一种基于空气循环的多能源供能系统的制作方法
【专利摘要】本发明属于太阳能利用技术领域，并公开了一种基于空气循环的多能源供能系统，其特征在于，包括空气源?水源热泵系统、水集热器系统、燃气锅炉系统、空气集热器系统和中央空调系统，所述空气源?水源热泵系统包括压缩机、冷凝器、节流阀、风冷蒸发器和水冷蒸发器；所述水集热器系统包括太阳能水集热器、蓄热水箱和水泵，所述空气集热器系统包括太阳能空气集热器和风机；所述燃气锅炉系统包括燃气锅炉和水泵；各系统各部分通过管道连接，并通过阀门启闭来切换组合。本发明在环境条件改变时，可以通过阀门的启闭，从而切换到合适的工作模式来保证建筑的供能要求。
【专利说明】
一种基于空气循环的多能源供能系统
技术领域
[0001]本发明属于太阳能利用技术领域，更具体地，涉及一种基于空气循环的多能源供能系统。
【背景技术】
[0002]在能源资源日益紧缺，化石燃料的污染问题越来越受到人们关注的时期，太阳能和空气源热栗作为一种十分清洁、环保的设备越加受到社会的推广。太阳能资源十分丰富，而空气源热栗的热量取自空气，只需要极少的压缩功，能效比很高。虽然太阳能资源广泛，但是也有其缺点:太阳能的能流密度低，能量比较分散，并且具有间歇性和不稳定性，不利于设备的连续稳定运行，且受天气和季节的影响很大。空气资源的量也是无穷无尽的，并且不受天气的影响，是一种免费的可再生能源。空气源热栗利用空气这种低品位热源，加上少量的电能，可以产生高品位的热量，能效比很高。目前，空气源热栗的工艺已经比较成熟，并且样式多样化，实现了批量市场的生产。相对于水源热栗和地源热栗，它的设备初投资成本要低，并且安装和维护更为简单。近年来太阳能与热栗技术作为缓解能源压力、促进环境保护的手段得到国家大力支持，将太阳能与传统能源进行复合可以互补各自的缺陷、应对天气变化，是实现可持续发展战略、发展绿色建筑的很好的方式。
【发明内容】
[0003]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于空气循环的多能源供能系统，能在各种天气条件下满足建筑的供暖要求。
[0004]为实现上述目的，按照本发明，提供了一种基于空气循环的多能源供能系统，其特征在于，包括空气源-水源热栗系统、水集热器系统、燃气锅炉系统、空气集热器系统和中央空调系统，其中，
[0005]所述空气源-水源热栗系统包括水冷蒸发器、压缩机、冷凝器和风冷蒸发器，所述水冷蒸发器的I 口连接阀门vm的I 口，所述阀门vm的Π 口分别连接阀门vk的I 口和压缩机的I口，所述阀门vk的Π 口连接所述风冷蒸发器的I 口，所述风冷蒸发器的Π 口连接阀门vl的I口，所述压缩机的Π 口连接所述冷凝器的I 口，所述冷凝器的Π 口连接所述节流阀的I 口，所述水冷蒸发器的π 口连接阀门vn的I 口，所述阀门vn的Π 口分别连接所述节流阀的Π 口和所述阀门vl的Π 口 ；
[0006]所述水集热器系统包括太阳能水集热器、蓄热水箱、第一水栗pa和第二水栗pb，所述燃气锅炉系统包括燃气锅炉、热水盘管、用于朝热水盘管吹风的第一风机、第三水栗Pc和第四水栗Pd，所述空气集热器系统包括太阳能空气集热器和用于朝所述太阳能空气集热器吹风的第二风机，所述中央空调系统包括中央空调
