专利名称：一种基于太阳能中高温利用的供热制冷方法
技术领域：
本发明涉及一种基于太阳能中高温利用的供热制冷方法。
背景技术：
供热与制冷技术不仅为个人生活、工作创造了舒适的环境，同时也满足了工业过程中的冷热需求。随着经济发展，由于供热与制冷过程中产生的能耗已经占到建筑能耗的 55%，同时工业热能占社会中能耗的60% ；因此，在社会大力提倡节能降损的情况下，太阳能作为一种可再生的能源被越来越多地延伸至采暖、制冷、中高温应用领域中，并拥有广阔的前景。目前，利用太阳能热能实现供热与制冷的方法是指利用太阳能加热介质，并将这种介质根据需要送入制冷装置实现制冷，或送入供热装置实现供热。这种方式虽然能降低制冷供热过程中的能耗，但是这种方法具有三方面的缺点1、太阳能热利用存在间歇性与不稳定性；2、太阳能能量密度低；3、现有技术中可实现上述方法的系统的效率较低，并存在太阳能集热系统与制冷供热装置的匹配问题。为了克服太阳能供热制冷技术的上述缺点，人们对此进行了多方面的改进。首先， 为了解决太阳能能量密度低的问题，开发了太阳能槽式集热器、蝶式集热器等，实现了太阳能热能中高温利用以及提高了工业热利用的可行性；其次，为了解决太阳能热利用的间歇性与不稳定性，使用了辅助热源与蓄热装置，通过辅助热源，比如电加热，热泵等设备，可以弥补太阳能的间歇性与能量密度低的缺点，但同时增加了成本；而蓄热装置，比如显热蓄热，相变蓄热等技术的应用，也在一定程度上解决该问题，且能够实现太阳能热利用的最大化；最后，为了解决系统效率以及匹配的问题，主要可以通过提高热源温度与制冷供热机组效率这两种方法来实现，其中，提高热源温度可以通过增加集热器面积，或者改变集热器类型解决；制冷机组效率的提高主要是指吸收式制冷机组和吸附式制冷机组，国内外相关研究机构对此开发了各种机组。经专利检索发现，国内关于利用太阳能供热与制冷技术的专利主要集中在制冷以及供热设备的提出上。例如，在申请号为20052002^73中公开了一种太阳能和热泵结合的供热方式，但这种方式并没有充分的利用太阳能；又例如，在申请号为02109563中公开了一种太阳能蓄热供热供冷装置，该系统直接利用地下底层土壤作为蓄热装置，同时在夏季直接利用土壤作为冷源，虽然具有一定的节能效果，但增加建造成本。以上技术均是就太阳能供热制冷工艺中的某个环节进行改进，解决的是单方面的问题，而目前尚未有一种新型的太阳能供热制冷工艺能够在整体上达到高效、稳定、节能等目标。
发明内容
为了克服现有利用太阳能制冷与供热工艺的不足，本发明旨在提供一种改进的基于太阳能中高温利用的供热制冷方法，以达到既充分利用太阳能，又能以较低成本实现白天与夜晚连续供热或者制冷，克服太阳能利用的间歇性与不稳定性的目的。
本发明所述的一种基于太阳能中高温利用的供热制冷方法，它包括下列步骤白天供热制冷步骤，即在能够利用太阳能的情况下，实现供热或制冷，该步骤包括产能步骤，利用太阳能集热产生热能；蓄能步骤，存储部分所述热能；供热/制冷步骤，将所述热能输送至供热装置，实现供热；或将所述热能输送至制冷装置，实现制冷；夜间供热制冷步骤，即在无法利用太阳能的情况下，将所述蓄能步骤中存储的热能输送至供热装置，实现供热；或将所述蓄能步骤中存储的热能输送至制冷装置，实现制冷。在上述的基于太阳能中高温利用的供热制冷方法中，所述白天供热制冷步骤还包括判断步骤，判断环境温度和光照条件是否满足预设值，即若环境温度和光照条件满足预设值时，则执行蓄能步骤；若环境温度和光照条件不满足预设值时，则执行供热/制冷步骤。在上述的基于太阳能中高温利用的供热制冷方法中，所述产能步骤通过太阳能槽式集热器实现。在上述的基于太阳能中高温利用的供热制冷方法中，所述蓄能步骤通过蓄热箱实现，且该蓄热箱设有蓄热侧进、出口和供热侧进、出口。在上述的基于太阳能中高温利用的供热制冷方法中，所述制冷装置采用热驱动制冷机组；所述供热装置采用空调末端机组。由于采用了上述的技术解决方案，本发明根据在白天或夜间利用太阳能的不同情况，在白天阳光充足的时候，将部分太阳能热能存储起来，以用于在无法利用太阳能的情况下，依靠这部分热能实现供热或制冷。通过这种方法不仅克服了太阳能供热制冷的不稳定性和间接性，还有效提高了太阳能的利用率，降低了供热与制冷过程中的能耗。
