(tǒng)，在高層建筑I的樓頂部固定設(shè)置雨水存儲箱3，雨水存儲箱3的頂部入水口高出高層建筑I樓頂約30cm。在雨水存儲箱3上方安裝過濾網(wǎng)2，樓頂匯集的雨水通過過濾網(wǎng)2進(jìn)入雨水存儲箱3中。雨水存儲箱3內(nèi)壁安裝有第一液位傳感器4，雨水存儲箱3的底部出水口經(jīng)第一可控閥門5與第一污水管7頂端連接。第一污水管7底端與第一發(fā)電機(jī)8入口連接，第一發(fā)電機(jī)8出口通過管道與集水箱10頂部入口連接。集水箱10安裝在距地面5-7m的地方，位于第一污水管7下方。
[0014]高層建筑I的每層都有排水管，該排水管稱為下水管，高于集水箱10頂部的各層排水管為第一下水管6，第一下水管6在集水箱10的上方，各層的第一下水管6都從上至下依次地直接連接在第一污水管7的側(cè)壁上，與第一污水管7相通。低于集水箱10頂部的各層排水管為第二下水管15，第二下水管15在集水箱10的旁側(cè)和下方，各層的第二下水管15均依次連接在第二污水管16的側(cè)壁上。第二污水管16的頂端從集水箱10的側(cè)壁伸入集水箱10內(nèi)部，第二排污管16的底端連接在化糞池17的頂部入口。
[0015]集水箱10的頂面水平布置，集水箱10內(nèi)的上部空間中設(shè)有傾斜的過濾篩9，過濾篩9的上端進(jìn)口位于集水箱10頂部入口的正下方，過濾篩9的下端出口與第二排污管16頂端連接。在集水箱10內(nèi)的中部安裝第二液位傳感器U。集水箱10底面是傾斜面，傾斜底面的上方是出水口，傾斜底面的下方是污物出口。集水箱1的出水口經(jīng)第二可控閥門12與位于集水箱10外部的排水管18頂端連接，排水管18下端經(jīng)過第二發(fā)電機(jī)19后連接第二排污管16的底端。集水箱10底部的污物出口經(jīng)第三可控閥門14與第二排污管16頂端連接，在集水箱10底部安裝污泥密度傳感器13。從集水箱10中分離、沉淀的固態(tài)、半固態(tài)污物連同第二下水管15流出的生活污水一同進(jìn)入化糞池17中。
[0016]第一發(fā)電機(jī)8和第二發(fā)電機(jī)19分別經(jīng)電線連接第一整流器20，向第一整流器20輸入電能。
[0017]在高層建筑I的樓頂或側(cè)面安裝風(fēng)力機(jī)發(fā)電機(jī)21，風(fēng)力機(jī)發(fā)電機(jī)21要高出樓頂面3m以上的距離，風(fēng)力機(jī)發(fā)電21既可為水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，也可為垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，一般情況是多臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)的組合，風(fēng)力發(fā)電機(jī)21發(fā)出經(jīng)電線與第二整流器22連接，向第二整流器22輸出電能。
[0018]在高層建筑I的樓頂還安裝太陽能電池組24，太陽能電池組24的輸出端連接直流穩(wěn)壓器39的輸入端。第一整流器20和第二整流器22的輸出端均連接直流穩(wěn)壓器39的輸入端，直流穩(wěn)壓器39的輸出端連接蓄電池組42的輸入端，這樣，將風(fēng)能、太陽能、雨水及生活污水產(chǎn)生的電能存儲于蓄電池組42。在蓄電池組42上安裝電壓表40，用以檢測蓄電池組42電壓。蓄電池組42的輸出端連接逆變器43，逆變器43的輸出端連接第三可控開關(guān)44，蓄電池組42輸出的電能經(jīng)串接的逆變器43和第三可控開關(guān)44后分三路:第一路經(jīng)第一可控開關(guān)34與安裝在熱水水箱30下部的加熱電阻37連接，第二路經(jīng)第二可控開關(guān)41與負(fù)載38連接，第三路直接連接到供暖循環(huán)栗33上。同時(shí)，電網(wǎng)通過第四可控開關(guān)45并接于逆變器43的輸出端，可根據(jù)情況向本裝置補(bǔ)充供電。
