一种能源离网智能建筑模块及建筑物

技术领域

本申请涉及建筑领域，特别是涉及能源建筑技术领域。

背景技术

目前氢能源建筑在国内是空白，但是氢能源对于碳中和有重要意义，对于某些精准扶贫，边远山区，电网难以到达的地方，应急救援，边境军营，风景园林自然保护区，岛屿等场景下，氢能源建筑都将发挥重要作用。

但是氢能源刚刚从危化品被归为能源管理，受到旧有安全规范的约束，通常无论是来源于甲烷，甲醛，天然气或甲醇，电解水的氢能源机组都是和建筑分离安装的。不同功能用途地区的水电使用量配置和平衡点不同，设计人员少，氢能源建筑规范在国内几乎还是空白，氢气罐及水电安装专业性强，热电水土建安装和氢能源机组产品售后维护责任难界定，乡村民宿等非集中安装区缺乏专业技术人员，这些都限制了碳中和以及氢能源推广。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请提供了一种能源离网智能建筑模块及建筑物，用于解决现有技术中能源和建筑分离，无法集成的技术问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明的实施例提供一种能源离网智能建筑模块，包括：能源桶，通过管线与能源站相连；燃料电池模块，与所述能源桶相连，通过所述能源桶提供的能源提供电能；配电箱，与所述燃料电池模块相连，并用于与用电设备相连，从所述燃料电池获取电能并提供给各所述用电设备；热回收装置，与所述燃料电池模块相连，用于收集所述燃料电池运行时产生的热量；热水箱，与所述热回收装置相连，通过所述热回收装置收集的热量加热热水箱中的水；蓄水箱，与所述热水箱相连，用于向所述热水箱供给水；厨卫模块，分别与所述蓄水箱和所述热水箱相连，用于分别从所述蓄水箱和所述热水箱获取冷水和热水；废水箱，与所述厨卫模块相连，用于收集所述厨卫模块排出的废水。

于本发明的一实施例中，所述燃料电池模块具有外部气体输入口，用于向所述燃料电池模块输入外部气体，以使得从所述能源桶输入的燃料与输入的外部气体反应，生成电能。

于本发明的一实施例中，所述从所述能源桶输入的燃料为氢，甲烷，天然气或甲醇。

于本发明的一实施例中，所述蓄水箱具有一雨水收集口，所述蓄水箱出水口配置有净水装置。

于本发明的一实施例中，所述蓄水箱包括雨水箱和净水箱。

于本发明的一实施例中，所述废水箱包括用于收集厨卫模块中厨房用水排出的废水的灰水箱和用于收集所述厨卫模块中马桶排出的废水的黑水箱。

于本发明的一实施例中，还包括电机驱动系统，分别与所述蓄水箱、所述热水箱、所述厨卫模块以及所述废水箱相连，用于驱动水在所述蓄水箱、所述热水箱、所述厨卫模块以及所述废水箱之间流动。

于本发明的一实施例中，所述能源离网智能建筑模块通过一集装箱装载，且所述能源离网智能建筑模块的整体尺寸与所述集装箱的标准尺寸匹配。

于本发明的一实施例中，所述能源离网智能建筑模块与房屋、膜结构屋体或集装箱装配。

本发明的实施例还提供一种建筑物，所述建筑物内配置有如上所述的能源离网智能建筑模块。

如上所述，本申请的一种能源离网智能建筑模块及建筑物，具有以下有益效果；

1、本发明将氢能源热电联供机组和建筑水电核心集成在一起，形成氢能源离网(不需要电力供应或水网供应就能够独立使用的)智能建筑模块，能将氢能源热电联供技术难点集中在一个模块内，有效解决现有技术中能源和建筑分离，无法集成的技术问题。

