CN102374696A - 太阳能+热泵采暖、制冷与热水系统 - Google Patents

Abstract

一种太阳能+热泵采暖、制冷与热水系统：所述的采暖与热水系统，其特征在于：以太阳能集热器为系统采集热源，同时辅以空气源热泵系统，采用超导暖气片向建筑物供暖，同时提供生活用热水的一种太阳能+热泵采暖的系统。所述的制冷系统，其特征在于：利用太阳集热器为吸收式制冷机提供其发生器所需要的热媒水，使发生器内的吸收剂溶液不断汽化、液化达到制冷目的，从制冷机系统流出并已降温的水流回储水箱，再由集热器加热成高温热水；制冷机系统产生的冷媒水通向风机盘管，为房间提供冷气制冷，当太阳能不足，可由热泵机组辅助加热。该系统设计优化、节约用水、安全环保、全智能操作，可持续恒温供热、制冷和热水。

Description

太阳能+热泵采暖、制冷与热水系统

技术领域

本发明涉及一种利用太阳能+热泵机组采暖、制冷的系统技术，具体地说是一种太阳能+热泵采暖、制冷与热水系统。

背景技术

目前，冬季取暖、夏季制冷主要的方式是采用煤炭和电力空调，这些传统的采暖、制冷方式，既消耗了大量的宝贵的能源，又给地球环境造成了严重的环境污染，新能源的开发和利用，已被广泛重视，特别是太阳能，作为一种清洁的取之不尽、用之不竭的能源，已逐步被开发利用，造福人类。我国目前太阳能开发利用刚刚起步，大多用于太阳能热水洗浴，完全使用太阳能+热泵技术供暖、制冷和热水的住宅系统还尚未开发。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术缺陷，提供一种能降低常规能源消耗、提高太阳能利用率，运行可靠，以太阳能集热器采热为主，同时辅以热泵系统，以恒温地下水作为循环介质，向建筑物提供冬季供暖、夏季制冷与热水一种新型节能系统。可以解决住宅、办公室(平房、楼房)的冬季取暖、夏季制冷与全年的家庭用热水、洗浴，能有效的节约能源和减少污染物的排放。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种太阳能+热泵采暖、制冷与热水系统，由太阳能集热器、储水箱(分采暖水箱和洗浴水箱两层)、超导暖气片、地下水源、潜水泵、进出水管、发生器、冷凝器、节流阀、蒸发器、吸收器、风机盘管、热泵系统(内设温度、水位控制)组成的系统。

所述的采暖与热水系统，以太阳能集热器为系统采集热源，同时辅以空气源热泵系统，采用超导暖气片散热方式向建筑物提供冬季供暖，同时提供生活用热水的一种太阳能+热泵采暖的系统技术。其特征在于：所述的太阳能集热器进出水管连接在储水箱内部采暖水箱的上，循环水管上设置循环水泵，形成太阳能集热器和采暖水箱的水流循环；储水箱上设有排气孔，内部设置有加厚保温层、采暖用水箱和洗浴用水箱、进水管、出水管；采暖水箱设有补水管与深井潜水泵连接，补水管上安装控制阀门；储水箱内置的采暖用水箱用水管与热泵装置连接，形成采暖水箱和热泵的水循环；热泵内部设置水温、水位控制器，自动控制系统的水位和温度；采暖用水箱通过采暖循环水管与超导暖气片连接，在采暖循环水管上安装采暖循环水泵，形成采暖用水箱和超导暖气片的水流循环；这样太阳能集热器的水、采暖水箱的水、超导暖气片的水和热泵形成一个全封闭的循环系统，内部的水可以循环使用。洗浴用水箱上设有进出水管，接入自来水和用水点供应热水，洗浴水箱是开放系统。

