CN107036214A - 一种太阳能空调系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种太阳能空调系统，属于太阳能领域，包括集热器、循环泵Ⅰ、储热水箱、自动控制系统、循环泵Ⅱ、辅助热源、制暖机、制冷机、冷水箱、冷却塔、风机和空调出风口。集热器的输入端与循环泵Ⅰ的输出端连接，集热器的输出端与储热水箱连接。循环泵Ⅰ的输入端与储热水箱连接。储热水的输出端分别与制暖机和制冷机连接。风机的输出端与制暖机和制冷机连接。制暖机和制冷机的出风口与空调出风口连接。制暖机和制冷机的冷水回路经冷却塔与冷水箱连接。冷水箱经循环泵Ⅱ与储热水箱连接。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能领域，特别是涉及一种太阳能空调系统。
背景技术
随着地球表面温度逐年上升，人们对夏季空调的要求越来越强烈，安装空调已成为我国大部分地区的一股消费浪潮。太阳能空调系统可以发挥夏季制冷、冬季采暖、全年提供热水的综合优势，取得显著的经济、社会和环境效益，具有广阔的推广应用前景。
现有的很多的空调系统的热能使用的效率不高，没能很好的利用太阳能，因此需要设计出利用率更高，协调能力更好的太阳能空调系统。
发明内容
本发明提供一种太阳能空调系统，解决现有太阳能空调系统效率不高的问题。
本发明通过以下技术方案解决上述问题：
一种太阳能空调系统，包括集热器、循环泵Ⅰ、储热水箱、自动控制系统、循环泵Ⅱ、辅助热源、制暖机、制冷机、冷水箱、冷却塔、风机和空调出风口；
所述集热器的输入端与循环泵Ⅰ的输出端连接，所述集热器的输出端与储热水箱连接；所述循环泵Ⅰ的输入端与储热水箱连接；所述储热水箱的输出端分别与制暖机和制冷机连接；所述风机的输出端与制暖机和制冷机连接；所述制暖机和制冷机的出风口与空调出风口连接；所述制暖机和制冷机的冷水回路经冷却塔与冷水箱连接；所述冷水箱经循环泵Ⅱ与储热水箱连接；所述自动控制系统的温度采集端与储热水箱连接，输出端分别与制暖机、制冷机和辅助热源连接。
本发明还进一步包括生活用储热水箱，生活用储热水箱与储热水箱通过环路管道连接。
上述方案中，优选的是集热器为热管式真空管集热器，流通集热器的热交换媒介是热媒水。
上述方案中，优选的是储热水箱包括大储热水箱和小储热水箱，小储热水箱主要用于空调系统启动。
上述方案中，优选的是辅助热源为辅助燃油锅炉或生物质热能发生器。
上述方案中，优选的是制冷机为溴化锂吸收式制冷机。
上述方案中，优选的是制暖机和制冷机的热介质进入口处分别设置有开关K1和开关K2，开关K1和开关K2一个开启一个关闭。
上述方案中，优选的是制暖机和制冷机的进风口处分别设置有开关K3、开关K4，开关K3和开关K4一个开启一个关闭。
本发明的优点与效果是：
1、本发明利用太阳集热器为吸收式制冷机提供其发生器所需要的热媒水，热媒水的温度越高，则制冷机的性能系数(亦称COP)越高，这样空调系统的制冷效率也越高。
2、本发明的集热器使用热管式真空管集热器具有效率高、耐冰冻、启动快、保温好、承压高、耐热冲击、运行可*等诸多优点，是组成高性能太阳能空调系统的重要部件。热管式真空管集热器可为高效溴化锂制冷机提供88℃的热媒水，从而提高整个系统的制冷效率；这种集热器还可在北方寒冷的冬季有效地工作，为建筑物供暖。。
3、本发明设置了大、小两个储热水箱，小储热水箱主要用于保证系统的快速启动。测试结果表明，在夏季和冬季晴天的早晨，小储热水箱内水温就能分别达到88℃和60℃，从而满足制冷和供暖的要求，不仅可以使系统稳定运行，还可以把太阳辐照高峰时的多余能量以热水形式储存起来。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明。
