一種太陽能空調系統的製作方法
2023-05-13 19:00:56
本發明涉及太陽能領域，特別是涉及一種太陽能空調系統。
背景技術：
隨著地球表面溫度逐年上升，人們對夏季空調的要求越來越強烈，安裝空調已成為我國大部分地區的一股消費浪潮。太陽能空調系統可以發揮夏季製冷、冬季採暖、全年提供熱水的綜合優勢，取得顯著的經濟、社會和環境效益，具有廣闊的推廣應用前景。
現有的很多的空調系統的熱能使用的效率不高，沒能很好的利用太陽能，因此需要設計出利用率更高，協調能力更好的太陽能空調系統。
技術實現要素：
本發明提供一種太陽能空調系統，解決現有太陽能空調系統效率不高的問題。
本發明通過以下技術方案解決上述問題：
一種太陽能空調系統，包括集熱器、循環泵ⅰ、儲熱水箱、自動控制系統、循環泵ⅱ、輔助熱源、制暖機、制冷機、冷水箱、冷卻塔、風機和空調出風口；
所述集熱器的輸入端與循環泵ⅰ的輸出端連接，所述集熱器的輸出端與儲熱水箱連接；所述循環泵ⅰ的輸入端與儲熱水箱連接；所述儲熱水箱的輸出端分別與制暖機和制冷機連接；所述風機的輸出端與制暖機和制冷機連接；所述制暖機和制冷機的出風口與空調出風口連接；所述制暖機和制冷機的冷水迴路經冷卻塔與冷水箱連接；所述冷水箱經循環泵ⅱ與儲熱水箱連接；所述自動控制系統的溫度採集端與儲熱水箱連接，輸出端分別與制暖機、制冷機和輔助熱源連接。
本發明還進一步包括生活用儲熱水箱，生活用儲熱水箱與儲熱水箱通過環路管道連接。
上述方案中，優選的是集熱器為熱管式真空管集熱器，流通集熱器的熱交換媒介是熱媒水。
上述方案中，優選的是儲熱水箱包括大儲熱水箱和小儲熱水箱，小儲熱水箱主要用於空調系統啟動。
上述方案中，優選的是輔助熱源為輔助燃油鍋爐或生物質熱能發生器。
上述方案中，優選的是制冷機為溴化鋰吸收式制冷機。
上述方案中，優選的是制暖機和制冷機的熱介質進入口處分別設置有開關k1和開關k2，開關k1和開關k2一個開啟一個關閉。
上述方案中，優選的是制暖機和制冷機的進風口處分別設置有開關k3、開關k4，開關k3和開關k4一個開啟一個關閉。
本發明的優點與效果是：
1、本發明利用太陽集熱器為吸收式制冷機提供其發生器所需要的熱媒水，熱媒水的溫度越高，則制冷機的性能係數(亦稱cop)越高，這樣空調系統的製冷效率也越高。
2、本發明的集熱器使用熱管式真空管集熱器具有效率高、耐冰凍、啟動快、保溫好、承壓高、耐熱衝擊、運行可*等諸多優點，是組成高性能太陽能空調系統的重要部件。熱管式真空管集熱器可為高效溴化鋰制冷機提供88℃的熱媒水，從而提高整個系統的製冷效率；這種集熱器還可在北方寒冷的冬季有效地工作，為建築物供暖。。
3、本發明設置了大、小兩個儲熱水箱，小儲熱水箱主要用於保證系統的快速啟動。測試結果表明，在夏季和冬季晴天的早晨，小儲熱水箱內水溫就能分別達到88℃和60℃，從而滿足製冷和供暖的要求，不僅可以使系統穩定運行，還可以把太陽輻照高峰時的多餘能量以熱水形式儲存起來。
附圖說明
圖1為本發明結構示意圖。
具體實施方式
以下結合實施例對本發明作進一步說明。
一種太陽能空調系統，如圖1所示，包括集熱器、循環泵ⅰ、儲熱水箱、自動控制系統、循環泵ⅱ、輔助熱源、制暖機、制冷機、冷水箱、冷卻塔、風機、空調出風口、生活用儲熱水箱和4個開關。4個開關分別為k1、k2、k3和k4，開關k1和開關k2一個開啟一個關閉，開關k3和開關k4一個開啟一個關閉，開關k1和開關k3開啟或關閉的狀態相同，開關k2和開關k4的開啟或關閉的狀態相同。
集熱器的輸入端與循環泵ⅰ的輸出端連接，集熱器的輸出端與儲熱水箱連接。集熱器為熱管式真空管集熱器，流通集熱器的熱交換媒介是熱媒水。熱媒水經過由循環泵ⅰ抽到集熱器的循環彎管上進行吸收熱量，從而使得熱媒水吸收太陽能溫度升高，完成熱量的吸收。循環泵ⅰ的輸入端與儲熱水箱連接，循環泵ⅰ把儲熱水箱中冷的熱媒水抽到集熱器上。根據一天內太陽輻照度變化的固有特點，儲熱水箱不僅可以使系統穩定運行，還可以把太陽輻照高峰時的多餘能量以熱水形式儲存起來。本系統與一般太陽能空調系統的不同之處在於設置了大、小兩個儲熱水箱。小儲熱水箱主要用於保證系統的快速啟動。測試結果表明，在夏季和冬季晴天的早晨，小儲熱水箱內水溫就能分別達到88℃和60℃，從而滿足製冷和供暖的要求。