具体使用中，潜水泵将恒温地下水通过补水管送入采暖水箱，集热器循环水泵将采暖水箱的水输送到太阳能集热器的吸热管中，太阳能集热器通过采集热量将水加热，热水顺着管路输送到储水箱内的采暖用水箱，同时通过热传递加热洗浴水箱的水。冬季供暖时，开启采暖循环水泵根据需要将热水输送到房间的超导暖气片进行散热供暖，散热后的凉水由循环水管回送到采暖水箱加热，太阳能量不足的情况下，采暖水箱的水低于设定温度时，热泵系统自动启动辅助加热，对采暖水箱加温，使水温升至设定温度。这样太阳能集热器、采暖水箱、超导暖气片、热泵形成一个完全封闭的循环系统，内部的水循环使用，充分满足采暖热源要求，不需供暖时，关闭采暖循环水泵。循环用介质水不足时由潜水泵将恒温地下水通过补水管控制阀门输送到采暖水箱。生活用热水，将自来水接入储水箱内洗浴水箱，通过热传导原理被采暖水箱加热，同时满足热水、洗浴需求，洗浴水箱的水和用水点之间是一个开放系统。

所述的制冷系统，就是利用太阳集热器为吸收式制冷机提供其发生器所需要的热媒水。热媒水的温度越高，则制冷机的性能系数(亦称COP)越高，这样空调系统的制冷效率也越高。例如，若热媒水温度60℃左右，则制冷机COP约0～40；若热媒水温度90℃左右，则制冷机COP约0～70；若热媒水温度120℃左右，则制冷机COP可达110以上。吸收式制冷机主要由发生器、冷凝器、蒸发器和吸收器组成。其特征在于：被集热器加热的热水首先进入储水箱内部的采暖水箱，由采暖水箱向制冷机提供热媒水；从制冷机系统流出并已降温的热水流回储水箱，再由集热器加热成高温热水；制冷机系统产生的冷媒水通向风机盘管，以达到制冷目的，当太阳能不足以提供高温热媒水时，可由热泵机组辅助补充热量。

具体使用中，采暖水箱用水管与发生器连接，发生器与冷凝器连接，冷凝器通过节流阀与蒸发器连接，蒸发器与吸收器和风机盘管连接，吸收器与发生器连接，形成循环。在发生器内注入吸收剂溶液，发生器内吸收剂溶液受到热媒水加热后，吸收剂溶液不断汽化；水蒸气通过连接进入冷凝器，被冷却水降温后凝结；随着吸收剂溶液水的不断汽化，发生器内的溶液浓度不断升高，进入吸收器；当冷凝器内的水通过节流阀进入蒸发器时，急速膨胀而汽化，并在汽化过程中大量吸收蒸发器内冷媒水的热量，蒸发器内的冷媒水送入房间风机盘管降温制冷；在此过程中，低温水蒸气进入吸收器，被吸收器内的浓吸收剂溶液吸收，溶液浓度逐步降低，由溶液泵送回发生器，完成整个循环。

有益效果：本发明采用太阳能+热泵辅助的采暖、制冷系统技术，该系统设计优化、结构简单、节约用水、安全环保、全智能操作，可保证24小时持续恒温供热、制冷和热水，且性价比极高，比传统的方式可节能65％以上。

附图说明

附图为本发明结构示意图

图中：1太阳能集热器、2集热器回水管、3采暖水箱、4洗浴水箱、5储水箱、6热泵机组、7发生器连接水管、8洗浴水箱进出水管、9发生器、10冷凝器、11吸收器回路、12吸收器、13风机盘管、14蒸发器、15节流阀、16生活用水点、17潜水泵、18补水管控制阀门、19超导暖气片、20暖气片回水管、21暖气片进水管、22集热器进水管、23采暖水箱补水管

