應(yīng)用全天候太陽能供熱的空調(diào)改造系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及節(jié)能及能源利用技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種應(yīng)用于空調(diào)供暖行業(yè)的空調(diào)系統(tǒng)改造方法及設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]目前我國(guó)空調(diào)系統(tǒng)冷熱源型式主要有如下幾種:1、單冷空調(diào)主機(jī)配冷卻塔+鍋爐空調(diào)系統(tǒng)；2、各種類型熱泵空調(diào)系統(tǒng)；3、溴化鋰空調(diào)系統(tǒng)；4、冰蓄冷+其他熱源空調(diào)系統(tǒng)等。其中，在夏季利用單冷空調(diào)主機(jī)制冷、冷卻塔散熱，冬季利用鍋爐進(jìn)行供暖的方式的優(yōu)點(diǎn)是應(yīng)用方式靈活，不受項(xiàng)目規(guī)模約束，初投資低，可以廣泛應(yīng)用在各類建筑中，但是設(shè)備有閑置時(shí)間段，整體效率不高，鍋爐燃燒化石能源，排氣有污染。各類熱泵空調(diào)系統(tǒng)包括空氣源熱泵、水源熱泵、地源熱泵、污水源熱泵等。其中利用室外空氣作為冷熱源的空氣源熱泵應(yīng)用最簡(jiǎn)單，其優(yōu)點(diǎn)是冬夏兩季皆可使用，初投資低、應(yīng)用方式靈活，但是工作狀態(tài)不穩(wěn)定，尤其在冬夏兩季最不利環(huán)境下工作時(shí)效率較低，冬季有結(jié)霜可能，需要進(jìn)行電輔助加熱方可正常使用。水源熱泵利用地表水及地下水作為冬夏兩季冷熱源來源，工作運(yùn)行安全可靠、全年工作效率高，但是需要建筑附近有穩(wěn)定可靠的水源才能使用，目前地下水開采使用已經(jīng)受到限制。地源熱泵常年工作狀態(tài)穩(wěn)定，工作效率較高，項(xiàng)目運(yùn)行費(fèi)用低，但是需要前期建筑用地面積大、進(jìn)行打井埋管處理，項(xiàng)目初投資高，受地理環(huán)境、地質(zhì)條件約束大。溴化鋰空調(diào)系統(tǒng)是利用熱能作為機(jī)組的能源，可同時(shí)提供冷熱水，其運(yùn)行耗電量小，可利用廢熱作為能源，但其要求項(xiàng)目體量大，年衰減較多，運(yùn)行費(fèi)用較高，管理不便。冰蓄冷利用夜間低價(jià)電力將冷量通過冰的形式儲(chǔ)存起來，白天需要供冷時(shí)釋放出來，其制冷溫度低而穩(wěn)定，空調(diào)效果好，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)單，但是初投資較高，冬季需要其他熱源進(jìn)行采暖。
[0003]比較以上的在常規(guī)的空調(diào)冷熱源中，由于其優(yōu)點(diǎn)突出，單冷空調(diào)主機(jī)配冷卻塔+鍋爐空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用是最普遍也是范圍最廣的。在我國(guó)大中小型建筑空調(diào)系統(tǒng)中占有極大的比重。在夏季，單冷空調(diào)主機(jī)利用壓縮機(jī)對(duì)制冷劑的壓縮將用戶系統(tǒng)中冷凍水的熱量提取出來轉(zhuǎn)移到冷卻水中，再由冷卻塔散發(fā)到空氣中從而不斷地為用戶系統(tǒng)提供冷量，冬季利用鍋爐對(duì)用戶系統(tǒng)供水加熱，從而為用戶空調(diào)系統(tǒng)提供熱源。在我國(guó)秦嶺淮河以南地區(qū)，冬季均不集中供暖，往往是單個(gè)建筑或建筑群采用中央空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行供熱。在建筑采用空調(diào)時(shí)期，室外溫度低于五度的時(shí)間段較少，鍋爐出力不完全。在此系統(tǒng)中，整個(gè)供暖季節(jié)均采用鍋爐進(jìn)行供熱，而鍋爐的燃燒效率低，所需的化石能源為不可再生能源，在燃燒的過程中排放物中包含有硫化物、氮化物等對(duì)環(huán)境造成污染的物質(zhì)。每年冬季由于各種鍋爐的燃燒造成的大氣污染和霧霾氣候的形成，對(duì)人類健康造成極大的危害。因此，冬季燃燒鍋爐直接造成了環(huán)境污染與能源浪費(fèi)，而同時(shí)，冬季單冷空調(diào)主機(jī)與冷卻塔停止使用，造成了設(shè)備閑置。
[0004]在冬季，濕冷空氣仍然具有一定溫度，對(duì)于比濕冷空氣溫度更低的環(huán)境而言，這部分濕冷空氣仍是一個(gè)無窮大的熱源，完全可以通過一定方式吸收空氣中的熱量。同時(shí)，太陽能光熱是一種無污染、環(huán)保高效的熱量能源，而冬季太陽光照強(qiáng)烈的時(shí)期在此空調(diào)系統(tǒng)中太陽能未得到應(yīng)用，造成極大的能源浪費(fèi)。