具体实施例方式本发明的一种基于太阳能中高温利用的供热制冷方法，包括下列步骤白天供热制冷步骤，即在能够利用太阳能的情况下，实现供热或制冷，该步骤包括产能步骤，利用太阳能集热产生热能；蓄能步骤，存储部分热能；供热/制冷步骤，将热能输送至供热装置，实现供热；或将热能输送至制冷装置， 实现制冷；夜间供热制冷步骤，即在无法利用太阳能的情况下，例如阴雨天等，将蓄能步骤中存储的热能输送至供热装置，实现供热；或将蓄能步骤中存储的热能输送至制冷装置，实现制冷。在本发明的白天供热制冷步骤中还包括判断步骤，判断环境温度和光照条件是否满足预设值，即若环境温度和光照条件满足预设值，即阳光充足时，则执行蓄能步骤；
若环境温度和光照条件不满足预设值，即光照一般时，则执行供热/制冷步骤。通过上述判断步骤，可以根据环境和气候的实际条件，控制太阳能的利用情况，从而在满足供热制冷的需求的同时，使之达到最大利用率。本发明中的产能步骤可以通过太阳能槽式集热器实现，这种太阳能槽式集热器可以使得工作介质最高温度达到200°C，平均温度在150°C以上，从而能够使得整个系统的效率更高，并降低系统能耗，实现太阳能热能中高温利用。本发明中的蓄能步骤可以通过具有蓄热侧进、出口和供热侧进、出口的蓄热箱来实现，利用这种同时具有蓄热和供热功能的蓄热箱来克服太阳能热利用的间隙性和不稳定性，以较低的成本使得供热与制冷能够连续运行。本发明中的制冷装置可以采用热驱动制冷机组(例如太阳能空调或太阳能制冰机等)，使之能够在最低能耗情况下利用太阳能达到制冷的目的；供热装置可以采用用于室内供热或工业用热的空调末端机组(或水箱)来实现。综上所述，本发明不仅克服了太阳能供热制冷的不稳定性和间接性，还有效提高了太阳能的利用率，降低了供热与制冷过程中的能耗。以上结合附图
实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种基于太阳能中高温利用的供热制冷方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤白天供热制冷步骤，即在能够利用太阳能的情况下，实现供热或制冷，该步骤包括 产能步骤，利用太阳能集热产生热能； 蓄能步骤，存储部分所述热能；供热/制冷步骤，将所述热能输送至供热装置，实现供热；或将所述热能输送至制冷装置，实现制冷；夜间供热制冷步骤，即在无法利用太阳能的情况下，将所述蓄能步骤中存储的热能输送至供热装置，实现供热；或将所述蓄能步骤中存储的热能输送至制冷装置，实现制冷。
2.根据权利要求1所述的基于太阳能中高温利用的供热制冷方法，其特征在于，所述白天供热制冷步骤还包括判断步骤，判断环境温度和光照条件是否满足预设值，即若环境温度和光照条件满足预设值时，则执行蓄能步骤； 若环境温度和光照条件不满足预设值时，则执行供热/制冷步骤。
3.根据权利要求1或2所述的基于太阳能中高温利用的供热制冷方法，其特征在于，所述产能步骤通过太阳能槽式集热器实现。
4.根据权利要求1或2所述的基于太阳能中高温利用的供热制冷方法，其特征在于，所述蓄能步骤通过蓄热箱实现，且该蓄热箱设有蓄热侧进、出口和供热侧进、出口。
5.根据权利要求1或2所述的基于太阳能中高温利用的供热制冷方法，其特征在于，所述制冷装置采用热驱动制冷机组；所述供热装置采用空调末端机组。
全文摘要
本发明涉及一种基于太阳能中高温利用的供热制冷方法，它包括白天供热制冷步骤和夜间供热制冷步骤；白天供热制冷步骤即在能够利用太阳能的情况下，实现供热或制冷，该步骤包括产能步骤，利用太阳能集热产生热能；蓄能步骤，存储部分所述热能；供热/制冷步骤，将所述热能输送至供热装置，实现供热；或将所述热能输送至制冷装置，实现制冷；夜间供热制冷步骤即在无法利用太阳能的情况下，将所述蓄能步骤中存储的热能输送至供热装置，实现供热；或将所述蓄能步骤中存储的热能输送至制冷装置，实现制冷。本发明不仅克服了太阳能供热制冷的不稳定性和间接性，还有效提高了太阳能的利用率，降低了供热与制冷过程中的能耗。
文档编号F25B29/00GK102235773SQ20101015095
公开日2011年11月9日 申请日期2010年4月20日 优先权日2010年4月20日
发明者廖文俊, 曾乐才 申请人:上海电气集团股份有限公司