儲熱水箱的輸出端分別與制暖機和制冷機連接。風機的輸出端與制暖機和制冷機連接。制暖機和制冷機的出風口與空調出風口連接。儲熱水箱的高溫度的熱媒水經過管道輸送到制暖機或制冷機，制暖機把熱媒水的熱量轉換為熱空氣，由風機把熱風送到空調出風口，實現暖風的製造。其中，制暖機為市場常見的制暖機。制冷機熱媒水的熱量轉換為冷氣，由風機把熱風送到空調出風口，實現冷風的製造。熱媒水溫度60℃左右，則制冷機cop約0～40；若熱媒水溫度90℃左右，則制冷機cop約0～70；若熱媒水溫度120℃左右，則制冷機cop可達110以上。
制暖機和制冷機的冷水迴路經冷卻塔與冷水箱連接。冷水箱經循環泵ⅱ與儲熱水箱連接。高溫的熱媒水被進行熱轉換後變成溫度較低的熱媒水，低溫的熱媒水傳送到冷水箱進行保存。儘管儲熱水箱可以儲存能量，但它的能力畢竟是有限的。本系統專門設計了一個儲冷水箱。在白天太陽輻照充裕的情況下，可以將制冷機產生的冷媒水儲存在儲冷水箱內，其優點在於這種情況下的系統熱量損失顯然要比以熱媒水形式儲存在儲熱水箱中低得多，因為夏季環境溫度與冷媒水溫度之間的溫差要明顯小於熱媒水溫度與環境溫度之間的溫差。
自動控制系統的溫度採集端與儲熱水箱連接，採集儲熱水箱的溫度，輸出端分別與制暖機、制冷機和輔助熱源連接。自動控制系統為現有的空調的自動控制系統，對制暖機、制冷機和輔助熱源的開關進行控制。所有太陽能系統的運行都不可避免地要受到氣候條件的影響。為使系統可以全天候發揮空調、採暖功能，輔助的常規能源是必不可少的。該太陽能空調系統選用了輔助燃油熱水鍋爐，在白天太陽輻照量不足以及夜間需要繼續用冷或用熱時，可隨即啟動輔助鍋爐，確保系統持續穩定地運行。
在利用太陽能部分地替代常規能源的系統中，系統啟動、能量儲存以及太陽能與常規能源之間切換等功能的自動化都顯得尤為重要；另外，本系統設置了幾個儲水箱，如何在不同的工況下自動啟用不同的水箱，走不同的管路，也是系統正常運行的關鍵；再則，太陽能系統還應可*地解決自動防過熱和防凍結的問題。因此，我們為該太陽能空調系統設計了一套安全可、功能齊全的自動控制系統。
整個太陽能館的總體設計即使建築物造型美觀、新穎別致，又能滿足集熱器安裝的要求。依據這個原則，建築物的南立面採用大斜屋頂結構，一則斜面的面積比平面大得多，可以布置更多的集熱器；二則在斜面上布置集熱器時無需考慮前後遮擋問題，而且造型也非常美觀。斜屋頂傾角取35°，與當地緯度接近，有利於集熱器充分發揮作用。
先進的複合超導能量儲存轉換器：該裝置利用清大中研科研人員潛心三年研製成功的溫變能量儲存超導液，對和它連接的各種能源裝置產生的能量進行儲存，經轉換後輸出。溫變能量儲存超導液是由無極活性金屬及其化合物經過科學的組方設計而成，該液體具有超常規的熱活性和低溫傳導性，其傳熱速度是普通水的3倍，並且熱容量大。特別適合太陽能集熱裝置，白天吸熱儲能晚上放熱利用，改變了太陽能產生的時間差。
超導太陽能集熱器：它利用超導集熱的原理將分散的太陽輻射能，收集並傳導至室內冷暖分散系統，提供房間取暖。該系統經適當改造後，也可獨立的應用到農副產品烘乾，木材廠乾燥板材，化工原料乾燥，溫室大棚升溫。
生物質熱能發生器：就是燃燒生物質秸稈及生物質壓縮塊，廢舊家俱等材料的熱水產生裝置。它所使用燃料均為可再生的生物資源，屬於再生能源範疇。推廣使用可再生的生物質能源技術和產品，具有很高的經濟效益和深遠的社會意義.
超導地源製冷系統：利用夏季地源低溫的能量，通過超導系統，直接冷卻房間中的空氣達到製冷目的。
以上已對本發明創造的較佳實施例進行了具體說明，但本發明並不限於實施例，熟悉本領域的技術人員在不違背本發明創造精神的前提下還可作出種種的等同的變型或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請的範圍內。