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

如图所示实施例中，太阳能集热器1的进水管22和回水管2与储水箱5内的采暖水箱3连接，在太阳能集热器1的进水管22上安装集热器循环水泵，形成太阳能集热器1和采暖水箱3的水流循环；采暖水箱3与热泵机组6用水管连接，形成采暖水箱3和热泵机组6的水流循环；采暖水箱3与暖气进水管21、暖气回水管20和超导暖气片19连接，暖气进水管21上安装循环水泵，形成采暖水箱3和超导暖气片19水流循环，形成采暖循环。洗浴水箱4通过进出水管8和用水点16连接。发生器9通过发生器连接水管7和采暖水箱3连接，发生器9与冷凝器10连接，冷凝器10通过节流阀15与蒸发器14连接，蒸发器14与吸收器12、风机盘管13连接，形成制冷循环。

冬季供暖时，集热器循环水泵将水输送到太阳能集热器1，太阳能集热器1通过采集热量将水加热，热水通过集热器回水管2输送到采暖用水箱3，同时通过热传递加热洗浴水箱4，暖气循环水泵将热水输送到超导暖气片19进行散热供暖，散热后的凉水由暖气回水管20回送到采暖水箱3加热，太阳能量不足时，采暖水箱3的水低于设置温度时，热泵机组6自动启动辅助加热，使水温升至设定温度。这样太阳能集热器1、采暖水箱3、超导暖气片19、热泵6形成一个完全封闭的循环系统，内部的水循环利用，充分满足采暖热源要求，同时节约水资源，不需采暖时关闭暖气循环水泵；生活用热水，洗浴水箱4通过进出水管8和用水点16连接。循环用介质水不足时由潜水泵17将恒温地下水通过补水管控制阀门18输送到采暖水箱3

夏季需制冷时，采暖水箱3的热水通过发生器连接水管7进入发生器9，连接水管7上安装循环水泵，发生器9内注入吸收剂溶液，发生器9内吸收剂溶液受到热媒水加热后汽化；水蒸气通过连接进入冷凝器10，随着水的不断汽化，发生器9内的溶液浓度不断升高，进入吸收器12；冷凝器10内的水通过节流阀15进入蒸发器14时，急速膨胀而汽化，大量吸收蒸发器14内冷媒水的热量，冷媒水送入房间风机盘管13降温制冷；在此过程中，低温吸收剂溶液水蒸气进入吸收器12，被吸收器12内的浓吸收剂溶液吸收，溶液浓度逐步降低，由溶液泵送回发生器9，完成整个循环。不需制冷时关闭连接水管7上安装循环水泵。

Claims (5)

1.一种太阳能+热泵采暖、制冷与热水系统；其特征在于：太阳能集热器1的进水管22和回水管2与储水箱5内的采暖水箱3连接，在太阳能集热器1的进水管22上安装集热器循环水泵，形成太阳能集热器1和采暖水箱3的水流循环；采暖水箱3与热泵机组6用水管连接，形成采暖水箱3和热泵机组6的水流循环；采暖水箱3与暖气进水管21、暖气回水管20和超导暖气片19连接，暖气进水管21上安装循环水泵，形成采暖水箱3和超导暖气片19水流循环，形成采暖循环。洗浴水箱4通过进出水管8和用水点16连接。发生器9通过发生器连接水管7和采暖水箱3连接，发生器9与冷凝器10连接，冷凝器10通过节流阀15与蒸发器14连接，蒸发器14与吸收器12、风机盘管13连接，形成制冷循环。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能+热泵采暖、制冷与热水系统，其特征在于：太阳能集热器1由多组太阳能集热板组成。

3.根据权利要求1所述的一种太阳能+热泵采暖、制冷与热水系统，其特征在于：储水箱5内部设置采暖水箱3和洗浴水箱4，且有加厚保温层。

4.根据权利要求1所述的一种太阳能+热泵采暖、制冷与热水系统，其特征在于：采暖用超导暖气片19由多组组成。

5.根据权利要求1所述的一种太阳能+热泵采暖、制冷与热水系统，其特征在于：吸收式制冷机的吸收剂溶液是溴化锂水溶液。