一种太阳能空调系统，如图1所示，包括集热器、循环泵Ⅰ、储热水箱、自动控制系统、循环泵Ⅱ、辅助热源、制暖机、制冷机、冷水箱、冷却塔、风机、空调出风口、生活用储热水箱和4个开关。4个开关分别为K1、K2、K3和K4，开关K1和开关K2一个开启一个关闭，开关K3和开关K4一个开启一个关闭，开关K1和开关K3开启或关闭的状态相同，开关K2和开关K4的开启或关闭的状态相同。
集热器的输入端与循环泵Ⅰ的输出端连接，集热器的输出端与储热水箱连接。集热器为热管式真空管集热器，流通集热器的热交换媒介是热媒水。热媒水经过由循环泵Ⅰ抽到集热器的循环弯管上进行吸收热量，从而使得热媒水吸收太阳能温度升高，完成热量的吸收。循环泵Ⅰ的输入端与储热水箱连接，循环泵Ⅰ把储热水箱中冷的热媒水抽到集热器上。根据一天内太阳辐照度变化的固有特点，储热水箱不仅可以使系统稳定运行，还可以把太阳辐照高峰时的多余能量以热水形式储存起来。本系统与一般太阳能空调系统的不同之处在于设置了大、小两个储热水箱。小储热水箱主要用于保证系统的快速启动。测试结果表明，在夏季和冬季晴天的早晨，小储热水箱内水温就能分别达到88℃和60℃，从而满足制冷和供暖的要求。
储热水箱的输出端分别与制暖机和制冷机连接。风机的输出端与制暖机和制冷机连接。制暖机和制冷机的出风口与空调出风口连接。储热水箱的高温度的热媒水经过管道输送到制暖机或制冷机，制暖机把热媒水的热量转换为热空气，由风机把热风送到空调出风口，实现暖风的制造。其中，制暖机为市场常见的制暖机。制冷机热媒水的热量转换为冷气，由风机把热风送到空调出风口，实现冷风的制造。热媒水温度60℃左右，则制冷机COP约0～40；若热媒水温度90℃左右，则制冷机COP约0～70；若热媒水温度120℃左右，则制冷机COP可达110以上。
制暖机和制冷机的冷水回路经冷却塔与冷水箱连接。冷水箱经循环泵Ⅱ与储热水箱连接。高温的热媒水被进行热转换后变成温度较低的热媒水，低温的热媒水传送到冷水箱进行保存。尽管储热水箱可以储存能量，但它的能力毕竟是有限的。本系统专门设计了一个储冷水箱。在白天太阳辐照充裕的情况下，可以将制冷机产生的冷媒水储存在储冷水箱内，其优点在于这种情况下的系统热量损失显然要比以热媒水形式储存在储热水箱中低得多，因为夏季环境温度与冷媒水温度之间的温差要明显小于热媒水温度与环境温度之间的温差。
自动控制系统的温度采集端与储热水箱连接，采集储热水箱的温度，输出端分别与制暖机、制冷机和辅助热源连接。自动控制系统为现有的空调的自动控制系统，对制暖机、制冷机和辅助热源的开关进行控制。所有太阳能系统的运行都不可避免地要受到气候条件的影响。为使系统可以全天候发挥空调、采暖功能，辅助的常规能源是必不可少的。该太阳能空调系统选用了辅助燃油热水锅炉，在白天太阳辐照量不足以及夜间需要继续用冷或用热时，可随即启动辅助锅炉，确保系统持续稳定地运行。
在利用太阳能部分地替代常规能源的系统中，系统启动、能量储存以及太阳能与常规能源之间切换等功能的自动化都显得尤为重要；另外，本系统设置了几个储水箱，如何在不同的工况下自动启用不同的水箱，走不同的管路，也是系统正常运行的关键；再则，太阳能系统还应可*地解决自动防过热和防冻结的问题。因此，我们为该太阳能空调系统设计了一套安全可、功能齐全的自动控制系统。
整个太阳能馆的总体设计即使建筑物造型美观、新颖别致，又能满足集热器安装的要求。依据这个原则，建筑物的南立面采用大斜屋顶结构，一则斜面的面积比平面大得多，可以布置更多的集热器；二则在斜面上布置集热器时无需考虑前后遮挡问题，而且造型也非常美观。斜屋顶倾角取35°，与当地纬度接近，有利于集热器充分发挥作用。
