專利名稱:相變蓄能式太陽能復(fù)合能源冷、暖、熱水三聯(lián)供系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及一種冷、暖、熱三聯(lián)供系統(tǒng),尤其涉及一種太陽能、相變蓄能、熱泵制冷系統(tǒng)、輔助復(fù)合能源實(shí)現(xiàn)冷、暖、熱水三聯(lián)供系統(tǒng)。
背景技術(shù):
商業(yè)及民用領(lǐng)域制冷、采暖、熱水傳統(tǒng)上采用單獨(dú)設(shè)置一套空調(diào)系統(tǒng)、一套鍋爐采暖系統(tǒng)和獨(dú)立的熱水器分別解決用戶使用需求的模式,由于其初投資大、設(shè)備占用空間大、 系統(tǒng)維護(hù)復(fù)雜、能耗大、消耗大量資源、不利于環(huán)境保護(hù)等問題,已經(jīng)落后于時(shí)代發(fā)展的需求了。目前太陽能因其熱量密度較低,現(xiàn)大多用于熱水供應(yīng),且由于太陽能具有不穩(wěn)定性,尚需其它能源補(bǔ)充;制冷空調(diào)系統(tǒng)因其工況限制,冬季供熱不足,難以解決北部地區(qū)的供熱問題;一套獨(dú)立的供熱系統(tǒng)因其使用期短,存在大量閑置浪費(fèi)問題,維護(hù)費(fèi)用較高。太陽能與熱泵制冷系統(tǒng)組合在復(fù)合能源系統(tǒng)中具有重要的意義,太陽能屬清潔能源,免費(fèi)長期供應(yīng),熱泵制冷系統(tǒng)屬能源高效利用系統(tǒng),單位能源消耗可獲得多倍能源,熱泵可以解決太陽能供熱不足的問題,太陽能可提高熱泵運(yùn)行效率,但太陽能和熱泵均存在隨著室外溫度的下降,運(yùn)行效率降低的問題,也就是太陽能與熱泵復(fù)合在大多時(shí)間內(nèi)可滿足家庭的制冷、采暖與熱水需求,但在冬季較寒冷地區(qū)尚不能完成家庭采暖的需求。太陽能與電熱或燃?xì)獾容o助復(fù)合能源可解決熱水與采暖問題,但不能解決制冷問題,能源一次利用,利用效率較低,單位能源消耗最大只能獲得一倍能源。太陽能、熱泵與電熱或燃?xì)獾容o助能源復(fù)合即可解決制冷、采暖、熱水的供應(yīng),但太陽能、熱泵與電熱或燃?xì)獾容o助能源系統(tǒng)如何構(gòu)成,能源如何梯級利用是該復(fù)合能源人居環(huán)境系統(tǒng)技術(shù)的關(guān)鍵。在復(fù)合能源系統(tǒng)中,一種重要的組成部分就是蓄能部分,蓄能方式的不同,能源利用方式與效率不同。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種相變蓄能式太陽能復(fù)合能源冷、暖、熱水三聯(lián)供系統(tǒng),以相變蓄能裝置為能源復(fù)合與供應(yīng)的中心,太陽能、熱泵制冷系統(tǒng)、電熱或燃?xì)獾容o助能源相對獨(dú)立,以較少系統(tǒng)設(shè)備投入,簡潔的運(yùn)行控制,以最小的能源消耗實(shí)現(xiàn)人居環(huán)境的舒適性。為了達(dá)到上述的目的,本實(shí)用新型提供一種相變蓄能式太陽能復(fù)合能源冷、暖、熱水三聯(lián)供系統(tǒng),包括相變蓄熱器、泵站、太陽能集熱器、輔助加熱器、熱水終端、中間換熱器和熱泵制冷子系統(tǒng);所述太陽能集熱器與所述相變蓄熱器相連;所述相變蓄熱器通過所述泵站分別與所述太陽能集熱器、輔助加熱器、熱水終端和中間換熱器相連;所述熱水終端與所述輔助加熱器相連;所述中間換熱器與所述熱泵制冷子系統(tǒng)相連。