[发明专利]一种无碳排放的建筑综合能源及舒适环境的系统以及实现方法

说明书

本发明提供了一种无碳排放的建筑综合能源及舒适环境的系统以及实现方法，其以太阳能为主要能源，以液氨制氢为补充能源为建筑供能并提高环境舒适度，实现了零碳排放，高能效、经济性好，其特征在于：其包括光伏电池，所述光伏电池通过DC‑AC逆变器连接建筑的电网，所述光伏电池还通过DC‑DC变换器连接水电解制氢系统，所述水电解制氢系统连接燃料电池系统，所述燃料电池系统通过DC‑AC逆变器连接建筑的电网，所述燃料电池系统还与液氨催化制氢补能系统连接，所述水电解制氢系统还与储热水箱连接。

技术领域

本发明涉及建筑供能相关技术领域，具体涉及一种无碳排放的建筑综合能源及舒适环境的系统以及实现方法。

背景技术

由于化石能源的大量使用，使得地球气候受到温室效应的巨大影响，这已经开始危及到人类和自然界生物的生存。基于2016年巴黎公约的要求，期望到本世纪末地球温度的升高能控制在1.5℃以内。因此，在人类社会活动的每一个环节都需要减少的化石能源使用。

建筑的供能主要包括供电和供热/冷，如果能采用无碳排放的供电系统，同时又能保证人体的舒适性，而且在经济性上具有相当的竞争力，这无疑会对减排做出巨大的贡献。因此，当前亟需设计一种能够实现无碳排放的建筑综合能源及舒适环境的系统以及设计相应的实现方法。

发明内容

为了解决上述内容中提到的问题，本发明提供了一种无碳排放的建筑综合能源及舒适环境的系统以及实现方法，其以太阳能为主要能源，以液氨制氢为补充能源为建筑供能并提高环境舒适度，实现了零碳排放，高能效、经济性好。

其技术方案是这样的：

一种无碳排放的建筑综合能源及舒适环境的系统，其特征在于：其包括光伏电池，所述光伏电池通过DC-AC逆变器连接建筑的电网，所述光伏电池还通过DC-DC变换器连接水电解制氢系统，所述水电解制氢系统连接燃料电池系统，所述燃料电池系统通过DC-AC逆变器连接建筑的电网，所述燃料电池系统还与液氨催化制氢补能系统连接，所述水电解制氢系统还与储热水箱连接。

进一步的，所述水电解制氢系统包括电解槽，所述电解槽连接DC-DC变换器，所述电解槽还依次与电解槽水-水热交换器、电解槽供水水泵、电解槽水箱连接，所述电解槽还通过氧气除湿器、氧气压缩机连接氧气瓶，所述电解槽还通过氢气除湿器、氢气压缩机连接氢气瓶，所述电解槽水-水热交换器还连接储热水箱。

进一步的，所述液氨催化制氢补能系统包括液氨罐、液氨泵、液氨汽化器、氨气换热器、燃烧器、氨催化反应器、氨气吸附过滤装置。

进一步的，所述燃料电池系统包括燃料电池堆，所述燃料电池堆依次连接空气增湿器、鼓风机、空气过滤器，所述燃料电池堆还连接氢气增湿器，所述氢气增湿器还通过氢气输入管分别与水电解制氢系统和液氨催化制氢补能系统的氢气输出管连接，所述燃料电池堆还连接DC-AC逆变器。

进一步的，所述氢气增湿器还依次连接有电堆水-水热交换器、电堆冷却水泵和电堆水箱，所述电堆水-水热交换器通过热水泵连接电解槽水-水热交换器。

进一步的，所述燃料电池堆还连接燃烧器。

进一步的，基于上述系统的一种无碳排放的建筑综合能源及舒适环境的实现方法，其包括以下模式：白天模式、夜晚模式和室内模式。

进一步的，所述白天模式，其包括以下步骤：

步骤1-1、通过光伏电池和DC-AC逆变器将太阳能转换成交流电输出至建筑的电网，用于供应建筑白天的能耗；

步骤1-2、通过光伏电池和DC-DC变换器将太阳能转换成直流电输出至水电解制氢系统，水电解制氢系统产生氢气和氧气，氢气和氧气被分别压缩到氢气瓶和氧气瓶中存储；

步骤1-3、液氨催化制氢补能系统产生富氢混合气，富氢混合气输入燃料电池系统，燃料电池系统和DC-AC逆变器将交流电输出至建筑的电网，用于补充建筑白天的能耗。