[0007]所述太阳能水集热器的I口通过阀门V a与蓄热水箱的I 口连接，所述太阳能水集热器的Π 口通过第二水栗pb与所述蓄热水箱的Π 口连接，所述蓄热水箱的m 口与所述水冷蒸发器的m 口连接，所述蓄热水箱的IV 口连接第二水栗Pb的I 口，所述第二水栗Pb的π 口分别连接阀门VO的I 口、阀门vd的I 口和阀门vh的I 口，所述阀门VC^n 口连接所述水冷蒸发器的IV口，所述阀门vd的Π 口连接所述冷凝器的ΙΠ 口，所述阀门vh的Π 口分别连接所述第四水栗Pd的I 口、所述热水盘管的I 口和所述冷凝器的m 口，所述第四水栗Pd的Π 口通过阀门ve与所述燃气锅炉的I 口连接，所述燃气锅炉的Π 口通过第三水栗pc和阀门vf与所述蓄热水箱的IV口连接，所述热水盘管的Π 口通过阀门vp与所述蓄热水箱的V 口连接;所述热水盘管设置在箱体内，所述箱体的I 口连接阀门vi的I 口，所述阀门vi的Π 口分别连接用于将热风送入室内的第一空气管路和阀门vj的I 口，所述阀门vj的Π 口分别连接阀门vg的I 口和阀门vc的I 口，所述阀门vg的Π 口连接所述中央空调的I 口，所述阀门vc的Π 口分别连接所述太阳能空气集热器的I 口和阀门vb的I 口，所述阀门vb的Π 口连接所述风冷蒸发器的ΙΠ
□ O
[0008]优选地，所述中央空调的Π口上连接有第二空气客路，以用于将热风引入室内。
[0009]优选地，所述箱体的Π口连接有用于将热风送入室内的第三空气管路。
[0010]优选地，所述燃气锅炉通过天然气供气，或通过工业余热供热。
[0011]总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果:
[0012]I)本发明的热栗具有两种蒸发器，可以根据实际需要选择不同的热源，从而达到最好的供暖效果。
[0013]2)本发明使用了水、制冷剂、空气三种换热媒介，可根据实际情况组合使用，并且最终都以热风的形式送入室内供暖。
[0014]3)本发明能够将太阳能、电能、空气能、余热或天然气等多种能源进行组合使用，避免了单一能源所易造成的不便与不经济。
[0015]4)本发明根据所监测到的参数来对供暖方式进行选择切换以达到最佳的节能效果，从而满足建筑的供暖需求。
【附图说明】
[0016]图1是本发明的结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0018]参照图1，一种基于空气循环的多能源供能系统，包括空气源-水源热栗系统、水集热器系统、燃气锅炉系统、空气集热器系统和中央空调系统，其中，
[0019]所述空气源-水源热栗系统包括水冷蒸发器5、压缩机1、冷凝器2和风冷蒸发器4，所述水冷蒸发器5的I 口连接阀门vm的I 口，所述阀门vm的Π 口分别连接阀门vk的I 口和压缩机I的I 口，所述阀门vk的Π 口连接所述风冷蒸发器4的I 口，所述风冷蒸发器4的Π 口连接阀门vl的I 口，所述压缩机I的Π 口连接所述冷凝器2的I 口，所述冷凝器2的Π 口连接所述节流阀3的I 口，所述水冷蒸发器5的Π 口连接阀门vn的I 口，所述阀门vn的Π 口分别连接所述节流阀3的Π 口和所述阀门vl的Π 口 ；
[0020]所述水集热器系统包括太阳能水集热器9、蓄热水箱6、第一水栗pa和第二水栗pb，所述燃气锅炉7系统包括燃气锅炉7、热水盘管8、用于朝热水盘管8吹风的第一风机10、第三水栗pc和第四水栗pd，所述空气集热器系统包括太阳能空气集热器11和用于朝所述太阳能空气集热器11吹风的第二风机13，所述中央空调系统包括中央空调12[0021 ]所述太阳能水集热器9的I 口通过阀门V a与蓄热水箱6的I 口连接，所述太阳能水集热器9的Π 口通过第二水栗pb与所述蓄热水箱6的Π 口连接，所述蓄热水箱6的ΙΠ 口与所述水冷蒸发器5的m 口连接，所述蓄热水箱6的IV 口连接第二水栗Pb的I 口，所述第二水栗Pb的Π 