[0019]在高層建筑I的樓頂上還安裝太陽能集熱板25和熱水水箱30，在熱水水箱30內(nèi)部的中間位置安裝有熱交換器29、內(nèi)部的下部安裝有加熱電阻37、內(nèi)部的內(nèi)側(cè)壁上還安裝有溫度傳感器31和第三液位傳感器36。太陽能集熱板25的上端出口經(jīng)第五可控閥門32與熱水水箱30中的熱交換器29下端口連接，熱交換器29上端口與太陽能集熱板25下端口連接，實(shí)現(xiàn)熱水水箱水30的循環(huán)加熱。熱水水箱30中的加熱電阻37外部接線端通過第一可控開關(guān)34與蓄電池組42連接。熱水水箱30的頂部出口通過管道與多個(gè)散熱器46連接，各個(gè)散熱器46采用串聯(lián)連接，最后一個(gè)散熱器46的終端出口經(jīng)熱循環(huán)栗33與熱水水箱30同側(cè)下端的入水口連接，實(shí)現(xiàn)循環(huán)供暖。在熱水水箱30的側(cè)壁上方還設(shè)有生活用熱水出口，生活用熱水出口經(jīng)第四可控閥門28供給如洗浴等生活用熱水。在熱水水箱30的側(cè)壁下方還設(shè)有自來水補(bǔ)給口，自來水供水管通過第六可控閥門35與之相連，同時(shí)自來水供水管還通過手動(dòng)閥門27連接在熱交換器29上端口與太陽能集熱板25下端出口之間，開啟第六可控閥門35時(shí)，給熱水水箱30內(nèi)補(bǔ)充自來水，開啟手動(dòng)閥門27，給太陽能集熱板25補(bǔ)水。
[0020]在高層建筑I的樓頂上或者在室外其他位置處安裝室外溫度傳感器23，室外溫度傳感器23通過信號線連接控制器26，將所檢測的室外溫度信號傳送給控制器26。
[0021]第一可控開關(guān)34、第二可控開關(guān)41、第三可控開關(guān)44、第四可控開關(guān)45、第一可控閥門5、第二可控閥門12、第三可控閥門14、第四可控閥門28、第五可控閥門32、第六可控閥門35這些所有的可控開關(guān)和可控閥門分別通過各自的控制線連接控制器26，由控制器26控制各個(gè)可控開關(guān)以及各個(gè)可控閥門的開合。
[0022]第一液位傳感器4、第二液位傳感器11、第三液位傳感器36、污泥密度傳感器13、溫度傳感器31、電壓表40分別通過各自的信號線連接控制器26，將各自所檢測的信號輸入控制器26。
[0023]第一發(fā)電機(jī)8、第二發(fā)電機(jī)19、風(fēng)力機(jī)發(fā)電機(jī)21、供暖循環(huán)栗33、太陽能集熱板25分別通過各自的控制線連接控制器26，由控制器26控制其工作。
[0024]本發(fā)明系統(tǒng)在工作時(shí)，由控制器26控制整個(gè)系統(tǒng)的能源綜合利用，具體如下:
第一液位傳感器4將所檢測到的雨水存儲箱水3的水位信息輸入控制器26，控制器26對該信息進(jìn)行處理，當(dāng)雨水存儲箱水3的水位高于其總水位的80%時(shí)，控制器26控制第一可控閥門5開啟，雨水存儲箱水3開始排水，雨水經(jīng)第一污水管7下落后進(jìn)入到集水箱10，同時(shí)作用于第一發(fā)電機(jī)8，第一發(fā)電機(jī)8發(fā)電，其電能由蓄電池組42存儲。當(dāng)雨水存儲箱水3的水位等于或低于總水位的80%時(shí)，控制器26關(guān)閉第一可控閥門5，停止向第一污水管7和集水箱10排水。
[0025 ]第二液位傳感器11將所檢測到的集水箱1中的水位信息輸入控制器26，控制器26對該信息進(jìn)行處理，集水箱10的水位低于其總水位的40%時(shí)，控制器26控制第二可控開關(guān)12關(guān)閉，使集水箱10處于蓄水狀態(tài)，第二發(fā)電機(jī)19停止發(fā)電。反之，當(dāng)集水箱10的水位等于或高于其總水位的40%時(shí)，控制器26控制第二可控開關(guān)12打開，集水箱10排水，第二發(fā)電機(jī)19處于發(fā)電狀態(tài)。
[0026]當(dāng)檢測集水箱10中水位持續(xù)2小時(shí)以上不變時(shí)，可能過濾篩9堵塞，阻礙集水箱10中進(jìn)水，因此，控制器26直接控制第一可控閥門5開啟，讓雨水存儲箱3中的雨水對過濾篩9進(jìn)行沖洗，沖洗2分鐘后，控制第一可控閥門5關(guān)閉。
[0027]集水箱1中的污泥密度傳感器13將所檢測到的密度信息輸入控制器26，當(dāng)污泥密度大于2000kg/m3時(shí)，控制器26控制第三可控閥門14開啟，將集水箱10底部的污泥排入第二排污管16，最終進(jìn)入化糞池17。