上述相變蓄能式太陽能復(fù)合能源冷、暖、熱水三聯(lián)供系統(tǒng),其中,所述太陽能集熱器、輔助加熱器和中間換熱器三者之間相對獨(dú)立。[0010]上述相變蓄能式太陽能復(fù)合能源冷、暖、熱水三聯(lián)供系統(tǒng),其中,所述泵站包括熱泵循環(huán)泵、太陽能循環(huán)泵和輔助加熱循環(huán)泵;所述熱泵循環(huán)泵與所述中間換熱器相連;所述太陽能循環(huán)泵與所述太陽能集熱器相連;所述輔助加熱循環(huán)泵與所述熱水終端相連。上述相變蓄能式太陽能復(fù)合能源冷、暖、熱水三聯(lián)供系統(tǒng),其中,所述熱泵制冷子系統(tǒng)包括四通換向閥、制冷壓縮機(jī)、室內(nèi)空調(diào)未端裝置、膨脹閥和冷凝換熱器;所述四通換向閥與所述中間換熱器相連;所述四通換向閥分別與所述制冷壓縮機(jī)、室內(nèi)空調(diào)未端裝置相連;所述室內(nèi)空調(diào)未端裝置通過所述膨脹閥與所述冷凝換熱器相連;所述冷凝換熱器與所述控制閥相連;所述控制閥與所述中間換熱器相連。上述相變蓄能式太陽能復(fù)合能源冷、暖、熱水三聯(lián)供系統(tǒng),其中,所述相變蓄能體為設(shè)有相變蓄熱材料的蓄熱罐。上述相變蓄能式太陽能復(fù)合能源冷、暖、熱水三聯(lián)供系統(tǒng),其中,所述相變蓄熱材料為石蠟、聚乙二醇,氯化鈣、硫酸鈉、碳酸鈉、硫代硫酸鈉、磷酸鈉、磷酸鉀、硝酸鎂、氯化鎂、氫氧化鋇水合物,或者乙酰胺。上述相變蓄能式太陽能復(fù)合能源冷、暖、熱水三聯(lián)供系統(tǒng),其中,所述太陽能集熱器為玻璃真空管集熱器或者平板集熱器。上述相變蓄能式太陽能復(fù)合能源冷、暖、熱水三聯(lián)供系統(tǒng),其中,所述輔助加熱器為燃?xì)鉄崴骰蛘唠姛釤崴鳌I鲜鱿嘧冃钅苁教柲軓?fù)合能源冷、暖、熱水三聯(lián)供系統(tǒng),其中,所述中間換熱器為套管式換熱器、板式換熱器或者殼管式換熱器。上述相變蓄能式太陽能復(fù)合能源冷、暖、熱水三聯(lián)供系統(tǒng),其中,所述室內(nèi)空調(diào)未端裝置為吹風(fēng)式空調(diào)、自然對流式散熱器或者地板采暖裝置。本實(shí)用新型相變蓄能式太陽能復(fù)合能源冷、暖、熱水三聯(lián)供系統(tǒng)具有的積極效果是I、本實(shí)用新型相變蓄能式太陽能復(fù)合能源冷、暖、熱水三聯(lián)供系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)能量的梯級利用,優(yōu)先利用太陽能,再利用能源應(yīng)用效率較高的熱泵制冷系統(tǒng),最后利用能源應(yīng)用效率較低的輔助能源;2、本實(shí)用新型相變蓄能式太陽能復(fù)合能源冷、暖、熱水三聯(lián)供系統(tǒng)利用相變蓄能量,不僅增加了太陽能熱貯存能力,還使系統(tǒng)供熱能力與供熱穩(wěn)定性得到提高;太陽能、輔助能源、熱泵制冷系統(tǒng)復(fù)合,使冷、暖、熱水三聯(lián)供系統(tǒng)運(yùn)行不僅節(jié)能,且平穩(wěn)可靠。3、本實(shí)用新型相變蓄能式太陽能復(fù)合能源冷、暖、熱水三聯(lián)供系統(tǒng)中太陽能、輔助能源、熱泵制冷系統(tǒng)相對獨(dú)立,相變蓄能器與中間換熱器做為紐帶,系統(tǒng)控制簡單可靠;4、本實(shí)用新型相變蓄能式太陽能復(fù)合能源冷、暖、熱水三聯(lián)供系統(tǒng)中供冷、供熱可使用同一室內(nèi)空調(diào)未端裝置,冷、暖、熱水系統(tǒng)初投資相對較少。