口分别连接阀门VO的I 口、阀门vd的I 口和阀门vh的I 口，所述阀门VC^n 口连接所述水冷蒸发器5的IV口，所述阀门vd的Π 口连接所述冷凝器2的ΙΠ 口，所述阀门vh的Π 口分别连接所述第四水栗Pd的I 口、所述热水盘管8的I 口和所述冷凝器2的ΙΠ 口，所述第四水栗pd的Π 口通过阀门V5与所述燃气锅炉7的I 口连接，所述燃气锅炉7的Π 口通过第三水栗PC和阀门vf与所述蓄热水箱6的IV 口连接，所述热水盘管8的Π 口通过阀门vp与所述蓄热水箱6的V 口连接;所述热水盘管8设置在箱体内，所述箱体的I 口连接阀门vi的I 口，所述阀门vi的Π 口分别连接用于将热风送入室内的第一空气管路和阀门vj的I 口，所述阀门vj的Π 口分别连接阀门vg的I 口和阀门vc的I 口，所述阀门vg的Π 口连接所述中央空调12的I 口，所述阀门vc的Π 口分别连接所述太阳能空气集热器11的I 口和阀门vb的I 口，所述阀门vb的Π 口连接所述风冷蒸发器4的m 口。
[0022]进一步，所述中央空调12的Π口上连接有第二空气客路，以用于将热风引入室内。
[0023]进一步，所述箱体的Π口连接有用于将热风送入室内的第三空气管路。
[0024]进一步，所述燃气锅炉7通过天然气供气，或通过工业余热供热。
[0025]本发明的中央空调系统通过风道给室内输送冷/热风。燃气锅炉7系统通过燃气制取热水，热水送入室内，通过盘管给室内输送热风。热栗系统拥有并联的两个蒸发器，其中一个是风冷式、另一个是水冷式，根据所选取的不同形式来切换蒸发器的形式，热栗制取热水，热水送入室内，通过盘管给室内输送热风。太阳能水集热器9系统中，水集热器吸收太阳能制取热水储存到蓄热水箱6中，热水既可送入室内，通过盘管你给室内输送，也可以作为热栗的热源。太阳能空气集热器系统中，空气集热器11吸收太阳能加热空气，加热后的空气既可直接送入室内供暖，也可以作为热栗的热源。热水盘管8通过第二风机13，使空气与热水换热制取热风，也可以将来自中央空调12或空气集热器11的热风通过风道混合后送入室内。
[0026]本多能源供能系统在工作方式如下:
[0027]检测空气集热器11出口空气温度，若其温度能够满足室内供暖要求，则可以有以下两种运行模式(以下各种模式中，未说明开启的阀门、水栗及风机均保持关闭状态，):
[0028]a、开启阀门vc、阀门vj，开启第一风机10，将加热后的空气作为新风直接通入室内；
[0029]b、开启阀门vc、阀门vg、阀门vj，开启第一风机10，将加热后的空气作为新风，与中央空调12的进风混合后，一起给室内供暖，可以减少中央空调进风，且二者的风量可按实际要求调整；
[0030]若空气集热器出11口空气温度不能满足室内供暖要求，则需启动热水供暖循环系统。
[0031]此时，若水箱6的水温在仅有水集热器9工作时，能满足室内供暖的要求，则可以有以下三种运行模式:
[0032]c、开启阀门va、阀门vh、阀门v1、阀门vp，开启第一水栗pa、第二水栗pb，开启第二风机13，水箱6中的热水通过热水盘管8换热，给室内提供热风。
[OO33 ] d、开启阀门va、阀门vg、阀门vh、阀门v 1、阀门v j、阀门vp，开启第一水栗pa、第二水栗Pb，开启第二风机13，将c方案中的热风与中央空调12的进风混合后，一起给室内供暖，可以减少中央空调进风，且二者的风量可按实际要求调整；
[0034]e、开启阀门va、阀门ve、阀门vf、阀门vh、阀门vp，开启第一水栗pa、第二水栗pb、第三水栗pc、第四水栗Pd，开启第二风机13，将水箱6中的热水与燃气锅炉7所制得的热水混合，一起送入热水盘管8换热，给室内提供热风，这样可以减少燃气锅炉7的送水量，且二者的水量可按实际要求调整。
