太陽能建築一體化冷熱源節能系統的製作方法

2023-09-16 11:31:30

專利名稱：太陽能建築一體化冷熱源節能系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及太陽能建築系統，目的是提供一種太陽能建築一體化冷熱源節能系統。
背景技術：
隨著全球能源危機和環境惡化的不斷加劇，太陽能作為一種無處不在、取之不盡、用之不竭的，潔淨無汙染的能源正日益受到重視，它的廣泛運用對於節約不可再生的礦物能源，保護環境，改善人類生存空間具有重要的意義。太陽能在建築上的應用正是在這一環境下發展起來的，太陽能與建築一體化即是將太陽能利用設施與建築有機結合，然而現有技術中，如何利用太陽能實現整個建築系統的供暖，一直是阻擾太陽能建築推廣的一個因素。

實用新型內容本實用新型提出的一種太陽能建築一體化冷熱源節能系統，其能利用太陽能實現整個建築系統的供暖。本實用新型的技術方案是這樣實現的一種太陽能建築一體化冷熱源節能系統，包括空調子系統和採暖子系統，其還包括生活熱水子系統、與所述空調子系統和採暖子系統管道連接的儲熱子系統、與所述儲熱子系統管道連接的太陽能集熱子系統，所述生活熱水子系統分別與太陽能集熱子系統、儲熱子系統管道連接。採用本實用新型的有益效果在於所述太陽能集熱子系統將太陽能轉換成熱能，通過管路中的工作介質將熱量傳遞至生活熱水子系統，工作介質出生活熱水子系統後，其相當部分的餘熱繼續為儲熱子系統提供熱量，儲熱子系統儲存熱量以供空調子系統和採暖子系統使用。工作介質通過儲熱子系統後為低能量狀態，回歸至太陽能集熱子系統。如此循環，便能形成一個持續的太陽能供熱系統，其運用到建築系統中，即是實現了太陽能整個建築系統的供暖。

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本實用新型太陽能建築一體化冷熱源節能系統的結構示意圖。
具體實施方式
下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。一種太陽能建築一體化冷熱源節能系統，包括空調子系統I和採暖子系統2，其還包括生活熱水子系統3、與所述空調子系統I和採暖子系統2管道連接的儲熱子系統4、與所述儲熱子系統4管道連接的太陽能集熱子系統5，所述生活熱水子系統3分別與太陽能集熱子系統5、儲熱子系統4管道連接。太陽能集熱子系統5將太陽能轉換成熱能，通過管路中的工作介質將熱量傳遞至生活熱水子系統3，工作介質出生活熱水子系統3後，其相當部分的餘熱繼續為儲熱子系統提供熱量4，儲熱子系統4儲存熱量以供空調子系統I和採暖子系統2使用。工作介質通過儲熱子系統4後為低能量狀態，回歸至太陽能集熱子系統5。如此循環，便能形成一個持續的太陽能供熱系統，其運用到建築系統中，即是實現了太陽能整個建築系統的供暖。具體地，如圖1所示，所述的太陽能集熱子系統5包括太陽能集熱器51，該太陽能集熱器51的一端依次管道連接有氣液分離器52和壓縮機53 ;該太陽能集熱器51的另一端依次管道連接有膨脹閥54和儲液罐55 ;所述壓縮機53的輸出端管路接入生活熱水子系統4，所述儲液罐55的進口端管路接入儲熱子系統I。所述太陽能集熱器51可以為平板型集熱器。平板型集熱器適合用於承壓系統，同時利用太陽能集熱器替代屋頂覆蓋層或替代屋頂保溫層，既消除了太陽能對建築物形象的影響，有利於實現太陽能熱水系統與建築結合；其壽命長，維護費用低。當選用黑鉻塗層平板集熱器熱，則其產熱量要高於相同總面積的真空管集熱器。