本實(shí)用新型的相變蓄能式太陽能復(fù)合能源冷、暖、熱水三聯(lián)供系統(tǒng)由以下的實(shí)施例及附圖給出。圖I是本實(shí)用新型的相變蓄能式太陽能復(fù)合能源冷、暖、熱水三聯(lián)供系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下將結(jié)合圖I對本實(shí)用新型的相變蓄能式太陽能復(fù)合能源冷、暖、熱水三聯(lián)供系統(tǒng)作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。參見圖1,本實(shí)用新型實(shí)施例的相變蓄能式太陽能復(fù)合能源冷、暖、熱水三聯(lián)供系統(tǒng)包括相變蓄熱器I、泵站2、太陽能集熱器3、輔助加熱器4、熱水終端5、中間換熱器6和熱泵制冷子系統(tǒng);所述太陽能集熱器3是太陽熱免費(fèi)能源的收集與供應(yīng)模塊,所述太陽能集熱器3 與所述相變蓄熱器I相連,其收集的熱能向所述相變蓄能體I輸出熱能;所述相變蓄能體I是能量的貯存與供應(yīng)中心,所述相變蓄熱器I通過所述泵站2 分別與所述太陽能集熱器3、輔助加熱器4、熱水終端5和中間換熱器6相連,所述泵站2實(shí)現(xiàn)能量在所述相變蓄能體I、太陽能集熱器3、輔助加熱器4、熱水終端5、中間換熱器6之間轉(zhuǎn)移,所述輔助加熱器4是在所述相變蓄能體I能量不足時(shí)做為能源補(bǔ)充模塊;所述熱水終端5與所述輔助加熱器2相連,所述熱水終端5為生活熱水供應(yīng)點(diǎn);所述中間換熱器6與所述熱泵制冷子系統(tǒng)相連,所述中間換熱器6用于實(shí)現(xiàn)所述相變蓄能體I與所述熱泵制冷子系統(tǒng)之間的熱量交換;其中,所述太陽能集熱器2、輔助加熱器3和中間換熱器6三者之間相對獨(dú)立。繼續(xù)參見圖I,所述泵站2包括熱泵循環(huán)泵201、太陽能循環(huán)泵202和輔助加熱循環(huán)泵203 ;冷水輸入管101向所述相變蓄熱器I輸入冷水;所述熱泵循環(huán)泵201與所述中間換熱器6相連;所述太陽能循環(huán)泵202與所述太陽能集熱器3相連;所述輔助加熱循環(huán)泵 203與所述熱水終端5相連。繼續(xù)參見圖1,所述熱泵制冷子系統(tǒng)包括四通換向閥7、制冷壓縮機(jī)8、室內(nèi)空調(diào)未端裝置9、膨脹閥10和冷凝換熱器11 ;所述四通換向閥7與所述中間換熱器6相連;所述四通換向閥7分別與所述制冷壓縮機(jī)8、室內(nèi)空調(diào)未端裝置9相連;所述室內(nèi)空調(diào)未端裝置9通過所述膨脹閥10與所述冷凝換熱器11相連;所述冷凝換熱器11與所述控制閥12相連;所述控制閥12與所述中間換熱器6相連。