專利名稱：一種太陽能熱水與空調(diào)綜合熱利用系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于太陽能利用領(lǐng)域，具體涉及一種太陽能多功能熱利用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)制冷、制熱和生活熱水的二聯(lián)供。
背景技術(shù)：
近年來“氣候變暖危機(jī)”受到全世界的關(guān)注，人們生活水平的提高對(duì)能源需求日益依賴，而化石燃料日益枯竭和環(huán)境污染加劇的矛盾迫切需要加大對(duì)可再生能源的開發(fā)力度，其中資源最為豐富的太陽能首先得到了較大較快的發(fā)展。目前的太陽能利用技術(shù)，如太陽能光伏發(fā)電存在效率不高，并且前期制造存在污染，并非完全意義上的清潔能源。而太陽能的熱利用已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)比較成熟的階段，利用太陽能熱來驅(qū)動(dòng)溴化鋰制冷機(jī)也成為研究熱點(diǎn)之一，利用夏季豐富的太陽能熱資源進(jìn)行制冷是將可再生能源直接轉(zhuǎn)換為終端用能的設(shè)備，可以省去發(fā)電過程的能源轉(zhuǎn)換。利用太陽能熱可以滿足人們的日常生活需求，尤其冬季可以利用低溫?zé)崴匕遢椛洳膳瘽M足供暖，這樣就節(jié)省了煤炭等傳統(tǒng)能源的消耗，這對(duì)CO2等溫室氣體減排和減輕環(huán)境污染意義重大。因而通過太陽能熱利用進(jìn)而實(shí)現(xiàn)制冷、制熱、生活用水三聯(lián)供是合理的選擇。但實(shí)際中，太陽能在人們生活的應(yīng)用還比較單一，僅僅獨(dú)立體現(xiàn)在熱水器或制冷機(jī)的應(yīng)用。如何構(gòu)建一種制冷、制熱、生活用水三聯(lián)供的太陽能綜合熱利用系統(tǒng)，成為待技術(shù)人員進(jìn)一步研究的方向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種利用太陽能實(shí)現(xiàn)冷、熱、生活熱水三聯(lián)供，滿足居民生活基本的能源需求的太陽能熱水與空調(diào)綜合熱利用系統(tǒng)。為達(dá)到以上目的，本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案如下所述太陽能熱水與空調(diào)綜合熱利用系統(tǒng)，包括低溫集熱器、中溫集熱器、低溫?zé)崴?、中溫?zé)崴浜臀帐街评錂C(jī)；低溫集熱器的輸出端、中溫集熱器的輸入端、中溫集熱器的輸出端、中溫?zé)崴涞牡谝惠斎攵恕⒅袦責(zé)崴涞牡谝惠敵龆?、低溫?zé)崴涞妮斎攵恕⒌蜏責(zé)崴涞牡谝惠敵龆艘来芜B接形成回路，低溫集熱器的輸出端連接低溫?zé)崴涞妮斎攵?，低溫?zé)崴涞牡诙敵龆诉B接外部生活用水系統(tǒng)，中溫?zé)崴涞牡诙敵龆诉B接吸收式制冷機(jī)的輸入端，吸收式制冷機(jī)的第一輸出端連接中溫集熱器的輸入端，吸收式制冷機(jī)的第二輸出端連接外部供冷系統(tǒng)，中溫?zé)崴涞牡谌敵龆诉B接外部供暖系統(tǒng)。進(jìn)一步地，該系統(tǒng)還包括熱泵；低溫?zé)崴涞妮敵龆诉B接熱泵室外機(jī)的輸入端，熱泵室外機(jī)的輸出端連接低溫集熱器的輸入端；中溫?zé)崴涞牡谒妮敵龆诉B接熱泵室內(nèi)機(jī)的輸入端，熱泵室內(nèi)機(jī)的第一輸出端與中溫?zé)崴涞牡谒妮敵龆艘黄疬B接外部生活用水系統(tǒng)，熱泵室內(nèi)機(jī)的第二輸出端連接外部供暖系統(tǒng)。進(jìn)一步地，所述吸收式制冷機(jī)為溴化鋰吸收制冷機(jī)。
進(jìn)一步地，所述中溫集熱器的工作溫度范圍為10(T20(TC，所述低溫?zé)崴涞墓ぷ鳒囟确秶鸀?(Tl00°C。進(jìn)一步地，集熱器采用平板集熱器或真空管集熱器。本發(fā)明的技術(shù)效果體現(xiàn)在1、實(shí)現(xiàn)能源綜合利用，能源利用率高，具有非常好的節(jié)能效果。常規(guī)的集中供能方式相對(duì)單一，當(dāng)用戶不僅僅需要電力，還需要其它形式的能量供應(yīng)，如供熱，尤其是供冷和生活熱水時(shí)，僅通過電力來滿足上述需要時(shí)難以實(shí)現(xiàn)能量的綜合梯級(jí)利用。而該系統(tǒng)可以將夏季制冷、冬季采暖和其它季節(jié)提供熱水結(jié)合起來，顯著地提高了太陽能系統(tǒng)的熱利用效率和經(jīng)濟(jì)性。2、開辟了一條利用太陽能解決空調(diào)制冷需求的嶄新技術(shù)途徑。太陽能制冷技術(shù)的最大優(yōu)點(diǎn)在于它有很好的季節(jié)匹配性，天氣越熱，越需要制冷的時(shí)候，太陽輻射條件越好，太陽能制冷系統(tǒng)的制冷量也越大。利用高溫?zé)岜门c兩級(jí)熱水組合提高熱泵的性能系數(shù)、熱水溫度，進(jìn)一步彌補(bǔ)了冬季太陽能輻射不足這一劣勢(shì)，也具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。


