一种楼宇能源管理系统及基于楼宇的能源管理的方法

技术领域

本发明涉及节能环保技术领域，尤其涉及楼宇能源管理系统及基于楼宇的能源管理的方法。

背景技术

目前，在城市化快速发展的形势下，能源消耗和排放问题日趋严重，而高层建筑作为城市化的标志性之一，人们在居家生活中，每天都会倒掉很多废水，据不完全统计，一个家庭平均每天会倒掉0.5吨水，一层楼如果按10户家庭计算，1天会消耗5吨水，如果一栋楼有12层，则在一天内此楼浪费的水大约是60吨。同时，雨水作为全世界的共同自然资源，在进行收集的过程中存在着成本低、浪费少以及污染小等多方面的优势。目前的雨水收集及再利用主要是指雨水再利用、蓄渗、缓排。目前的废水和雨水回收，通常将可利用的污废水处理到非饮用水的标标准，用于便器的冲洗，地面、汽车淸洗，绿化浇洒，消防，工业普通用水等，这类水通常用于不与人体直接接触的用水。而雨水回收通常用于景观水体、绿化灌溉、道路浇洒、冲厕、补给地下水等。然而，这样的回收利用方式忽略了废水和雨水的势能的利用。

因为建筑内居民每天生产生活污水量非常庞大，一般情况下污水都是直接排入污水管道之中，无形之中极大浪费了污水中所蕴藏的大量能量，为使高层楼房中污水得到充分利用，使资源利用高效化，能源转化最大化，尤其是具有集中自供热的楼宇，废水不止还有低温废水，还包括高温废用水等。

进一步地，传统的废水发电是根据高楼的重力势能转化为电能的传统发电能源转化方式，由于楼宇废水是从不同高度的楼层流入同一管道，不同高度所蕴含重力势能不同，并且废水的排放时间也不相同，因此直接采用楼宇废水进行发电，可能使得发电机发电严重不稳定。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明公开了一种基于楼宇能源管理的方法，对楼宇内的废弃水和/或水蒸气进行过滤后按照温度进行分别存储，高温存储区位于楼宇的地下，而低温存储区位于楼宇的顶部，若过滤后的废弃水和/或水蒸气温度大于第一预设值，则判定为高温废弃流体，并将所述高温废弃水和/或水蒸气进行储存，若所过滤后的废弃水和/或水蒸气温度小于等于第一预设值，则判定为低温废弃流体；对高温废弃流体通过余热发电的方式进行能源回收，当所述高温废弃流体的温度降低并小于所述第一预设值，则将其存储于低温区，其中，对低温废弃流体做功的能源优先来自于余热发电存储的能源。

优选地，对于低温废弃水和/或水蒸气通过设置于流体管道的一个或多个无叶涡轮机进行能源收集，其中，所述管道为预埋在楼宇外墙壁中并环绕楼宇循环向下的。

优选地，优先通过低温废弃水和/或水蒸气获取的能源对高温存储区进行加热，由于存储空间固定，通过加热的方式对高温蒸汽进行加压，所述高温存储区具有出口，所述出口连接高温气体发电装置。

优选地，所述楼宇还包括太阳能发电装置、风力发电装置，每个发电装置具有独立的电能存储单元，多个电能存储单元以级联的形式连接，其中，所述太阳能发电装置和/或风力发电装置发生的电能做为对高温存储区加热的再热器的备用能源。

优选地，对高温存储区的温度进行监测，若所述高温存储区的高温流体温度大于第二预设值，则停止对高温流体的加热加压操作，低温废弃流体转化的电能分散存储于其余电能存储单元中。

本发明还公开了一种楼宇能源管理系统，所述能源管理系统包括高温能源转化器，低温能源转化单元、太阳能发电装置、风力发电装置及多个能源存储单元，对楼宇内的废弃水和/或水蒸气进行过滤后按照温度进行分别存储，高温存储区位于楼宇的地下，而低温存储区位于楼宇的顶部，若过滤后的废弃水和/或水蒸气温度大于第一预设值，则判定为高温废弃流体，并将所述高温废弃水和/或水蒸气进行储存，若所过滤后的废弃水和/或水蒸气温度小于等于第一预设值，则判定为低温废弃流体；所述系统通过高温能源转化器对高温废弃流体通过余热发电的方式进行能源回收，当所述高温废弃流体的温度降低并小于所述第一预设值，则将其存储于低温区，其中，对低温废弃流体做功的能源优先来自于余热发电存储的能源。

优选地，低温能源转化单元进一步包括：通过低温能源转化单元对于低温废弃水和/或水蒸气通过设置于流体管道的一个或多个无叶涡轮机进行能源收集，其中，所述管道为预埋在楼宇外墙壁中并环绕楼宇循环向下的，低温流体从无叶涡轮机的喷嘴进入，通过边界效应带动无叶涡轮机转动做功，所述无叶涡轮机连接发电装置将所做的功转化为电能并存储到相应的电能存储单元。

优选地，所述楼宇能源管理系统的高温能源转化器进一步包括：优先通过低温废弃水和/或水蒸气获取的能源对高温存储区进行加热，由于存储空间固定，通过加热的方式对高温蒸汽进行加压，所述高温存储区具有出口，所述出口连接高温气体发电装置。

优选地，所述楼宇还包括太阳能发电装置、风力发电装置，每个发电装置具有独立的电能存储单元，多个电能存储单元以级联的形式连接，其中，所述太阳能发电装置和/或风力发电装置发生的电能作为对高温存储区加热的再热器的备用能源。