所述四通換熱閥7用于實(shí)現(xiàn)所述熱泵制冷子系統(tǒng)供熱、制冷模式的轉(zhuǎn)變;所述制冷壓縮機(jī)8是所述熱泵制冷子系統(tǒng)的主要?jiǎng)恿υ矗鹪鰤荷郎刈饔茫凰鍪覂?nèi)空調(diào)未端裝置9置于室內(nèi),用于向室內(nèi)供應(yīng)熱量或冷量;所述膨脹閥10用于實(shí)現(xiàn)降壓降溫作用;所述冷凝換熱器11起散熱或吸熱作用;所述控制閥12用于實(shí)現(xiàn)所述冷凝換熱器11吸熱能力不足時(shí)切換到主要由所述中間換熱器6供熱。較佳地,所述相變蓄能體I可為設(shè)有相變蓄熱材料的蓄熱罐,所述相變蓄熱材料為石蠟、聚乙二醇,氯化鈣、硫酸鈉、碳酸鈉、硫代硫酸鈉、磷酸鈉、磷酸鉀、硝酸鎂、氯化鎂、 氫氧化鋇水合物,或者乙酰胺;所述太陽能集熱器3可以為玻璃真空管集熱器或者平板集熱器;所述輔助加熱器4可為燃?xì)鉄崴骰蛘唠姛釤崴?;所述中間換熱器6可以為套管式換熱器、板式換熱器或者殼管式換熱器;所述室內(nèi)空調(diào)未端裝置9可以為吹風(fēng)式空調(diào)、自然對流式散熱器或者地板采暖裝置。[0041]本實(shí)施例的相變蓄能式太陽能復(fù)合能源冷、暖、熱水三聯(lián)供系統(tǒng)工作原理是(I)冷、暖、熱水均無需求模式下,所述太陽能集熱器3收集到的太陽熱能通過所述泵站2中的太陽能循環(huán)泵202向所述相變蓄熱器I供熱,所述相變蓄熱器I貯存能量;當(dāng)所述熱水終端5溫度較低時(shí),所述泵站2中的輔助加熱循環(huán)泵203起動(dòng),所述相變蓄熱器I 中貯存的熱能提高所述熱水終端5的溫度,當(dāng)所述相變蓄熱器I中的熱能不足時(shí),所述輔助加熱器4起動(dòng),確保所述熱水終端5的使用溫度。(2)熱水需求模式下,通過所述冷水輸入管101輸入的冷水進(jìn)入所述相變蓄能器 1,所述相變蓄能器I內(nèi)的熱水流經(jīng)所述輔助加熱器4進(jìn)入所述熱水終端5,所述相變蓄能器I熱量充足時(shí),所述輔助加熱器4不必開啟,所述相變蓄能器I熱量不足時(shí),所述輔助加熱器4開啟,保證所述熱水終端5溫度。(3)制冷需求模式下,所述四通換向閥7處于制冷位置,所述制冷壓縮機(jī)8壓縮制冷劑產(chǎn)生的高溫高壓排氣流向所述中間換熱器6,當(dāng)所述相變蓄能器I貯存熱量不足時(shí),所述泵站2中的熱泵循環(huán)泵201起動(dòng),熱量由所述中間換熱器6向所述相變蓄能換熱器I供應(yīng),反之,所述泵站2中的熱泵循環(huán)泵201不起動(dòng);所述制冷壓縮機(jī)8的高溫高壓排氣流經(jīng)所述中間換熱器6進(jìn)入所述冷凝換熱器11,所述冷凝換熱器11進(jìn)一步將熱量排向室外空氣,制冷劑被冷凝后經(jīng)所述膨脹閥10降壓降溫進(jìn)入所述室內(nèi)空調(diào)未端裝置9,所述室內(nèi)空調(diào)未端裝置9向室內(nèi)提供冷量。(4)供暖需求模式下,所述四通換向閥7處于制熱位置,所述制冷壓縮機(jī)8壓縮制冷劑產(chǎn)生的高溫高壓排氣流向所述室內(nèi)空調(diào)未端裝置9,所述室內(nèi)空調(diào)未端裝置9向室內(nèi)提供熱量,制冷劑被冷凝后經(jīng)所述膨脹閥10降壓降溫,進(jìn)入所述冷凝換熱器11或所述中間換熱器6,所述冷凝換熱器11需吸收室外空氣中的熱量或經(jīng)所述中間換熱器6吸收所述相變蓄能體I內(nèi)的熱量,使制冷劑吸熱汽化,以使所述制冷壓縮機(jī)8完成吸氣過程;在室外溫度較高時(shí),所述冷凝換熱器11可以完成吸收室外空氣中的熱量的功能,所述相變蓄能體I 