[0028]室外溫度傳感器23將所檢測到的室外溫度信息傳送到控制器26，當(dāng)室外溫度高于15%時(shí)，說明室外溫度較高，本發(fā)明系統(tǒng)則開啟夏季控制模式。此時(shí)，熱水水箱30中的溫度傳感器31將所檢測的水溫信息傳送到控制器26，若水溫溫度為45%以上時(shí)，控制器26控制第一可控開關(guān)34斷開，加熱電阻37停止對熱水水箱30中的水加熱，同時(shí)控制供暖循環(huán)栗33停止運(yùn)行，終止循環(huán)供暖，并控制第四可控閥門28開啟，可向高層建筑I的住戶提供生活用熱水。在第四可控閥門28開啟直至設(shè)定時(shí)間之后，控制第六可控閥門35打開，使自來水給熱水水箱30補(bǔ)充系統(tǒng)水量。反之，若熱水水箱30中的水溫溫度等于或小于45?時(shí)，控制器26控制第一可控開關(guān)34接通，蓄電池組42向加熱電阻37供電加熱，直到水溫度達(dá)到45?以上時(shí)，再斷開第一可控開關(guān)34。
[0029]當(dāng)室外溫度傳感器23檢測到的室外溫度低于5%時(shí)，本發(fā)明系統(tǒng)則開啟冬季控制模式。此時(shí)，若熱水水箱30中的水溫為45%以上時(shí)，控制器26控制第一可控開關(guān)34斷開，但控制供暖循環(huán)栗33運(yùn)行，并控制第四可控閥門28、第六可控閥門35關(guān)閉，系統(tǒng)給高層建筑I的散熱片46提供熱水，進(jìn)行采暖。若熱水水箱30中的水溫溫度等于或低于45%時(shí)，控制器26控制第一可控開關(guān)34接通，加熱電阻37加熱，直到熱水水箱30溫度達(dá)到45?以上時(shí)再斷開。
[0030]在室外溫度傳感器23檢測到室外溫度在5-15%之間時(shí)，本發(fā)明系統(tǒng)則開啟春秋控制模式。此時(shí)，若熱水水箱30中的水溫溫度為45%以上時(shí)，控制器26控制第一可控開關(guān)34斷開，但控制供熱循環(huán)栗33工作，同時(shí)控制第四可控閥門28和第六可控閥門35打開，此時(shí)系統(tǒng)即可向住戶提供生活用熱水也可供暖。若熱水水箱30中的水溫溫度等于或小于45?時(shí)，控制器26控制第一可控開關(guān)34接通，蓄電池組42向加熱電阻37供電加熱，直到溫度達(dá)到45°C以上再斷開第一可控開關(guān)34。
[0031]本發(fā)明系統(tǒng)無論是開啟在春夏秋冬哪種控制模式，電壓表40都將檢測的蓄電池組42的電壓信號輸入控制器26，當(dāng)蓄電池組42的電壓低于蓄電池組42總電壓的35%時(shí)，控制器26斷開第三可控開關(guān)44，并接通第四可控開關(guān)45，由電網(wǎng)向系統(tǒng)供電，直到風(fēng)能、太陽能、雨水及生活污水產(chǎn)生的電能使電壓表40檢測到蓄電池組42的電壓大于總電壓的40%后，控制器26控制接通第三可控開關(guān)44、斷開第四可控開關(guān)45 ο若電壓表40顯示充滿狀態(tài)，控制器26控制接通第二可控開關(guān)41，向負(fù)載38供電，直到蓄電池組42的電壓低于總電壓的85%再關(guān)閉第二可控開關(guān)41。只要熱水水箱30中的液位傳感器36顯示熱水水箱30的水位低于水箱總水位的90%，控制器26就會(huì)控制第六可控閥門35開啟，對熱水水箱30補(bǔ)水，直到熱水水箱30水位達(dá)到總水位的90%后，關(guān)閉第六可控閥門35。
[0032]在檢修太陽能集熱板25時(shí)，控制器26控制第五可控閥門32關(guān)閉，同時(shí)關(guān)閉手動(dòng)閥門27。