圖1是本發(fā)明太陽能多功能熱利用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。由圖1所示，本發(fā)明的太陽能熱水與空調(diào)綜合熱利用系統(tǒng)，功能上包括太陽能熱水系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)和供暖系統(tǒng)。所述太陽能熱水系統(tǒng)包括低溫集熱器1，中溫集熱器2，低溫?zé)崴?，中溫?zé)崴?蓄熱箱4。低溫集熱器I的輸出端、中溫集熱器2的輸入端、中溫集熱器2的輸出端、中溫?zé)崴?的第一輸入端、中溫?zé)崴?的第一輸出端、低溫?zé)崴?的輸入端、低溫?zé)崴?的第一輸出端依次連接形成回路，低溫集熱器I的輸出端連接低溫?zé)崴?的輸入端，低溫?zé)崴?的第二輸出端連接外部生活用水系統(tǒng)，中溫?zé)崴?的第二輸出端連接吸收式制冷機(jī)5的輸入端,吸收式制冷機(jī)5的第一輸出端連接中溫集熱器2的輸入端,吸收式制冷機(jī)5的第二輸出端連接外部供冷系統(tǒng)，中溫?zé)崴?的第三輸出端連接外部供暖系統(tǒng)。吸收式制冷機(jī)5可采用溴化鋰吸收制冷機(jī)，中溫?zé)崴?視規(guī)模同時(shí)配熱水箱和儲(chǔ)熱箱，也可以單獨(dú)熱水箱或儲(chǔ)熱箱。集熱器I可采用平板集熱器或真空管集熱器等等，中溫集熱器2的工作溫度范圍為10(T200°C，低溫?zé)崴銲的工作溫度范圍為2(Tl00°C。夏季工況下，所述低溫集熱器I將聚集的太陽能轉(zhuǎn)化成熱能后將水加熱至70°C左右，一部分水進(jìn)入中溫集熱器2進(jìn)一步加熱至溫度14(Tl70°C左右，然后儲(chǔ)存在中溫?zé)崴?中，利用此中溫?zé)崴鳛闊嵩匆则?qū)動(dòng)吸收式制冷機(jī)5，提供制冷空調(diào)，而放完熱量后的熱源水經(jīng)過中溫集熱器加熱以循環(huán)利用。低溫集熱器I的熱水大部分進(jìn)入低溫?zé)崴?以供生活熱水。冬季工況下，低溫集熱器1、中溫集熱器2、低溫?zé)崴?和中高溫?zé)崴?為太陽能熱水及供暖系統(tǒng)4。由于太陽能輻射熱流密度比較低，低溫集熱器I將聚集的太陽能將水加熱至40°C左右，產(chǎn)生的熱水一部分進(jìn)入低溫?zé)崴?，另一部分熱水進(jìn)入二級(jí)中溫集熱器2，進(jìn)一步加熱至溫度80°C左右，儲(chǔ)存在中高溫?zé)崴?儲(chǔ)熱箱44中，由于低溫?zé)崴?中溫度稍低，不足以滿足生活熱水溫度要求，此時(shí)可以通過組合使用，使中溫?zé)崴?儲(chǔ)熱箱44中的熱水與低溫?zé)崴?中的熱水進(jìn)行混合，使其溫度達(dá)到50°C左右以供生活熱水。陽光充足的日子，中溫?zé)崴?儲(chǔ)熱箱44中的熱水可以留待陰雨天的熱水溫度調(diào)節(jié)，還可以部分通過地板輻射向室內(nèi)供暖，放完熱量后的熱源水可以經(jīng)過中溫集熱器加熱以循環(huán)利用。當(dāng)無日照或陰雨天時(shí)，低溫?zé)崴?的溫度比較低，不能達(dá)到生活熱水與供暖的要求?？梢岳萌照仗熘袦?zé)崴?儲(chǔ)熱箱44中的熱水進(jìn)行調(diào)節(jié)，以獲得50°C左右生活熱水。進(jìn)一步可選的熱泵方案，是在低溫?zé)崴?和中溫?zé)崴?之間增加一個(gè)高溫?zé)岜?。通過兩級(jí)溫度熱水與高溫?zé)岜玫穆?lián)合作用，獲得高溫?zé)岜玫母咝嵝?，并?shí)現(xiàn)采暖和生活熱水。陰雨天則通過中溫蓄熱箱與低溫?zé)崴涞慕M合調(diào)節(jié)提升室外機(jī)的溫度以獲得合理的熱泵的性能系數(shù)和效率。低溫?zé)崴?的輸出端連接高溫?zé)岜檬彝鈾C(jī)6的輸入端，高溫?zé)岜檬彝鈾C(jī)6的輸出端連接低溫集熱器I輸入端；中溫?zé)崴?的第四輸出端連接高溫?zé)岜檬覂?nèi)機(jī)7的輸入端,高溫?zé)岜檬覂?nèi)機(jī)7的第一輸出端與中溫?zé)崴?