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              太陽熱水空調建筑一體化系統.pdf

              摘要
              申請專利號:

              CN201010199538.1

              申請日:

              2010.05.31

              公開號:

              CN101825373A

              公開日:

              2010.09.08

              當前法律狀態:

              撤回

              有效性:

              無權

              法律詳情: 發明專利申請公布后的視為撤回IPC(主分類):F25B 29/00申請公布日:20100908|||實質審查的生效IPC(主分類):F25B 29/00申請日:20100531|||公開
              IPC分類號: F25B29/00; F25B30/06; F24J2/04; F24F5/00; F24D3/18 主分類號: F25B29/00
              申請人: 海口天冷太陽能電力有限公司
              發明人: 邢詒存; 龐鴻山; 謝家儒; 吳先斌
              地址: 570125 海南省海口市玉沙路12號椰城大廈704室
              優先權:
              專利代理機構: 代理人:
              PDF完整版下載: PDF下載
              法律狀態
              申請(專利)號:

              CN201010199538.1

              授權公告號:

              ||||||

              法律狀態公告日:

              2013.11.06|||2012.04.11|||2010.09.08

              法律狀態類型:

              發明專利申請公布后的視為撤回|||實質審查的生效|||公開

              摘要

              本發明是一種間接和直接利用太陽能的熱水、空調與建筑一體化系統,它由太陽集熱單元[1]、風機盤管[2]、盤管節流閥[3]、冷卻電磁閥[4]、冷卻塔[5]、冷凍水輸出電磁閥[6]、冷凍水輸出泵[7]、貯冷水池[8]、冷凍水輸入泵[9]、冷凍水輸入電磁閥[10]、冷凍水輸入節流閥[11]、水冷冷水機組[12]、熱水節流閥[13]、熱水泵[14]、貯熱水池[15]、噴頭[16]、單元泵[17]、單元節流閥[18]等組成,實現了太陽熱水空調與建筑一體化,全天候供應熱水和冷凍水(夏天)。根據太陽高度角,氣象條件和用戶要求,從多種配置中選擇最佳方案達到大幅度節能:夏天,實現熱水和空調聯供,避免了熱污染和冷量損耗,在最低溫度時段制冷貯冷,提高了效率,又能移峰填谷,節省電費,緩解用電緊張;冬天,實現熱水和采暖聯供。采用水循環貯熱貯冷供熱供冷系統,減少集熱面積和換熱環節,降低了成本;太陽熱轉換效率高,空氣熱轉換能效高,初投資、運行費和節電,都優于同容量的傳統太陽熱水空調系統。

              權利要求書

              1: 一種由太陽集熱單元、冷卻塔、風機盤管、貯熱水池、貯冷水池、節流閥、水泵、水冷冷水機組等組成的太陽熱水空調建筑一體化系統,其特征是:本系統中,太陽集熱單元[1]的進口與貯熱水池[15]下方一個接口連接,其出口通過單元節流閥[18]、單元泵[17]與[15]上方一個接口連接形成太陽環路;水冷冷水機組[12]的熱水進口與[15]下方的另一個接口連接,同時與冷卻塔[5]冷卻水出口連接,[12]的熱水出口經熱水節流閥[13]、熱水泵[14]與[15]上方的另一接口連接,同時通過冷卻電磁閥[4]與[5]冷卻水進口連接,形成的空氣環路一側構成直接和間接利用太陽能互補環路,其按規定程序加熱[15]中的水,由洗澡噴頭[16]或通過管道供熱水洗澡或他用。空氣環路另一側[12]的冷凍水出口與貯冷水池[8]下方的一個接口連接,[12]的冷凍水進口通過冷凍水輸入節流閥[11]、冷凍水輸入電磁閥[10]、冷凍水輸入泵[9]與[8]上方的一個接口連接,形成制冷水環路;[8]上方的另一個接口與風機盤管[2]的出口連接,[8]下方的另一個接口通過冷凍水輸出泵[7]、冷凍水出電磁閥[6]、盤管節流閥[3]與[2]的進口連接,形成供冷空調環路。
              2: 按照權利要求1所述的太陽熱水空調建筑一體化系統,其特征在于:太陽集熱單元[1]采用分體式太陽能對流型集熱管。構成平板式集熱器,或采用相應的平板集熱器都具有構造簡單、價廉.、高效等特點,外形平整輕薄易與建筑結合,又具有一定的抗凍能力。
              3: 按照權利要求1所述的,其特征在于貯熱水池[15]的上方有兩個進水口,一個出水口,其下方有兩個出水口,在水池中采用流量自適應布水器,使池中熱水水溫分布都處于良好的均衡狀態,以確保加熱水有很高的能效。
              4: 按照權利要求1所述的太陽熱水空調建筑一體化系統,其特征在于:水冷冷水機組[12]設熱水通道和冷水通道,具有將空氣中的低溫熱能高效轉換為熱能和冷能,以加熱水和制冷凍水并由其通道輸出。
              5: 按照權利要1所述的太陽熱水空調建筑一體化系統,其特征在于:貯冷水池[8]上方有一個進水口,一個出水口,其下方也有一個進水口,一個出水口,在池中采用流量自適應布水器,使其冷凍水水溫分布都處于良好的均衡狀態,以確保制冷凍水有很高的能效。
              6: 按照權利要求1所述的太陽熱水空調建筑一體化系統,其特征在于:冷卻塔[5]和貯熱水池[15]通過熱水節流閥[13]、熱水泵[14]和冷卻電磁閥[4]控制其與[12]的熱水出水口接通和流量。