[0005]因此，如果將單冷空調(diào)主機(jī)與冷卻塔進(jìn)行改造，從而在冬季環(huán)境溫度高于五度以上時(shí)間段內(nèi)利用單冷機(jī)配冷卻塔來吸收空氣中的熱量、充分利用太陽能光熱，形成一種全天候的太陽能空調(diào)系統(tǒng)對(duì)用戶進(jìn)行空調(diào)供暖，可以大大減少鍋爐使用時(shí)間。同時(shí)充分利用太陽能對(duì)單冷空調(diào)主機(jī)冷卻回水進(jìn)行加熱，提高單冷機(jī)進(jìn)水溫度進(jìn)而提高單冷機(jī)制熱效率。如此一來，可以將原閑置的單冷空調(diào)主機(jī)作為高效率供熱主機(jī)使用，同時(shí)利用了無污染的可再生能源，可節(jié)省大量費(fèi)用、減少環(huán)境污染，有著極其重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型的目的在于克服上述單冷空調(diào)主機(jī)配冷卻塔+鍋爐空調(diào)系統(tǒng)的不足，充分利用太陽能光熱與太陽能轉(zhuǎn)化存儲(chǔ)在濕冷空氣中的熱量，提供一種能將其改造成為在冬夏兩季都能夠高效使用的應(yīng)用全天候太陽能進(jìn)行替代鍋爐供熱的空調(diào)系統(tǒng)改造方法及設(shè)備。
[0007]本實(shí)用新型的目的是通過如下途徑實(shí)現(xiàn)的:
[0008]應(yīng)用全天候太陽能供熱的空調(diào)改造系統(tǒng)，包括在由單冷空調(diào)主機(jī)、冷卻塔、鍋爐、用戶室內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)、蒸發(fā)器、冷凝器、冷卻水泵、冷凍水泵組成的原空調(diào)系統(tǒng)，增設(shè)板式換熱器，增設(shè)二級(jí)循環(huán)泵，增設(shè)溫度傳感器，增設(shè)控制器，增設(shè)太陽能集熱板，增設(shè)儲(chǔ)能罐；所述板式換熱器的一級(jí)進(jìn)水口與原來的冷卻水回水管通過增設(shè)管路相連接，增設(shè)的管路與冷卻水回水管的連接點(diǎn)位于冷卻水泵與冷卻水回水閥之間的管道上；所述板式換熱器的一級(jí)出水口與原來的冷卻水供水管通過增設(shè)管路相連接，增設(shè)的管路與冷卻水供水管上的連接點(diǎn)位于冷卻水供水閥與冷卻塔之間的管道上；所述板式換熱器的二級(jí)出水口與原來的冷凍水回水管通過增設(shè)管路相連接，增設(shè)的管路與冷凍水回水管的連接點(diǎn)位于冷凍水回水閥與蒸發(fā)器之間的管道上；所述板式換熱器的二級(jí)進(jìn)水口與原來的冷凍水供水管通過增設(shè)管路相連接，增設(shè)的管路與冷凍水供水管的連接點(diǎn)位于冷凍水供水閥與蒸發(fā)器之間的管道上；所述二級(jí)循環(huán)泵安裝在與板式換熱器二級(jí)出水口相連接的管路上；增設(shè)管路，使冷凍水回水管路與單冷空調(diào)主機(jī)冷凝器進(jìn)水口相連接，冷凍水回水管路上的連接點(diǎn)位于冷凍水泵與冷凍水回水閥之間的管路上；增設(shè)管路，使冷凍水供水管路與單冷空調(diào)主機(jī)冷凝器出水口連接，冷凍水供水管路上的連接點(diǎn)位于冷凍水供水閥之后的管路上；在冷卻塔塔壁外側(cè)加設(shè)太陽能集熱板，集熱板與儲(chǔ)能罐通過管路相連；儲(chǔ)能罐通過增設(shè)的管路安裝在位于冷卻塔與冷卻水泵之間的冷卻水回水管路上；
[0009]作為本方案的進(jìn)一步優(yōu)化，在連接冷凍水供水管路與單冷空調(diào)主機(jī)冷凝器出水口的管路與鍋爐進(jìn)水管路之間增設(shè)管路，增設(shè)的管路上安裝有電磁閥，增設(shè)的管路與鍋爐進(jìn)水管路上的連接點(diǎn)位于鍋爐回水閥與鍋爐進(jìn)水口之間的管道上；
[0010]作為本方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述的鍋爐回水閥為電磁閥；
[0011]作為本方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述的溫度傳感器安裝在冷凍水回水管上，位于冷凍水泵的進(jìn)水口；
[0012]作為本方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述控制器能夠調(diào)節(jié)電磁閥的開度；
[0013]作為本方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述的連接板式換熱器的管路內(nèi)填充有防凍液；
[0014]作為本方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述的冷凍水管路上的冷凍水供水閥、冷凍水回水閥冬季關(guān)閉夏季打開；