內(nèi)的熱量無需供應(yīng)熱量,所述泵站2中的熱泵循環(huán)泵201不啟動(dòng),在室外溫度較低時(shí),也就是說在所述冷凝換熱器11無法足額完成吸收室外空氣中的熱量的功能時(shí),所述泵站2中的熱泵循環(huán)泵201啟動(dòng),所述相變蓄能體I內(nèi)的熱量供應(yīng)熱量,當(dāng)所述冷凝換熱器11無法完成吸收室外空氣中的熱量的功能時(shí),所述控制閥12動(dòng)作,經(jīng)所述膨脹閥10降壓降溫后的制冷劑不再流經(jīng)所述冷凝換熱器11,而直接進(jìn)入所述中間換熱器6,所述泵站2中的熱泵循環(huán)泵201啟動(dòng),所述相變蓄能體I內(nèi)的熱量供應(yīng)熱量,當(dāng)所述相變蓄能體I內(nèi)熱量不足時(shí),所述泵站2中的輔助加熱器泵201開啟,所述輔助加熱器4開啟,保證所述相變蓄能體I內(nèi)熱量的供應(yīng)。本實(shí)施例的相變蓄能式太陽能復(fù)合能源冷、暖、熱水三聯(lián)供系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)能量的梯級利用,優(yōu)先利用太陽能,再利用能源應(yīng)用效率較高的熱泵制冷系統(tǒng),最后利用能源應(yīng)用效率較低的輔助能源,并利用相變蓄能量,不僅增加了太陽能熱貯存能力,還使系統(tǒng)供熱能力增強(qiáng),供熱穩(wěn)定性得到提高。本系統(tǒng)初投資較傳統(tǒng)獨(dú)立的冷、暖、熱水三系統(tǒng)投入增加不多, 但系統(tǒng)還保持了相對的獨(dú)立性,控制也簡單可靠。顯然,本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對實(shí)用新型進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本專利的精神和范圍。這樣,倘若本專利的這些修改和變型屬于本專利權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi),則本專利也意圖包括這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種相變蓄能式太陽能復(fù)合能源冷、暖、熱水三聯(lián)供系統(tǒng),其特征在于,包括相變蓄熱器、泵站、太陽能集熱器、輔助加熱器、熱水終端、中間換熱器和熱泵制冷子系統(tǒng);所述太陽能集熱器與所述相變蓄熱器相連;所述相變蓄熱器通過所述泵站分別與所述太陽能集熱器、輔助加熱器、熱水終端和中間換熱器相連;所述熱水終端與所述輔助加熱器相連;所述中間換熱器與所述熱泵制冷子系統(tǒng)相連。
2.如權(quán)利要求I所述的相變蓄能式太陽能復(fù)合能源冷、暖、熱水三聯(lián)供系統(tǒng),其特征在于,所述太陽能集熱器、輔助加熱器和中間換熱器三者之間相對獨(dú)立。
3.如權(quán)利要求I所述的相變蓄能式太陽能復(fù)合能源冷、暖、熱水三聯(lián)供系統(tǒng),其特征在于,所述泵站包括熱泵循環(huán)泵、太陽能循環(huán)泵和輔助加熱循環(huán)泵;所述熱泵循環(huán)泵與所述中間換熱器相連;所述太陽能循環(huán)泵與所述太陽能集熱器相連;所述輔助加熱循環(huán)泵與所述熱水終端相連。