              說明書


              太陽熱水空調建筑一體化系統

                  【技術領域】

                  本發明涉及一種熱水、空調與建筑一體化的設備,尤其涉及一種間接和直接利用太陽能的制熱、制冷裝置及其構成的熱水、空調與建筑一體化系統。

                  背景技術

                  太陽能是分布廣泛、豐富、清潔的可再生能源。目前,間接利用太陽能的空氣源熱泵、水源熱泵和地源熱泵把存儲在空氣中、江河湖海中、淺地層中的太陽能(廣泛均勻的低溫熱能)轉換為熱能和冷能;直接利用太陽能的太陽熱水器把太陽光能轉換為熱能,在全世界范圍內都得到廣泛應用,有很好的社會效益和經濟效益。

                  但是,直接利用太陽能,由于太陽能密度低、間歇性,使得初投資大,實現全天候供熱水難度大,需要輔助能源,用油或氣作輔助能源有污染,使用也不方便,用電加熱器作為輔助,加熱量較大的洗澡用水,把高品位的電能轉換為低品位的低溫熱能,其轉換程序不合理,而且耗電量巨大。間接利用太陽能的空氣源熱泵,由于空氣溫度隨地區、季節變化大,在使用過程中的問題有:冬天難啟動,產熱能效低;所需蒸發器吸熱面積大,通過的空氣流量大;易結霜,熱量損失大。

                  【發明內容】

                  本發明的目的,是綜合現有間接利用太陽能的熱泵和直接利用太陽能熱水器的優點,克服其各自的不足,以《太陽冷水器》為基礎,在最低溫度時段制冷貯冷,在最高溫度時段制熱貯熱,提供一種間接和直接利用太陽能的互補技術,充分利用太陽能,來實現全天候供熱水,同時,夏天供冷空調,冬天供熱采暖,而且,合理設計管道和水池使其與建筑一體化。

                  本發明所設計的太陽熱水空調建筑一體化系統由太陽集熱單元、冷卻塔(水源換熱器或地源換熱器)、風機盤管、貯熱水池、貯冷水池、節流閥、水泵、水冷冷水機組等組成。其中設計的太陽集熱單元采用分體式太陽能對流型集熱管,構成平板式集熱器,或采用相應的平板集熱器都具有構造簡單、價廉、高效等特點,外形平整輕薄易與建筑結合,又具有一定的抗凍能力。水冷冷水機組,根據不同地區、季節用空氣源的選用冷卻塔,用水源的選用水源換熱器,用地源的選用地源換熱器。風機盤管可采用明裝的、暗裝的或落地的。所設計的貯熱水池由建筑材料構成,其上方有兩個進水口一個出水口,下方有兩個出水口,在水池中采用流量自適應布水器,使池中熱水水溫分布都處于良好的均衡狀態,以確保加熱水有很高的能效。所設計的貯冷水池上方有一個進水口,一個出水口,其下方也有一個進水口,一個出水口,在池中采用流量自適應布水器,使其冷凍水水溫分布都處于良好的均衡狀態,以確保制冷凍水有很高的能效。所設計的熱泵采用水冷冷水機組,根據不同地區、季節選用空氣源、水源或地源,設熱水通道和冷水通道,具有將空氣中、江河湖海中、淺地層中的低溫熱能高效轉換為熱能和冷能,以加熱水和制冷凍水并由其通道輸出。冷卻塔和貯熱水池通過熱水輸出節流閥、熱水泵和冷卻電磁閥控制其與水冷冷水機組的熱水出水口接通和流量。