优选地，高温能源转化器进一步包括温度检测单元，通过所述温度检测单元对高温存储区的温度进行监测，若所述高温存储区的高温流体温度大于第二预设值，则停止对高温流体的加热加压操作，低温废弃流体转化的电能分散存储于其余电能存储单元中，而当温度大于第三预设值时，控制所述高温存储区打开泄气阀对存储区内的高温流体进行降压操作。

有益效果：本申请通过将低温和高温流体进行分离存储，通过多种不同的发电装置进行分别电力存储，在楼宇中不需要大量的储能装置进行储能，对不需要的能源可以用来进行能源转化，控制转化率进行能源的自然循环消耗，同时由于在楼体内安装有运输低温流体的管道，可以使整个楼体具有更好的隔热功能，实现冬暖夏凉的功效以此也减少了楼宇内的能源消耗。

附图说明

从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在图中，在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。

图1是本发明的基于楼宇能源管理的方法的流程图；

图2是本发明一实施例中楼宇的能源管理系统的结构框图。

其中，图中标记1表示楼体，2表示管道，所述管道与楼顶的冷流体存储装置连接，热存储区域有另外一条通路连接冷存储区，连接热存储区域的出口和冷流体存储装置的入口，图中并未示出，3表示冷流体涡轮发电装置，所述涡轮发电装置设置于管道内，当流体流过时带动涡轮发电机发电。

具体实施方式

实施例一

如图1所示的一种基于楼宇能源管理的方法，对楼宇内的废弃水和/或水蒸气进行过滤后按照温度进行分别存储，高温存储区位于楼宇的地下，而低温存储区位于楼宇的顶部，若过滤后的废弃水和/或水蒸气温度大于第一预设值，则判定为高温废弃流体，并将所述高温废弃水和/或水蒸气进行储存，若所过滤后的废弃水和/或水蒸气温度小于等于第一预设值，则判定为低温废弃流体；对高温废弃流体通过余热发电的方式进行能源回收，当所述高温废弃流体的温度降低并小于所述第一预设值，则将其存储于低温区，其中，对低温废弃流体做功的能源优先来自于余热发电存储的能源。

优选地，对于低温废弃水和/或水蒸气通过设置于流体管道的一个或多个无叶涡轮机进行能源收集，其中，所述管道为预埋在楼宇外墙壁中并环绕楼宇循环向下的。

优选地，优先通过低温废弃水和/或水蒸气获取的能源对高温存储区进行加热，由于存储空间固定，通过加热的方式对高温蒸汽进行加压，所述高温存储区具有出口，所述出口连接高温气体发电装置。

优选地，所述楼宇还包括太阳能发电装置、风力发电装置，每个发电装置具有独立的电能存储单元，多个电能存储单元以级联的形式连接，其中，所述太阳能发电装置和/或风力发电装置发生的电能做为对高温存储区加热的再热器的备用能源。

优选地，对高温存储区的温度进行监测，若所述高温存储区的高温流体温度大于第二预设值，则停止对高温流体的加热加压操作，低温废弃流体转化的电能分散存储于其余电能存储单元中。

实施例二

本发明还公开了一种楼宇能源管理系统，所述能源管理系统包括高温能源转化器，低温能源转化单元、太阳能发电装置、风力发电装置及多个能源存储单元，对楼宇内的废弃水和/或水蒸气进行过滤后按照温度进行分别存储，高温存储区位于楼宇的地下，而低温存储区位于楼宇的顶部，若过滤后的废弃水和/或水蒸气温度大于第一预设值，则判定为高温废弃流体，并将所述高温废弃水和/或水蒸气进行储存，若所过滤后的废弃水和/或水蒸气温度小于等于第一预设值，则判定为低温废弃流体；所述系统通过高温能源转化器对高温废弃流体通过余热发电的方式进行能源回收，当所述高温废弃流体的温度降低并小于所述第一预设值，则将其存储于低温区，其中，对低温废弃流体做功的能源优先来自于余热发电存储的能源。

优选地，低温能源转化单元进一步包括：通过低温能源转化单元对于低温废弃水和/或水蒸气通过设置于流体管道的一个或多个无叶涡轮机进行能源收集，其中，所述管道为预埋在楼宇外墙壁中并环绕楼宇循环向下的，低温流体从无叶涡轮机的喷嘴进入，通过边界效应带动无叶涡轮机转动做功，所述无叶涡轮机连接发电装置将所做的功转化为电能并存储到相应的电能存储单元。

优选地，所述楼宇能源管理系统的高温能源转化器进一步包括：优先通过低温废弃水和/或水蒸气获取的能源对高温存储区进行加热，由于存储空间固定，通过加热的方式对高温蒸汽进行加压，所述高温存储区具有出口，所述出口连接高温气体发电装置。

优选地，所述楼宇还包括太阳能发电装置、风力发电装置，每个发电装置具有独立的电能存储单元，多个电能存储单元以级联的形式连接，其中，所述太阳能发电装置和/或风力发电装置发生的电能作为对高温存储区加热的再热器的备用能源。

优选地，高温能源转化器进一步包括温度检测单元，通过所述温度检测单元对高温存储区的温度进行监测，若所述高温存储区的高温流体温度大于第二预设值，则停止对高温流体的加热加压操作，低温废弃流体转化的电能分散存储于其余电能存储单元中，而当温度大于第三预设值时，控制所述高温存储区打开泄气阀对存储区内的高温流体进行降压操作。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

虽然上面已经参考各种实施例描述了本发明，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行许多改变和修改。因此，其旨在上述详细描述被认为是例示性的而非限制性的，并且应当理解，以下权利要求(包括所有等同物)旨在限定本发明的精神和范围。以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。