的第四輸出端一起連接外部生活用水系統(tǒng)，高溫?zé)岜檬覂?nèi)機(jī)7的第二輸出端連接外部供暖系統(tǒng)。將低溫?zé)崴?中的水源通過高溫?zé)岜?換熱溫度可達(dá)65、5°C )的室外機(jī)6，將中溫?zé)崴?的熱水通過熱泵的室內(nèi)機(jī)7，將其溫度提升到80°C左右，這部分熱水可以直接向室內(nèi)供暖，熱水降溫后進(jìn)入中溫集熱器中進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)加熱，同時(shí)通過組合調(diào)節(jié)可以提供50°C左右的熱水作為生活熱水。其中高溫?zé)岜盟h(huán)實(shí)例如圖1虛線框所示。當(dāng)然如果沒有足夠的投資，也可以取消高溫?zé)岜孟到y(tǒng)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.太陽能熱水與空調(diào)綜合熱利用系統(tǒng)，其特征在于，包括低溫集熱器、中溫集熱器、低溫?zé)崴洹⒅袦責(zé)崴浜臀帐街评錂C(jī)； 低溫集熱器的輸出端、中溫集熱器的輸入端、中溫集熱器的輸出端、中溫?zé)崴涞牡谝惠斎攵?、中溫?zé)崴涞牡谝惠敵龆?、低溫?zé)崴涞妮斎攵?、低溫?zé)崴涞牡谝惠敵龆艘来芜B接形成回路，低溫集熱器的輸出端連接低溫?zé)崴涞妮斎攵?，低溫?zé)崴涞牡诙敵龆诉B接外部生活用水系統(tǒng)，中溫?zé)崴涞牡诙敵龆诉B接吸收式制冷機(jī)的輸入端，吸收式制冷機(jī)的第一輸出端連接中溫集熱器的輸入端，吸收式制冷機(jī)的第二輸出端連接外部供冷系統(tǒng)，中溫?zé)崴涞牡谌敵龆诉B接外部供暖系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能熱水與空調(diào)綜合熱利用系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括熱泵；低溫?zé)崴涞妮敵龆诉B接熱泵室外機(jī)的輸入端，熱泵室外機(jī)的輸出端連接低溫集熱器的輸入端；中溫?zé)崴涞牡谒妮敵龆诉B接熱泵室內(nèi)機(jī)的輸入端，熱泵室內(nèi)機(jī)的第一輸出端與中溫?zé)崴涞牡谒妮敵龆艘黄疬B接外部生活用水系統(tǒng)，熱泵室內(nèi)機(jī)的第二輸出端連接外部供暖系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太陽能熱水與空調(diào)綜合熱利用系統(tǒng)，其特征在于，所述吸收式制冷機(jī)為溴化鋰吸收制冷機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太陽能熱水與空調(diào)綜合熱利用系統(tǒng)，其特征在于，所述中溫集熱器的工作溫度范圍為10(T200°C，所述低溫?zé)崴涞墓ぷ鳒囟确秶鸀?(Tl00°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太陽能熱水與空調(diào)綜合熱利用系統(tǒng)，其特征在于，集熱器采用平板集熱器或真空管集熱器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種太陽能熱水與空調(diào)綜合熱利用系統(tǒng)，包括低溫集熱器、中溫集熱器、低溫?zé)崴洹⒅袦責(zé)崴浜臀帐街评錂C(jī)；低溫集熱器的輸出端、中溫集熱器的輸入端、中溫集熱器的輸出端、中溫?zé)崴涞妮斎攵?、中溫?zé)崴涞妮敵龆?、低溫?zé)崴涞妮斎攵?、低溫?zé)崴涞妮敵龆艘来芜B接形成回路，低溫集熱器的輸出端連接低溫?zé)崴涞妮斎攵?，低溫?zé)崴涞妮敵龆诉B接生活用水系統(tǒng)，中溫?zé)崴涞妮敵龆诉B接吸收式制冷機(jī)的輸入端，吸收式制冷機(jī)的輸出端連接中溫集熱器的輸入端，吸收式制冷機(jī)的輸出端連接供冷系統(tǒng)，中溫?zé)崴涞妮敵龆诉B接外部供暖系統(tǒng)。本發(fā)明利用太陽能實(shí)現(xiàn)冷、熱、生活熱水三聯(lián)供，能源利用率高，具有非常好的節(jié)能效果。
文檔編號(hào)F25B27/00GK102997492SQ201210513359
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月3日
發(fā)明者丁國(guó)忠, 舒水明, 井煜鋒 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)