太阳能与空气能耦合热水、采暖、制冷集成系统的制作方法

文档序号:12528840阅读:788来源:国知局

本实用新型涉及一种系统,具体地说是一种太阳能与空气能耦合热水、采暖、制冷集成系统。



背景技术:

实现太阳能光热利用应用于建筑热水、采暖、制冷全功能应用是整个行业所致力研究、开发和反复实践追求的一个大趋势。经过十几年来的发展,虽然已经取得一定成果,但还没有形成真正意义上的具有普及和实用价值的成熟方案。

单一的太阳能采暖方案由于太阳能辐射(受热条件)不确定因素以及太阳能热效率不足或太阳能集热面积有限(总得热量不足)等因素局限,除特别条件的农业用大棚低温采暖可用外,在建筑采暖上一般都得不到理想应用。目前可见的太阳能采暖方式通常是太阳能作为单独的装置独立集热,完成基础热源再配合常规电能、锅炉、燃气、地源或空气热泵形成两套装置,并依靠后者来达到和完成建筑采暖的目的,同时还必须配置单独的空调机组来满足夏天的制冷需求。而由于受建筑物结构、条件、设施和太阳能自身条件、技术方案等条件的局限,使得太阳能的贡献和价值比重很低,甚至只是一种理念利用,只能停留在极少数试验状态下的应用。

随着能源日益紧缺,节能减排形势日趋严峻,现代城市建设和新农村城镇化建设发展,人民生活质量和水平不断提高的需要。如何提升太阳能光热利用水平,创新太阳能热水、采暖、制冷技术尤其迫切和意义重大。



技术实现要素:

本实用新型的目的是提供一种太阳能与空气能耦合热水、采暖、制冷集成系统,该系统利用太阳能系统和热泵系统的各自优点,进行有机结合。节能效果突出,实施简单方便,实用性强,性价比高。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的:

一种太阳能与空气能耦合热水、采暖、制冷集成系统,其特征在于:该系统包括太阳能集热器、蒸发器、压缩机、储热水箱、冷、热交换器、采暖、制冷分水器、四通阀、冷、热释放装置和热水连接器,压缩机的工质接口通过四通阀分别与冷、热交换器的工质接口或蒸发器的工质接口相连;与太阳能集热器、蒸发器或冷、热交换器的工质接口相连接;冷、热交换器的水接口分别与储热水箱和采暖、制冷分水器的水接口相连接;采暖、制冷分水器的水接口与冷、热释放装置的水接口相连接;储热水箱的热水出水管与热水连接器相连接,储热水箱的冷水进水管与自来水连接。

进一步,本实用新型中,蒸发器和太阳能集热器采用并列方式,一端与压缩机的工质接口连接、另一端与冷、热交换器的工质接口连接。

实现制冷过程和制热过程时,压缩机的工质接口通过四通阀对制冷、采暖过程进行循环切换。

本实用新型中,采暖制热过程中蒸发器和太阳能集热器采用并列方式,一端(并列方式后的蒸发器和太阳能集热器工质接口)与压缩机的工质接口连接、另一端(并列方式后的蒸发器和太阳能集热器工质接口)与冷、热交换器的工质接口连接。蒸发器和太阳能集热器管道中均为压缩机用冷媒。

为了保证太阳能的最充分利用和整体效率得到很好提高,本实用新型采用叶片式(通气形式)的太阳能-空气能双能集热器,这种通气形式的太阳能-空气能双能集热器在既能保证获取良好光照充分利用和发挥太阳热能的作用,同时又能利用通气形式的条件有效地获得空气热能帮助和提高蒸发汽化效果。使整个系统能效大大提高。

制冷过程中,通过压缩机高低压两侧的四通阀的切换,使得管路连接模式回归普通空调制冷管路连接,制冷时压缩机高压侧的工质接口通过四通阀与蒸发器的工质接口相连;压缩机低压侧的工质接口通过四通阀与冷热交换器的工质接口相连接,压缩机正常工作,实现制冷功能,并通过冷、热交换器的交换至冷、热释放装置中实现供冷功能。

制热过程中冷、热交换器的一端工质进管与压缩机高压侧连接、压缩机的工质接口与集热器和蒸发器的工质出管相连接。太阳能集热器和蒸发器分别获得的低品质热能都通过压缩机做功转化成高品质热能进入冷、热交换器,通过换热进入储热水箱或者冷、热释放装置。

本实用新型将太阳能集热系统、空气能热泵系统、空调制冷系统结合成一个系统,极大地提高了太阳能和空气能能源利用价值和创新了太阳能采暖技术同时完善了制冷功能提供了完整的集成系统解决方案。采用蒸发器和太阳能集热器并列方式,使太阳能应用在与建筑一体化的前提下,突破局限普及应用,使单一空气能热泵能效比产生显著的提高。并在压缩机功能条件下通过管路循环的切换,实现了基本的制冷功能,免去了用户单独购置制冷空调的费用。做到了最大限度的集成化,既能获取适温足量的生活热水又可以做到建筑采暖、制冷。

本实用新型结构简单实施方便,实用性强,性价比高。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

一种太阳能与空气能耦合热水、采暖、制冷集成系统,包括太阳能集热器1、蒸发器2、压缩机3、储热水箱4、冷、热交换器5、采暖、制冷分水器6、四通阀7、冷、热释放装置8和热水连接器9。太阳能集热器采用叶片式(通气形式)的太阳能-空气能双能集热器,这种通气形式的太阳能-空气能双能集热器在既能保证获取良好光照充分利用和发挥太阳热能的作用,同时又能利用通气形式的条件有效地获得空气热能帮助和提高蒸发汽化效果。使整个系统能效大大提高。压缩机的工质接口通过四通阀分别与冷、热交换器的工质接口或蒸发器的工质接口相连;同时,压缩机的工质接口通过四通阀分别与太阳能集热器、蒸发器或冷、热交换器的工质接口相连接;冷、热交换器的水接口分别与储热水箱和采暖、制冷分水器的水接口相连接;采暖、制冷分水器的水接口与冷、热释放装置的水接口相连接;储热水箱的热水出水管与热水连接器相连接,储热水箱的冷水进水管与自来水连接。

压缩机的工质接口通过四通阀对制冷、采暖过程进行循环切换,实现制冷过程和制热过程。

采暖制热过程中,蒸发器和太阳能集热器采用并列方式,一端(并列方式后的蒸发器和太阳能集热器工质接口)与压缩机的工质接口连接、另一端(并列方式后的蒸发器和太阳能集热器工质接口)与冷凝器的工质接口连接。蒸发器和太阳能集热器管道中均为压缩机用冷媒。

制热过程中冷、热交换器的一端工质进管与压缩机高压侧连接、压缩机的工质接口与集热器和蒸发器的工质出管相连接。太阳能集热器和蒸发器分别获得的低品质热能都通过压缩机做功转化成高品质热能进入冷、热交换器,通过换热进入储热水箱或者冷、热释放装置。

制冷过程中,通过压缩机高低压两侧的四通阀的切换,使得管路连接模式回归普通空调制冷管路连接,制冷时压缩机高压侧的工质接口通过四通阀与蒸发器的工质接口相连;压缩机低压侧的工质接口通过四通阀与冷热交换器的工质接口相连接,压缩机正常工作,实现制冷功能,并通过冷、热交换器的交换至冷、热释放装置中实现供冷功能。

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