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高層建筑的復(fù)合式能源綜合利用系統(tǒng)，高層建筑的樓頂部固定設(shè)有雨水存儲箱(3)、風(fēng)力機(jī)發(fā)電機(jī)(21)和太陽能電池組(24)，雨水存儲箱(3)內(nèi)設(shè)有第一液位傳感器(4)，其特征是: 雨水存儲箱(3)底部出水口經(jīng)第一可控閥門(5)與第一污水管(7)頂端連接，第一污水管(7)底端與第一發(fā)電機(jī)(8)入口連接，第一發(fā)電機(jī)(8)出口與集水箱(10)頂部入口連接，高于集水箱(10)頂部的高層建筑的各層第一下水管(6)直接連接第一污水管(7)側(cè)壁，低于集水箱(10)頂部的各層第二下水管(15)連接第二污水管(16)側(cè)壁，第二污水管(16)的頂端從集水箱(1 )的側(cè)壁伸入集水箱(10 )內(nèi)部、底端連接化糞池(17);集水箱(10 )內(nèi)設(shè)有第二液位傳感器(11)，集水箱(10)的出水口經(jīng)第二可控閥門(12)與位于集水箱(10)外部的排水管(18)頂端連接，排水管(18)下端經(jīng)過第二發(fā)電機(jī)(19)連接第二排污管(16)的底端;第一發(fā)電機(jī)(8)、第二發(fā)電機(jī)(19)、風(fēng)力機(jī)發(fā)電機(jī)(21)和太陽能電池組(24)輸出的電能存儲于蓄電池組(42);蓄電池組(42)的輸出端經(jīng)串接的逆變器(43)和第三可控開關(guān)(44)后分三路，第一路經(jīng)第一可控開關(guān)(34)與設(shè)在熱水水箱(30)中的加熱電阻(37)連接，第二路經(jīng)第二可控開關(guān)(41)與負(fù)載(38)連接，第三路連接供暖循環(huán)栗(33)上；高層建筑的樓頂上還設(shè)有太陽能集熱板(25)和熱水水箱(30)，熱水水箱(30)內(nèi)部設(shè)有熱交換器(29)、加熱電阻(37)、溫度傳感器(31)和第三液位傳感器(36);太陽能集熱板(25 )上端出口經(jīng)第五可控閥門(32 )與連接熱交換器(29)下端口，熱交換器(29)上端口與太陽能集熱板(25)下端口連接;熱水水箱(30)的頂部出口連接散熱器(46)，散熱器(46)連接熱循環(huán)栗(33);在熱水水箱(30)側(cè)壁上方經(jīng)第四可控閥門(28)連接生活用熱水出口、側(cè)壁下方經(jīng)第六可控閥門(35)連接自來水補(bǔ)給口；所述第一可控開關(guān)(34)、第二可控開關(guān)(41)、第三可控開關(guān)(44)、第一可控閥門(5)、第二可控閥門(12)、第四可控閥門(28)、第五可控閥門(32)、第六可控閥門(35)、第一發(fā)電機(jī)(8)、第二發(fā)電機(jī)(19)、風(fēng)力機(jī)發(fā)電機(jī)(21)、供暖循環(huán)栗(33)以及太陽能集熱板(25)分別通過各自的控制線連接控制器(26)，所述第一液位傳感器(4)、第二液位傳感器(11)、第三液位傳感器(36)以及溫度傳感器(31)分別通過各自的信號線連接控制器(26)，控制器(26)經(jīng)信號線連接室外溫度傳感器(23)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高層建筑的復(fù)合式能源綜合利用系統(tǒng)，其特征是:集水箱(10)內(nèi)的上部空間中設(shè)有傾斜的過濾篩(9)，過濾篩(9)的上端進(jìn)口位于集水箱(10)頂部入口的正下方，過濾篩(9)的下端出口與第二排污管(16)頂端連接;集水箱(10)底面是傾斜面，傾斜底面的上方是出水口，傾斜底面的下方是污物出口，污物出口經(jīng)第三可控閥門(14)與第二排污管(16)頂端連接，集水箱(10)底部設(shè)有污泥密度傳感器(13)，第三可控閥門(14)和污泥密度傳感器(13)分別連接于控制器(26)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高層建筑的復(fù)合式能源綜合利用系統(tǒng)，其特征是:第一發(fā)電機(jī)(8)和第二發(fā)電機(jī)(19)分別經(jīng)電線連接第一整流器(20)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)(21)經(jīng)電線連接第二整流器(22)，第一整流器(20)和第二整流器(22)的輸出端均經(jīng)直流穩(wěn)壓器(39)連接蓄電池組(42)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高層建筑的復(fù)合式能源綜合利用系統(tǒng)，其特征是:熱水水箱(30)經(jīng)第六可控閥門(35)與自來水供水管相連，自來水供水管通過手動(dòng)閥門(27)連接于熱交換器(29)上端口和太陽能集熱板(25)下端出口之間。