                  本發明所設計的太陽熱水空調建筑一體化系統,根據太陽高度角,氣象條件和用戶要求,從多種配置中選擇最佳方案達到大幅度節能:夏天,實現熱水和空調聯供,避免了熱污染和冷量損耗,在最低溫度時段制冷貯冷,提高了效率,又能移峰填谷,節省電費,緩解用電緊張;冬天,實現熱水和采暖聯供。采用水循環貯熱貯冷供熱供冷系統,減少集熱面積和換熱環節,降低了成本;太陽熱轉換效率高,空氣熱轉換能效高,初投資、運行費和節電,都優于同容量的傳統太陽熱水空調系統。

                  【附圖說明】

                  附圖是本發明實施的太陽熱水空調建筑一體化系統的部分工作流程圖。

                  【具體實施方式】

                  附圖所示結構,其中:太陽集熱單元[1]、風機盤管[2]、盤管節流閥[3]、冷卻電磁閥[4]、冷卻塔[5]、冷凍水輸出電磁閥[6]、冷凍水輸出泵[7]、貯冷水池[8]、冷凍水輸入泵[9]、冷凍水輸入電磁閥[10]、冷凍水輸入節流閥[11]、水冷冷水機組[12]、熱水節流閥[13]、熱水泵[14]、貯熱水池[15]、噴頭[16]、單元泵[17]、單元節流閥[18]等。

                  按照附圖所示的太陽熱水空調建筑一體化系統中,太陽集熱單元[1]的進口與貯熱水池[15]下方一個接口連接,其出口通過單元節流閥[18]、單元泵[17]與[15]上方一個接口連接形成太陽環路;水冷冷水機組[12]的熱水進口與[15]下方的另一個接口連接,同時與冷卻塔[5]冷卻水出口連接,[12]的熱水出口經熱水輸出節流閥[13]、熱水泵[14]與[15]上方的另一接口連接,同時通過冷卻電磁閥[4]與[5]冷卻水進口連接,形成的空氣環路一側構成直接和間接利用太陽能互補環路,其按規定程序加熱[15]中的水,由洗澡噴頭[16]或通過管道供熱水洗澡或采暖或其他生活用水。空氣環路另一側[12]的冷凍水出口與貯冷水池[8]下方的一個接口連接,[12]的冷凍水進口通過冷凍水輸入節流閥[11]、冷凍水輸入電磁閥[10]、冷凍水輸入泵[9]與[8]上方的一個接口連接,形成制冷水環路;[8]上方的另一個接口與風機盤管[2]的出口連接,[8]下方的另一個接口通過冷凍水輸出泵[7]、冷凍水出電磁閥[6]、盤管節流閥[3]與[2]的進口連接,形成供冷空調環路。冬天采暖時,[2]通過[7]、[6]、[3]接[15]的熱水進口、出口,[12]的冷凍水進口、出口接[5]或水源換熱器或地源換熱器。