[0015]作為本方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述的冷卻水管路上的冷卻水供水閥、冷卻水回水閥冬季關(guān)閉夏季打開；
[0016]作為本方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述的各增設(shè)的管路上都裝有閥件，閥件冬季打開夏季關(guān)閉；
[0017]作為本方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述的儲(chǔ)能罐與冷卻水回水管的連接管路上裝有閥件，冬季打開夏季關(guān)閉；在冷卻水回水管路上、兩個(gè)連接管路與冷卻水回水管路的連接點(diǎn)之間裝有閥件，冬季關(guān)閉夏季打開；
[0018]作為本方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述的鍋爐在外界環(huán)境溫度為五度以下時(shí)開啟。
[0019]與現(xiàn)有的單冷空調(diào)主機(jī)配冷卻塔+鍋爐空調(diào)系統(tǒng)相比，應(yīng)用本改造方法后的空調(diào)冷熱源系統(tǒng)有如下優(yōu)點(diǎn):
[0020]系統(tǒng)構(gòu)造簡(jiǎn)單，投資少，只需要在原空調(diào)水系統(tǒng)中增設(shè)少量管路及部件，不需要對(duì)原有設(shè)備進(jìn)行改造，可直接運(yùn)行原有設(shè)備；
[0021]延長(zhǎng)了設(shè)備使用時(shí)間，提高了單冷空調(diào)主機(jī)與冷卻塔的利用率，縮短了鍋爐使用時(shí)間；
[0022]改變了冷卻塔的使用性質(zhì)，由原來單純夏季冷卻作用變?yōu)榱藷o論是晴天、夜晚、雨天等各種天氣狀況下都可以吸收濕冷空氣中的熱量，在冬季形成了的全天候太陽能吸熱塔；
[0023]結(jié)合太陽能光熱，充分利用儲(chǔ)能罐對(duì)太陽能進(jìn)行存儲(chǔ)與利用，無論是有無太陽光照時(shí)，都可以利用；
[0024]采用中間循環(huán)系統(tǒng)，將冷卻水系統(tǒng)與蒸發(fā)器隔絕開，可避免蒸發(fā)器內(nèi)因?yàn)榉纼鲆簼舛鹊投斐傻慕Y(jié)冰問題；
[0025]利用冷卻塔在冬季的循環(huán)，可對(duì)霧霾空氣起到凈化作用；
[0026]合理安排鍋爐工作情況，充分保證用戶對(duì)供熱的要求。
【附圖說明】
[0027]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明:
[0028]圖1為本實(shí)用新型示意圖；
[0029]圖中，單冷空調(diào)主機(jī)1、冷卻塔2、鍋爐3、用戶室內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)4、蒸發(fā)器5、冷凝器6、冷卻水泵7、冷凍水泵8、板式換熱器9、二級(jí)循環(huán)泵10、溫度傳感器11、控制器12、太陽能集熱板13、儲(chǔ)能罐14。
[0030]虛線段表示原有管路，實(shí)線段表示增設(shè)管路，箭頭表示管道內(nèi)流體流向。
【具體實(shí)施方式】
[0031]如圖所示，本實(shí)用新型應(yīng)用全天候太陽能供熱的空調(diào)改造系統(tǒng)，包括在由單冷空調(diào)主機(jī)1、冷卻塔2、鍋爐3、用戶室內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)4、蒸發(fā)器5、冷凝器6、冷卻水泵7、冷凍水泵8組成的原空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)增設(shè)板式換熱器9，增設(shè)二級(jí)循環(huán)泵10，增設(shè)溫度傳感器11，增設(shè)控制器12、增設(shè)太陽能集熱板13、增設(shè)儲(chǔ)能罐14 ;所述板式換熱器9的一級(jí)進(jìn)水口與原來的冷卻水回水管BI通過增設(shè)管路Dl相連接，增設(shè)的管路Dl與冷卻水回水管BI的連接點(diǎn)位于冷卻水泵7與冷卻水回水閥C之間的管道上；所述板式換熱器9的一級(jí)出水口與原來的冷卻水供水管B2通過增設(shè)管路D2相連接，增設(shè)的管路D2.與冷卻水供水管B2上的連接點(diǎn)位于冷卻水供水閥D與冷卻塔2之間的管道上；所述板式換熱器9的二級(jí)出水口與原來的冷凍水回水管Al通過增設(shè)管路El相連接，增設(shè)的管路El與冷凍水回水管Al的連接點(diǎn)位于冷凍水回水閥A與蒸發(fā)器5之間的管道上；所述板式換熱器9的二級(jí)進(jìn)水口與原來的冷凍水供水管A2通過增設(shè)管路E2相連接，增設(shè)的管路E2與冷凍水供水管A2的連接點(diǎn)位于冷凍水供水閥B與蒸發(fā)器5之間的管道上；所述二