因此，在太陽能與建築一體化的場所，平板集熱器比全玻璃真空管集熱器在系統壽命、系統維護等方面具有明顯優勢。所述的膨脹閥54可以是熱力膨脹閥。熱力膨脹閥可實現冷凝壓力至蒸發壓力的節流，同時控制製冷劑的流量，從而保證集熱器出口處工作介質蒸汽的過熱度穩定，防止異常過熱現象的發生，增加了系統運行的穩定性。進一步，所述儲熱子系統4包括冷暖水箱41，該冷暖水箱41的進水埠與外部供水管路連接，冷暖水箱41的出水埠通過管道接入空調子系統I和採暖子系統2。冷暖水箱41內置換熱盤管，該換熱盤管的一端連接儲液罐55的進口端。所述的生活熱水子系統3包括生活水箱31，該生活水箱31的進水埠與外部供水管路連接，生活水箱31的出水端接入生活熱水管路；生活水箱31內置換熱盤管，該換熱盤管的一端與所述連接壓縮機53的輸出端連接；該換熱盤管的另一端與冷暖水箱41的換熱
盤管連接。從外部採用的常溫自來水在生活水箱31中被加熱，當需要熱水時，通過熱水管路採用即可。為避免熱水需求量大導致本系統無法及時供應的情況，優選的，可將普通熱水器系統作為補充熱水源。為實現空調系統I和採暖子系統2擁有製冷功能，同時避免管道過多導致系統成本高昂且安裝時管路複雜的情況，可進行如下設計在太陽能集熱器51與膨脹閥54連接的管道上安裝有第一四通閥56，在冷暖水箱41與儲液罐55連接的管路上安裝有第二四通閥60，所述第一四通閥56與第二四通閥60管路連接；在生活水箱31和冷暖水箱41連接的管路上安裝有第三四通閥70，所述第三四通閥70分別與第一四通閥56、第二四通閥60管路連接。[0018]對於空調子系統I和採暖子系統2，可將空調子系統I設為製冷功用，此時，空調子系統I包括風機盤管11。相應地，將米暖子系統2設為供暖功用，此時,米暖子系統2包括地板採暖盤21。常規地，採暖和製冷在同一季節不會同時出現，因此可將冷暖水箱41的出水埠連接一個第四四通閥80，該第四四通閥80分別與風機盤管11和地板採暖盤21連接，以此來節省管路。本系統分為夏季和冬季兩種工作模式，以達到常年保障生活熱水，同時滿足夏季製冷、冬季採暖的需要。夏季工作時，儲液罐55裡呈液態的工作介質經膨脹閥54節流降壓後膨脹，通過控制四通閥，使工作介質依次流經第一四通閥56和第三四通閥70，進入冷暖水箱41。工作介質在冷暖水箱41中吸收箱中儲水的熱量後流至第二四通閥60，通過控制第二四通閥60和第一四通閥56，使工作介質進入太陽能集熱器51中吸收太陽能熱，工作介質此時汽化。工作介質再經過氣液分離器52分離，將呈氣態的工作介質進入壓縮機53進行壓縮，使其成為高溫高壓的氣體然後進入生活水箱31進行熱交換，呈氣體的工作介質降溫後呈液態，依次通過第三四通閥70、第二四通閥60回流到儲液罐55，完成一個循環。經過不斷的循環工作，使冷暖水箱41的儲水成為7°C的冷凍水，供製冷需要；生活水箱31中的水成為55°C的熱水，滿足生活熱水需要。冬季工作時，工作介質經膨脹閥54膨脹後，通過第一四通閥56進入太陽能集熱器51吸收熱量，然後經過氣液分離器52分離，呈氣體的工作介質進入壓縮機53壓縮，成為高溫高壓的氣體，進入生活水箱31進行熱交換。此時工作介質的溫度仍較高，再經過第三四通閥70，進入冷暖水箱41進行第二次熱交換，呈氣體的工作介質熱交換後呈液態，再經第二四通閥60回到儲液罐55，完成一個循環。經過不斷的循環工作，可使冷暖水箱41的儲存水成為45°C的採暖用水，供採暖需要；使生活水箱31中的儲水成為55°C的熱水，滿足生活熱水需求。上述的工作介質可採用新一代冷媒一R410，其不會與臭氧反應，避免破壞臭氧層。