[0035]若空气集热器13出口空气温度不能满足室内供暖要求，且水箱6的水温在仅有水集热器9工作时，也不能满足室内供暖的要求，则可以有以下几种工作模式:
[0036]f、在环境温度合适时，可启动热栗，以环境为热源，开启阀门vd、阀门v1、阀门vk、阀门vl、阀门vp，开启第二水栗Pb，开启第二风机13，构成空气源热栗系统，通过冷凝器2换热制取的热水，经热水盘管8换热，给室内提供热风；
[0037]g、开启阀门vd、阀门vg、阀门V1、阀门v j、阀门vk、阀门vl、阀门vp，开启第二水栗
Pb，开启第二风机13，将f方案中的热风与中央空调12的进风混合后，一起给室内供暖，可以减少中央空调12进风，且二者的风量可按实际要求调整；
[0038]h、开启阀门vd、阀门ve、阀门vf、阀门v1、阀门vk、阀门vl、阀门vp，开启第二水栗Pb、第三水栗pc、第四水栗pd，开启第二风机13，将f方案中的制得的热水与燃气锅炉7制得的热水混合，一起送入热水盘管8换热，给室内提供热风，这样可以减少燃气锅炉7的送水量，且二者的水量可按实际要求调整；
[0039]1、在环境温度较低时，g方案中的热栗达不到供暖要求，则开启阀门vb、阀门vd、阀门v1、阀门vk、阀门V1、阀门vp、，开启第二水栗pb，开启第一风机10、第二风机13，以空气集热器11加热过的空气为热源，形成空气源热栗系统，通过冷凝器2换热制取的热水，经热水盘管8换热，给室内提供热风；
[0040 ] j、开启阀门vb、阀门vd、阀门V 1、阀门vg、阀门v j、阀门vk、阀门V1、阀门vp，开启第二水栗Pb，开启第一风机10、第二风机13，将i方案中的热风与中央空调12的进风混合后，一起给室内供暖，可以减少中央空调进风，且二者的风量可按实际要求调整；
[0041 ] k、开启阀门vb、阀门vd、阀门ve、阀门vf、阀门v 1、阀门vk、阀门V1、阀门vp，开启第二水栗Pb、第三水栗pc、第四水栗pd，开启第一风机10、第二风机13，将i方案中的制得的热水与燃气锅炉7制得的热水混合，一起送入热水盘管8换热，给室内提供热风，这样可以减少燃气锅炉7的送水量，且二者的水量可按实际要求调整；
[0042]1、在环境温度过低，i方案中的热栗达不到供暖要求时，开启阀门vd、阀门v1、阀门vm、阀门vn、阀门V0、阀门vp，开启第二水栗pb，开启第二风机13，以水箱6中的热水为热源，形成水源热栗，通过冷凝器2换热制取的热水，经热水盘管8换热，给室内提供热风；
[0043 ] m、开启阀门vd、阀门vg、阀门v1、阀门v j、阀门vm、阀门vn、阀门vo、阀门vp，开启第二水栗Pb，开启第二风机13，将I方案中的热风与中央空调12的进风混合后，一起给室内供暖，可以减少中央空调12进风，且二者的风量可按实际要求调整；
[0044]η、开启阀门vd、阀门ve、阀门vf、阀门v1、阀门vm、阀门vn、阀门vo、阀门vp，开启第二水栗Pb、第三水栗pc、第四水栗pd，开启第二风机13，将I方案中的制得的热水与燃气锅炉7制得的热水混合，一起送入热水盘管8换热，给室内提供热风，这样可以减少燃气锅炉7的送水量，且二者的水量可按实际要求调整；
[0045]若在集热器配合下的几种热栗依然不能满足供暖要求时，则需使用以下几种模式:
[0046]O、开启阀门vg、阀门vj，单独使用中央空调系统12供暖；