                  附圖所示結構中,太陽集熱單元[1],采用分體式太陽能對流型集熱管,構成平板式集熱器(或采用平板集熱器)具有結構簡單、價廉、可靠、壽命長,又平整輕薄,便于與建筑結合,具有一定的抗凍能力。所設計的貯熱水池[15]由建筑材料構成,其內部設有保溫建筑材料構成的保溫層,上方有兩個進水口一個出水口,下方有兩個出水口,在水池中采用流量自適應布水器,使池中熱水水溫分布都處于良好的均衡狀態,以確保加熱水有很高的能效。水冷冷水機組[12],根據不同地區、季節,選用空氣源的或水源的或地源的,分別配用冷卻塔、水源換熱器、地源換熱器。貯冷水池[8]由建筑材料構成,其內部設有保溫建筑材料構成的保溫層,上方有一個進水口,一個出水口,下方也有一個進水口,一個出水口,在池中采用流量自適應布水器,使其冷凍水水溫分布都處于良好的均衡狀態,以確保制冷凍水有很高的能效。冷卻塔[5]和貯熱水池[15]通過熱水節流閥[13]、熱水泵[14]和冷卻電磁閥[4]控制其與水冷冷水機組[12]的熱水出水口接通和流量。

                  本發明所設計的太陽集熱單元[1]的集熱面積,僅滿足正常照(日照時數≥6小時/天),由太陽能獨立供熱水,但是,在空調季節,由冷卻水預熱[15]中的水,日照時數≥1.5小時/天,也可滿足由太陽能獨立供熱水,或根據太陽高度角、氣象條件和用戶要求設計。當[1]與貯熱水池[15]的高度差在20cm至100cm時,可省去單元泵[17]和單元節流閥[18],讓集熱、貯熱在自然循環狀態下工作;否則,調節好[18],啟動[17]在強迫循環下工作。在太陽輻射下,[1]中的水被加熱,其上端較熱的水經管道、[15]上方的接口流回池中;[15]下方溫度較低的水,經其接口、管道、[1]的進口,流到[1]的下部,反復循環,使[15]中水加熱到大于供水溫度。[15]中的熱水通過管道供噴頭[16]熱水洗澡或經管道供給其他生活用水,當[16]和[15](或其他供熱水裝置)之高度差不夠時,需加供水泵;也可設計滿足采暖供水溫度,通過管道和轉換裝置,供給風機盤[2]熱水,進行采暖。在陰雨天,當貯熱水池[15]中的水溫低于供熱水溫度時,水冷冷水機組[12]工作,熱水泵[14]、熱水節流閥[13]啟動,加熱[15]中的水并存貯起來以供生活用。多云天,太陽輻射加熱水未能達到供水溫度時,太陽能、空氣源、水源或地源互補加熱水。可通過時間控制或太陽輻射度控制,使其工作都處于最佳狀態,大幅度節約電能。

                  當貯冷水箱[8]水溫高于供冷空調溫度時,水冷冷水機組[12]工作,冷凍水輸入泵[9]、冷凍水輸入電磁閥[10]啟動,冷凍水輸出電磁閥[6]關閉,冷凍水輸出泵[7]停止。[8]上方溫度較高的水,由冷凍水輸入泵[9]驅動,自[8]上方的輸出口流經冷凍水輸入電磁閥[10]、冷凍水輸入節流閥[11]、[12]的冷凍水入口、冷凍水通道、[12]的冷凍水輸出口至[8]下方的冷凍水入口,使其中的水降溫。同時,把其低溫熱轉換為較高品位的熱能,并把熱水通道中的水加熱,經熱水節流閥[13]、熱水泵[14]泵到貯熱水池[15]中。以上過程反復循環,使[8]中水溫降到空調所需的溫度。[8]中水的低溫熱能,來自風機盤[2]或冷卻塔[5](水源換熱器或地源換熱器),來自空氣源、水源或地源。供冷空調時,冷凍水輸出泵[8]啟動、冷凍水輸出電磁閥[6]啟動,冷卻電磁閥[4]關閉,冷凍水自貯冷水池[8]下方出口,流經[6]、[7]、盤管節流閥[3]、風機盤[2]的進出口至[8]上方的進口,構成供冷環路,以把[8]中水的冷量輸至房間釋放,降低房間的溫度。供冷時,可同時制冷。若供冷時不制冷,冷凍水輸入泵[9]停止,冷凍水輸入電磁閥[10]關閉,避免[8]中冷凍水倒流造成冷量損失。

                  電腦自動控制本太陽熱水空調建筑一體化系統工作的全過程。

                  

              關 鍵 詞:
              太陽 熱水 空調 建筑 一體化 系統
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