5.—種如權(quán)利要求1所述高層建筑的復(fù)合式能源綜合利用系統(tǒng)的控制方法，其特征是包含以下步驟: A、第一液位傳感器(4)將所檢測到的雨水存儲箱水(3)的水位信息輸入控制器(26)，當(dāng)雨水存儲箱水(3)的水位高于其總水位的80%時(shí)，控制器(26)控制第一可控閥門(5)開啟，雨水作用于第一發(fā)電機(jī)(8)，第一發(fā)電機(jī)(8)發(fā)電，反之，關(guān)閉第一可控閥門(5); B、第二液位傳感器(11)將所檢測到的集水箱(10)的水位信息輸入控制器(26)，當(dāng)集水箱(10)的水位低于其總水位的40%時(shí)，控制器(26)控制第二可控開關(guān)(12)關(guān)閉；反之，打開第二可控開關(guān)(12)，第二發(fā)電機(jī)(19)發(fā)電； C、室外溫度傳感器(23)將所檢測到的室外溫度信息傳送到控制器(26)，當(dāng)室外溫度高于15?時(shí)，若溫度傳感器(31)所檢測的水溫溫度為45?以上時(shí)，控制器(26)控制第一可控開關(guān)(34)斷開和供暖循環(huán)栗(33)停止運(yùn)行，并控制第四可控閥門(28)開啟；反之，接通第一可控開關(guān)(34)直到水溫度達(dá)到45?以上時(shí)再斷開； D、當(dāng)室外溫度低于5%時(shí)，若熱水水箱(30)中的水溫為45%以上時(shí)，控制器(26)控制第一可控開關(guān)(34)斷開和控制供暖循環(huán)栗(33)運(yùn)行，并控制第四可控閥門(28)和第六可控閥門(35)關(guān)閉，反之，接通第一可控開關(guān)(34)直到水溫達(dá)到45?以上再斷開； E、當(dāng)室外溫度在5-15%之間時(shí)，若熱水水箱(30)中的水溫溫度為45%以上時(shí)，控制器(26)控制第一可控開關(guān)(34)斷開和供熱循環(huán)栗(33)工作，控制第四可控閥門(28)和第六可控閥門(35)打開，反之，接通第一可控開關(guān)(34)直到水溫達(dá)到45?以上再斷開。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制方法，其特征是:步驟C、D或E中，將逆變器(43)輸出端經(jīng)第四可控開關(guān)(45)連接電網(wǎng)，在蓄電池組(42)上安裝電壓表(40)，電壓表(40)將檢測的蓄電池組(42)的電壓信號輸入控制器(26)，當(dāng)電壓低于蓄電池組(42)總電壓的35%時(shí)，控制器(26)斷開第三可控開關(guān)(44)并接通第四可控開關(guān)(45)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制方法，其特征是:若電壓表(40)顯示蓄電池組(42)在充滿狀態(tài)，控制器(26)控制接通第二可控開關(guān)(41)直到電壓低于總電壓的85%再關(guān)閉。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制方法，其特征是:步驟C、D或E中，當(dāng)液位傳感器(36)檢測到熱水水箱(30)的水位低于水箱總水位的90%時(shí)，控制器(26)控制第六可控閥門(35)開啟直到熱水水箱(30 )水位達(dá)到總水位的90%后關(guān)閉。9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制方法，其特征是:步驟C中，在控制第四可控閥門(28)開啟直至設(shè)定時(shí)間后，控制第六可控閥門(35)打開。
【文檔編號】E03B7/07GK106091094SQ201610391381
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月6日 公開號201610391381.X, CN 106091094 A, CN 106091094A, CN 201610391381, CN-A-106091094, CN106091094 A, CN106091094A, CN201610391381, CN201610391381.X
【發(fā)明人】李富柱, 郭玉琴, 陳士安, 劉紅霞
【申請人】江蘇大學(xué)