先进的复合超导能量储存转换器：该装置利用清大中研科研人员潜心三年研制成功的温变能量储存超导液，对和它连接的各种能源装置产生的能量进行储存，经转换后输出。温变能量储存超导液是由无极活性金属及其化合物经过科学的组方设计而成，该液体具有超常规的热活性和低温传导性，其传热速度是普通水的3倍，并且热容量大。特别适合太阳能集热装置，白天吸热储能晚上放热利用，改变了太阳能产生的时间差。
超导太阳能集热器：它利用超导集热的原理将分散的太阳辐射能，收集并传导至室内冷暖分散系统，提供房间取暖。该系统经适当改造后，也可独立的应用到农副产品烘干，木材厂干燥板材，化工原料干燥，温室大棚升温。
生物质热能发生器：就是燃烧生物质秸秆及生物质压缩块，废旧家俱等材料的热水产生装置。它所使用燃料均为可再生的生物资源，属于再生能源范畴。推广使用可再生的生物质能源技术和产品，具有很高的经济效益和深远的社会意义.
超导地源制冷系统：利用夏季地源低温的能量，通过超导系统，直接冷却房间中的空气达到制冷目的。
以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明并不限于实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可作出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请的范围内。
Claims (8)
1.一种太阳能空调系统，其特征在于：包括集热器、循环泵Ⅰ、储热水箱、自动控制系统、循环泵Ⅱ、辅助热源、制暖机、制冷机、冷水箱、冷却塔、风机和空调出风口；
所述集热器的输入端与循环泵Ⅰ的输出端连接，所述集热器的输出端与储热水箱连接；所述循环泵Ⅰ的输入端与储热水箱连接；所述储热水箱的输出端分别与制暖机和制冷机连接；所述风机的输出端与制暖机和制冷机连接；所述制暖机和制冷机的出风口与空调出风口连接；所述制暖机和制冷机的冷水回路经冷却塔与冷水箱连接；所述冷水箱经循环泵Ⅱ与储热水箱连接；所述自动控制系统的温度采集端与储热水箱连接，输出端分别与制暖机、制冷机和辅助热源连接。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能空调系统，其特征在于：还包括生活用储热水箱，生活用储热水箱与储热水箱通过环路管道连接。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能空调系统，其特征在于：所述集热器为热管式真空管集热器，流通集热器的热交换媒介是热媒水。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能空调系统，其特征在于：所述储热水箱包括大储热水箱和小储热水箱，小储热水箱主要用于空调系统启动。
5.根据权利要求1所述的一种太阳能空调系统，其特征在于：所述辅助热源为辅助燃油锅炉或生物质热能发生器。
6.根据权利要求1所述的一种太阳能空调系统，其特征在于：所述制冷机为溴化锂吸收式制冷机。
7.根据权利要求1所述的一种太阳能空调系统，其特征在于：所述制暖机和制冷机的热介质进入口处分别设置有开关K1和开关K2，开关K1和开关K2一个开启一个关闭。
8.根据权利要求1所述的一种太阳能空调系统，其特征在于：所述制暖机和制冷机的进风口处分别设置有开关K3、开关K4，开关K3和开关K4一个开启一个关闭。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20170811 |