本系統在夏季工況下工作介質兩次吸熱，冬季工況下工作介質兩次放熱，提高了系統製冷和供熱的能效比值，實現了對太陽能的充分利用，因此太陽能利用率高。系統在工作中無任何有毒有害氣體、無溫室氣體、無廢熱汙染。系統設計合理，能方便地與建築結合，有利於太陽能與建築一體化技術的推廣。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種太陽能建築一體化冷熱源節能系統，包括空調子系統(I)和採暖子系統(2)，其特徵在於還包括生活熱水子系統(3)、與所述空調子系統(I)和採暖子系統(2)管道連接的儲熱子系統(4)、與所述儲熱子系統(4)管道連接的太陽能集熱子系統(5)，所述生活熱水子系統(3)分別與太陽能集熱子系統(5)、儲熱子系統(4)管道連接。
2.根據權利要求1所述的太陽能建築一體化冷熱源節能系統，其特徵在於所述的太陽能集熱子系統(5)包括太陽能集熱器(51)，該太陽能集熱器(51)的一端依次管道連接有氣液分離器(52)和壓縮機(53);該太陽能集熱器(51)的另一端依次管道連接有膨脹閥(54)和儲液罐(55);所述壓縮機(53)的輸出端管路接入生活熱水子系統(4)，所述儲液罐(55)的進口端管路接入儲熱子系統(I)。
3.根據權利要求2所述的太陽能建築一體化冷熱源節能系統，其特徵在於所述儲熱子系統(4)包括冷暖水箱(41 )，該冷暖水箱(41)的進水埠與外部供水管路連接，冷暖水箱(41)的出水埠通過管道接入空調子系統(I)和採暖子系統(2);冷暖水箱(41)內置換熱盤管，該換熱盤管的一端連接儲液罐(55)的進口端。
4.根據權利要求3所述的太陽能建築一體化冷熱源節能系統，其特徵在於所述的生活熱水子系統(3)包括生活水箱(31)，該生活水箱(31)的進水埠與外部供水管路連接，生活水箱(31)的出水端接入生活熱水管路；生活水箱(31)內置換熱盤管，該換熱盤管的一端與所述壓縮機(53)的輸出端連接；該換熱盤管的另一端與冷暖水箱(41)的換熱盤管連接。
5.根據權利要求4所述的太陽能建築一體化冷熱源節能系統，其特徵在於在太陽能集熱器(51)與膨脹閥(54)連接的管道上安裝有第一四通閥(56)，在冷暖水箱(41)與儲液罐(55)連接的管路上安裝有第二四通閥(60)，所述第一四通閥(56)與第二四通閥(60)管路連接；在生活水箱(31)和冷暖水箱(41)連接的管路上安裝有第三四通閥(70)，所述第三四通閥(70)分別與第一四通閥(56)、第二四通閥(60)管路連接。
6.根據權利要求5所述的太陽能建築一體化冷熱源節能系統，其特徵在於所述空調子系統(I)包括風機盤管(11);所述採暖子系統(2)包括地板採暖盤(21);所述冷暖水箱(41)的出水埠連接有第四四通閥(80)，該第四四通閥(80)分別與風機盤管(11)和地板採暖盤(21)連接。
專利摘要本實用新型涉及太陽能建築系統，目的是提供一種太陽能建築一體化冷熱源節能系統。本實用新型包括空調子系統和採暖子系統，其還包括生活熱水子系統、與所述空調子系統和採暖子系統管道連接的儲熱子系統、與所述儲熱子系統管道連接的太陽能集熱子系統，所述生活熱水子系統分別與太陽能集熱子系統、儲熱子系統管道連接。本實用新型是一個持續的太陽能供熱系統，其運用到建築系統中，即是實現了太陽能整個建築系統的供暖。
文檔編號F25B27/00GK202869074SQ20122052459
公開日2013年4月10日 申請日期2012年10月13日 優先權日2012年10月13日
發明者陳黎, 王天倫 申請人:昆明金利馬熱力設備有限公司