[0047]P、开启阀门ve、阀门vf、阀门v1、阀门vp，开启第三水栗pc、第四水栗pd，开启第二风机13，单独使用燃气锅炉系统7供暖；
[0048]q、开启阀门ve、阀门vf、阀门vg、阀门v1、阀门v j、阀门vp，开启第三水栗pc、第四水栗Pd，开启第二风机13，将燃气锅炉系统7与中央空调系统12配合使用，各自所占供暖负荷可按实际要求调整。
[0049]本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于空气循环的多能源供能系统，其特征在于，包括空气源-水源热栗系统、水集热器系统、燃气锅炉系统、空气集热器系统和中央空调系统，其中， 所述空气源-水源热栗系统包括水冷蒸发器、压缩机、冷凝器和风冷蒸发器，所述水冷蒸发器的I 口连接阀门Vm的I 口，所述阀门vm的Π 口分别连接阀门vk的I 口和压缩机的I 口，所述阀门vk的Π 口连接所述风冷蒸发器的I 口，所述风冷蒸发器的Π 口连接阀门vl的I 口，所述压缩机的Π 口连接所述冷凝器的I 口，所述冷凝器的Π 口连接所述节流阀的I 口，所述水冷蒸发器的π 口连接阀门vn的I 口，所述阀门vn的Π 口分别连接所述节流阀的Π 口和所述阀门vl的Π 口 ； 所述水集热器系统包括太阳能水集热器、蓄热水箱、第一水栗Pa和第二水栗pb，所述燃气锅炉系统包括燃气锅炉、热水盘管、用于朝热水盘管吹风的第一风机、第三水栗pc和第四水栗Pd，所述空气集热器系统包括太阳能空气集热器和用于朝所述太阳能空气集热器吹风的第二风机，所述中央空调系统包括中央空调； 所述太阳能水集热器的I 口通过阀门V a与蓄热水箱的I 口连接，所述太阳能水集热器的Π 口通过第二水栗pb与所述蓄热水箱的Π 口连接，所述蓄热水箱的m 口与所述水冷蒸发器的m 口连接，所述蓄热水箱的IV 口连接第二水栗Pb的I 口，所述第二水栗Pb的π 口分别连接阀门VO的I 口、阀门vd的I 口和阀门vh的I 口，所述阀门VC^n 口连接所述水冷蒸发器的IV口，所述阀门vd的Π 口连接所述冷凝器的ΙΠ 口，所述阀门vh的Π 口分别连接所述第四水栗pd的I 口、所述热水盘管的I 口和所述冷凝器的ΙΠ 口，所述第四水栗pd的Π 口通过阀门ve与所述燃气锅炉的I 口连接，所述燃气锅炉的Π 口通过第三水栗pc和阀门vf与所述蓄热水箱的IV 口连接，所述热水盘管的Π 口通过阀门vp与所述蓄热水箱的V 口连接;所述热水盘管设置在箱体内，所述箱体的I 口连接阀门vi的I 口，所述阀门vi的Π 口分别连接用于将热风送入室内的第一空气管路和阀门vj的I 口，所述阀门vj的Π 口分别连接阀门vg的I 口和阀门VC的I 口，所述阀门Vg的Π 口连接所述中央空调的I 口，所述阀门VC的Π 口分别连接所述太阳能空气集热器的I 口和阀门vb的I 口，所述阀门vb的Π 口连接所述风冷蒸发器的m 口。2.根据权利要求1所述的一种基于空气循环的多能源供能系统，其特征在于，所述中央空调的Π 口上连接有第二空气客路，以用于将热风引入室内。3.根据权利要求1所述的一种基于空气循环的多能源供能系统，其特征在于，所述箱体的Π 口连接有用于将热风送入室内的第三空气管路。4.根据权利要求1所述的一种基于空气循环的多能源供能系统，其特征在于，所述燃气锅炉通过天然气供气，或通过工业余热供热。
【文档编号】F24D3/18GK106051884SQ201610446200
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月20日
【发明人】舒水明, 文科, 常华伟, 向璨
【申请人】华中科技大学