2、本发明的能源离网智能建筑模块便于工厂维修检测防爆实验，可以面向用户终端，热电水联供的可独立销售的全新的功能建筑部品模块。

3、本发明的这种集成度高的能源离网智能建筑模块可以被称为离网建筑芯片，是建筑科技集成化，智能化底层技术的突破，可大量复制，加速新能源推广，加速全球碳中和的进程。

附图说明

图1显示为本申请一实施例中的能源离网智能建筑模块的原理结构框图。

图2显示为本申请一实施例中的能源离网智能建筑模块的一种具体原理结构框图。

图3显示为本申请一实施例的能源离网智能建筑模块获取能源的示意图。

图4显示为本申请一实施例的能源离网智能建筑模块应用于房屋时的进入房屋示意图。

图5显示为本申请一实施例的能源离网智能建筑模块与集装箱的结合示意图。

图6显示为本申请一实施例的能源离网智能建筑模块通过建筑接口进入建筑内的示意图。

图7显示为本申请一实施例的能源离网智能建筑模块应用于膜结构屋体时的示意图。

图7A至7E显示为本申请一实施例的能源离网智能建筑模块与膜结构屋体结合时的示意图。

元件标号说明

100 能源离网智能建筑模块

110 燃料电池模块

120 能源桶

130 配电箱

140 热回收装置

150 热水箱

160 蓄水箱

170 厨卫模块

180 废水箱

200 能源站

300 房屋

400 膜结构屋体

410 设备间

500 集装箱

600 建筑接口

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，遂图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目，形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态，数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本实施例提供一种一种能源离网智能建筑模块及建筑物，用于解决现有技术中能源和建筑分离，无法集成的技术问题。以下将详细阐述本实施例的一种能源离网智能建筑模块及建筑物的原理及实施方式，使本领域技术人员不需要创造性劳动即可理解本发明的一种能源离网智能建筑模块及建筑物。

请参阅图1，显示为本实施例中的能源离网智能建筑模块100的原理结构框图。如图1所示，本实施例提供一种能源离网智能建筑模块100，所述能源离网智能建筑模块100包括能源桶120，燃料电池模块110，配电箱130，热回收装置140，热水箱150，蓄水箱160，厨卫模块170以及废水箱180。

以下对本实施例的能源离网智能建筑模块100进行具体说明。

于本实施例中，如图2所示，所述能源桶120通过管线与能源站200相连。其中，所述能源桶120从所述能源站200获取的能源即燃料为但不限于氢，甲烷，天然气或甲醇等。

于本实施例中，所述燃料电池模块110与所述能源桶120相连，通过所述能源桶120提供的能源提供电能。

其中，所述从所述能源桶120输入的燃料为但不限于氢，甲烷，天然气或甲醇。

具体地，于本实施例中，所述燃料电池模块110具有外部气体输入口，用于向所述燃料电池模块110输入外部气体，以使得从所述能源桶120输入的燃料与输入的外部气体反应，生成电能。

其中，所述外部气体为空气，所述燃料电池模块110利用空气中的氧气与从能源桶120中获取的燃料反应生成电能。

即所述燃料电池模块110吸入外界空气，与来自能源桶120的燃料进行反应，输出电能，提供到与所述燃料电池模块110连接的配电箱130

于本实施例中，所述配电箱130与所述燃料电池模块110相连，并用于与用电设备相连，从所述燃料电池获取电能并提供给各所述用电设备。

所述用电设备即家居电器，所述配电箱130将所述燃料电池模块110发出的直流电(48V/12V/5V)直接输出到各个家居电器，例如直流电视、直流冰箱、直流灯具、直流电水壶、咖啡机、直流空调等等。

于本实施例中，所述热回收装置140与所述燃料电池模块110相连，用于收集所述燃料电池运行时产生的热量。

其中，所述热回收装置140可采用现有技术中的热回收装置140，也可以采用热回收管路直接与所述燃料电池模块110的放热部件相连，通过热回收管路将热量传送至热水箱150，以加热所述热水箱150内的水。

于本实施例中，所述热水箱150与所述热回收装置140相连，通过所述热回收装置140收集的热量加热热水箱150中的水。

于本实施例中，所述蓄水箱160与所述热水箱150相连，用于向所述热水箱150供给水。

其中，于本实施例中，所述蓄水箱160的一种结构为：所述蓄水箱160具有一雨水收集口，所述蓄水箱160出水口配置有净水装置。所述蓄水箱160通过收集雨水，对雨水过滤，形成厨卫模块170可用的水源。

于本实施例中，所述蓄水箱160的另一种结构包括雨水箱和净水箱。即包括两个独立的水箱：收集雨水的雨水箱和对雨水进行过滤净化的净水箱。

其中，所述蓄水箱160也可以具有一水管接入口，与家居中的自来水管连接。

其中，雨水箱或蓄水箱160可以基于不同气候区确定大小，雨量多的地区雨水箱或蓄水箱160相应容量也增大。

于本实施例中，所述厨卫模块170分别与所述蓄水箱160和所述热水箱150相连，用于分别从所述蓄水箱160和所述热水箱150获取冷水和热水。

于本实施例中，所述废水箱180与所述厨卫模块170相连，用于收集所述厨卫模块170排出的废水。

具体地，于本实施例中，所述废水箱180包括用于收集厨卫模块170中厨房用水排出的废水的灰水箱和用于收集所述厨卫模块170中马桶排出的废水的黑水箱。

于本实施例中，还包括电机驱动系统，分别与所述蓄水箱160、所述热水箱150、所述厨卫模块170以及所述废水箱180相连，用于驱动水在所述蓄水箱160、所述热水箱150、所述厨卫模块170以及所述废水箱180之间流动。

