專利名稱:太陽能相變蓄熱熱源塔熱泵系統(tǒng)的制作方法
技術領域:
本 發(fā)明涉及太陽能相變蓄熱輔助熱源塔熱泵系統(tǒng)冬季采暖技術。
背景技術:
節(jié)約能源與資源綜合利用是我國經(jīng)濟和社會發(fā)展的一項長遠戰(zhàn)略方針。對于空調系統(tǒng)來講,尋求廉價的可再生冷熱源是節(jié)能降耗的關鍵措施。熱源塔是一種新型的熱質交換設備,利用廉價的空氣能,在熱泵系統(tǒng)中一塔兩用,夏季提供冷源,冬季提供熱源,主要有三種典型結構(開式、普通型閉式及改進型閉式)。開式結構換熱效率高,構造簡單、造價低,但工質(夏季冷卻水、冬季防凍溶液)飄失較大,且防凍溶液容易吸收空氣中的水分逐漸稀釋,使得冰點溫度不穩(wěn)定;普通型閉式結構采用低溫寬帶換熱盤管,可有效抑制冬季結霜問題,減少工質的漂失,但換熱效率低,熱泵機組冬季的COP值也較低;改進型閉式結構夏季換熱效率高,并且可有效抑制冬季結霜問題,但是仍然存在冬季換熱效率低以及熱泵機組的COP值低的問題。太陽能相變蓄熱熱源塔熱泵系統(tǒng)太陽能相變蓄熱熱源塔熱泵系統(tǒng)綜合利用太陽能和空氣能這兩種廉價的可再生能源,主要旨在解決改進型閉式熱源塔熱泵系統(tǒng)冬季機組COP值低的問題。本系統(tǒng)的特點在于冬季利用相變蓄熱箱儲存的太陽能進一步加熱從熱源塔中流出的防凍溶液,從而提高熱泵機組的蒸發(fā)溫度,進而增加熱泵機組冬季運行的COP值,降低機組冬季的運行能耗和運行費用。
發(fā)明內容
針對現(xiàn)有熱源塔熱泵系統(tǒng)技術存在的上述不足,本發(fā)明的目的在于冬季利用相變蓄熱箱儲存的太陽能進一步加熱從改進型閉式熱源塔流出的防凍溶液,從而提高熱泵機組的蒸發(fā)溫度,進而增加熱泵機組冬季運行的COP值,降低運行能耗和運行費用。該技術適合于我國南方地區(qū)使用,替代空氣源熱泵,從而有效解決南方地區(qū)冬季使用空氣源熱泵結霜的問題。為此,本發(fā)明采取了如下技術方案:本系統(tǒng)主要由改進型閉式熱源塔1、溶液膨脹罐2、相變蓄熱箱3、定壓設備4、乙二醇循環(huán)泵5、太陽能熱集板6、負荷泵7、熱源塔水泵8、熱源塔熱泵機組9、空調末端10組成。
附圖1太陽能相變蓄熱熱源塔熱泵系統(tǒng)原理圖。
具體實施例方式下面結合附圖1對本發(fā)明作進一步的詳細說明。在供暖季,太陽能集熱板吸收太陽能,加熱乙二醇,乙二醇循環(huán)泵將加熱后的乙二醇輸入相變蓄熱箱的水箱換熱管,加熱蓄熱水箱,富余熱量儲存在相變蓄熱材料中;夜晚或者陰雨天氣的時候,太陽能集熱板不能吸收太陽能,相變蓄熱板可釋放熱量,加熱蓄熱水箱。附圖1中的熱源塔采用的是改進型閉式熱源塔,熱泵機組冬、夏季工況采用四通換向閥進行切換。夏季,打開閥門11、14,關閉閥門12、13、15,太陽能相變蓄熱系統(tǒng)不運行;冷卻水被均勻的噴淋到填料層表面,與空氣直接接觸,通過接觸散熱和蒸發(fā)散熱與周圍空氣進行熱質交換,再有風機帶動塔內氣流循環(huán),提高冷卻效果。冬季,打開閥門12、13、15,關閉閥門11、14,太陽能集熱板吸收太陽能,加熱相變蓄熱箱;防凍溶液(乙二醇)先進入熱源塔,在低溫寬帶換熱盤管內循環(huán),與空氣進行間接式熱質交換(必要時啟動噴淋防霜系統(tǒng)),然后進入太陽能相變蓄熱箱繼續(xù)進行熱交換,溫度進一步提高,最后進入熱源塔熱泵機組制熱。相比現(xiàn)有技術,本發(fā)明具有如下優(yōu)勢:
(I)本發(fā)明冬季利用太陽能集熱器吸收太陽能,將熱量儲存在相變蓄熱箱中,然后加熱來自熱源塔的防凍溶液,進一步提高防凍溶液的溫度,最后進入熱源塔熱泵機組,通過蒸發(fā)器與制冷劑進行熱交換;這樣就增加了機組冬季運行時的蒸發(fā)溫度,從而提高熱泵機組制熱運行時的cop值,從而降低冬季熱泵機組的運行能耗和運行費用。(2)本發(fā)明綜合利用了太陽能和空氣能這兩種清潔廉價的能源,可以一定程度的提高熱源塔熱泵機組冬季制熱運行時的COP值,降低機組冬季的運行能耗,符合國家大力提倡的創(chuàng)新、環(huán)保和節(jié)能的要求。(3)本發(fā)明采用相變蓄熱材料進行蓄熱,相變材料熱密度大、蓄熱器結構緊湊、體積小、熱效率高、吸熱放熱溫度恒定、易與運行系統(tǒng)匹配、易于控制,為用戶節(jié)省空間且更方便用戶使用;
(4)本發(fā)明尤其適合于我國南方地區(qū)使用,替代空氣源熱泵,從而有效解決該地區(qū)冬季使用空氣源熱 泵結霜的問題。
權利要求
1.太陽能相變蓄熱熱源塔熱泵系統(tǒng)主要由改進型閉式熱源塔1、溶液膨脹罐2、相變蓄熱箱3、定壓設備4、乙二醇循環(huán)泵5、太陽能熱集板6、負荷泵7、熱源塔水泵8、熱源塔熱泵機組9、空調末端10組成; 其特征在于: A、該系統(tǒng)各部件之間用水管聯(lián)通,并安裝閥門調節(jié);相變蓄熱箱與熱源塔串聯(lián); B、熱泵機組冬夏季工況采用四通換向閥進行切換,夏季太陽能蓄熱系統(tǒng)不運行,冬季太陽能蓄熱系統(tǒng)運行; C、空調末端 形式可以是地板輻射供暖、散熱器供暖,也可以是風機盤管等形式。
全文摘要
本發(fā)明公開了太陽能相變蓄熱熱源塔熱泵系統(tǒng)(原理圖見附圖)。該系統(tǒng)主要包括改進型閉式熱源塔1、溶液膨脹罐2、相變蓄熱箱3、定壓設備4、乙二醇循環(huán)泵5、太陽能熱集板6、負荷泵7、熱源塔水泵8、熱源塔熱泵機組9、空調末端10,它們之間用水管聯(lián)通,安裝閥門調節(jié);相變蓄熱箱與熱源塔串聯(lián)。系統(tǒng)開啟時,太陽能集熱器吸收太陽能,將熱量儲存在相變蓄熱箱中;防凍溶液先進入熱源塔,與空氣進行間接熱交換(必要時啟動噴淋防霜系統(tǒng)),然后進入太陽能相變蓄熱箱繼續(xù)進行熱交換,溫度進一步提高,最后進入熱泵機組制熱。該系統(tǒng)可以解決型閉式熱源塔熱泵系統(tǒng)冬季機組COP值低的問題,降低機組運行能耗和運行費用,節(jié)能環(huán)保。
文檔編號F24F5/00GK103216900SQ20131017449
公開日2013年7月24日 申請日期2013年5月13日 優(yōu)先權日2013年5月13日
發(fā)明者盧軍, 徐政宇, 趙娟, 李婷, 曾利悅 申請人:重慶大學