4.如權(quán)利要求I所述的相變蓄能式太陽能復(fù)合能源冷、暖、熱水三聯(lián)供系統(tǒng),其特征在于,所述熱泵制冷子系統(tǒng)包括四通換向閥、制冷壓縮機(jī)、室內(nèi)空調(diào)未端裝置、膨脹閥和冷凝換熱器;所述四通換向閥與所述中間換熱器相連;所述四通換向閥分別與所述制冷壓縮機(jī)、室內(nèi)空調(diào)未端裝置相連;所述室內(nèi)空調(diào)未端裝置通過所述膨脹閥與所述冷凝換熱器相連;所述冷凝換熱器與所述控制閥相連;所述控制閥與所述中間換熱器相連。
5.如權(quán)利要求I所述的相變蓄能式太陽能復(fù)合能源冷、暖、熱水三聯(lián)供系統(tǒng),其特征在于,所述相變蓄能體為設(shè)有相變蓄熱材料的蓄熱罐。
6.如權(quán)利要求5所述的相變蓄能式太陽能復(fù)合能源冷、暖、熱水三聯(lián)供系統(tǒng),其特征在于,所述相變蓄熱材料為石蠟、聚乙二醇,氯化鈣、硫酸鈉、碳酸鈉、硫代硫酸鈉、磷酸鈉、磷酸鉀、硝酸鎂、氯化鎂、氫氧化鋇水合物,或者乙酰胺。
7.如權(quán)利要求I所述的相變蓄能式太陽能復(fù)合能源冷、暖、熱水三聯(lián)供系統(tǒng),其特征在于,所述太陽能集熱器為玻璃真空管集熱器或者平板集熱器。
8.如權(quán)利要求I所述的相變蓄能式太陽能復(fù)合能源冷、暖、熱水三聯(lián)供系統(tǒng),其特征在于,所述輔助加熱器為燃?xì)鉄崴骰蛘唠姛釤崴鳌?br>
9.如權(quán)利要求I所述的相變蓄能式太陽能復(fù)合能源冷、暖、熱水三聯(lián)供系統(tǒng),其特征在于,所述中間換熱器為套管式換熱器、板式換熱器或殼管式換熱器。
10.如權(quán)利要求I所述的相變蓄能式太陽能復(fù)合能源冷、暖、熱水三聯(lián)供系統(tǒng),其特征在于,所述室內(nèi)空調(diào)未端裝置為吹風(fēng)式空調(diào)、自然對流式散熱器或者地板采暖裝置。
專利摘要本實(shí)用新型的相變蓄能式太陽能復(fù)合能源冷、暖、熱水三聯(lián)供系統(tǒng)包括相變蓄熱器、泵站、太陽能集熱器、輔助加熱器、熱水終端、中間換熱器和熱泵制冷子系統(tǒng);所述太陽能集熱器與所述相變蓄熱器相連;所述相變蓄熱器通過所述泵站分別與所述太陽能集熱器、輔助加熱器、熱水終端和中間換熱器相連;所述熱水終端與所述輔助加熱器相連;所述中間換熱器與所述熱泵制冷子系統(tǒng)相連。本實(shí)用新型的相變蓄能式太陽能復(fù)合能源冷、暖、熱水三聯(lián)供系統(tǒng)以相變蓄能裝置為能源復(fù)合與供應(yīng)的中心,太陽能、熱泵制冷系統(tǒng)、電熱或燃?xì)獾容o助能源相對獨(dú)立,以較少系統(tǒng)設(shè)備投入,簡潔的運(yùn)行控制,以最小的能源消耗實(shí)現(xiàn)人居環(huán)境的舒適性。
文檔編號F25B41/04GK202350383SQ20112045509
公開日2012年7月25日 申請日期2011年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月16日
發(fā)明者丁志華 申請人:丁志華