于本实施例中，燃料电池模块110吸入外界空气，与来自能源桶120的燃料进行反应，输出电能给配电箱130，配电箱130连接各个用电设备，为各用电设备进行供电。燃料电池模块110排放的热量通过热回收装置140，加热热水箱150中的水。蓄水箱160中的水经过过滤后提供给建筑中的厨卫模块170。热水箱150中的水也来自过滤后的雨水，加热后的水也通入厨卫模块170。厨房产生的废水排入灰水箱，马桶产生的污水排入黑水箱。

本实施例中的能源离网智能建筑模块100安装在建筑物的设备间410，设备间410顶部集成安装了净水箱(根据不同的气候区使用不同大小的雨水箱，净水箱和蓄热水箱150)，底部集成了污水箱和灰水箱。各水箱的水通过电动驱动循环，和热电联供内部的回收热量的热水管相接。能源电池模块发电产生的水蒸气可通过热回收管道加热水体，并通入卫生间和厨房，方便人体的使用，连接成一个完整的系统。

所以本实施例中的能源离网智能建筑模块100将氢能源热电联供机组和建筑水电核心集成在一起，形成氢能源离网(不需要电力供应或水网供应就能够独立使用的)智能建筑功能模块，能将氢能源热电联供技术难点集中在一个模块内，便于工厂维修检测防爆实验，形成可以面向用户终端，热电水联供的可独立销售的全新的功能建筑部品模块。这样的集成度高的模块可以被称为离网建筑芯片，是建筑科技集成化，智能化底层技术的突破，可大量复制，加速新能源推广，加速全球碳中和的进程。

于本实施例中，所述能源离网智能建筑模块100通过一集装箱500装载，且所述能源离网智能建筑模块100的整体尺寸与所述集装箱500的标准尺寸匹配。

也就是说，本实施例中的能源离网智能建筑模块100可以变成不同的大小形态，最主要是根据(6米/4米/3米)放入集装箱500的标准尺寸进行设计集成，便于全球运输，可以大幅度提升改造建筑建造效率，促进全球碳中和市场。

于本实施例中，所述能源离网智能建筑模块100与房屋300、膜结构屋体400或集装箱500装配。促进乡村振兴的老建筑改造使用，也可以结合膜结构建筑变成高端帐篷，结合模块化集装箱500、快装箱等建造不同的建造系统建设。

具体地，如图4所示，所述能源离网智能建筑模块100可以放入现有房屋300，如农村住房，提供厨卫等功能。如图5所示，所述能源离网智能建筑模块100可以和现有的集装箱500或快装箱结合，为整个集装箱500或快装箱建筑提供特定功能模块。如图6所示，所述能源离网智能建筑模块100可以对接建筑立面上的建筑接口600，对接后可直接将所述能源离网智能建筑模块100内的物品移入建筑中。

如图7所示，所述能源离网智能建筑模块100可以和膜结构屋体400结合，装设于设备间410内，形成可拓展的空间，形成的具体可拓展空间如如图7A至图7E所示。

本实施例还提供一种建筑物，所述建筑物内配置有如上所述的能源离网智能建筑模块100。所述建筑物为但不限于房屋300、膜结构屋体400或集装箱500等。上述已经对所述能源离网智能建筑模块100进行了详细说明，在此不再赘述。

需要说明的是，用来实现本实施例的能源离网智能建筑模块100的结构和原理并不限于图1至3所示结构，本领域技术人员基于本申请的思想所做出的合理变形皆应被视为本申请的保护范围。

综上所述，本发明将氢能源热电联供机组和建筑水电核心集成在一起，形成氢能源离网(不需要电力供应或水网供应就能够独立使用的)智能建筑模块，能将氢能源热电联供技术难点集中在一个模块内，有效解决现有技术中能源和建筑分离，无法集成的技术问题；本发明的能源离网智能建筑模块便于工厂维修检测防爆实验，可以面向用户终端，热电水联供的可独立销售的全新的功能建筑部品模块；本发明的这种集成度高的能源离网智能建筑模块可以被称为离网建筑芯片，是建筑科技集成化，智能化底层技术的突破，可大量复制，加速新能源推广，加速全球碳中和的进程。所以本申请有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。