CN103216897A - 屋顶集热板系统 - Google Patents

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Abstract

一种屋顶集热板系统，它的瓦楞板凹槽内铺设相互串联的热管，热管的两端分别与储热箱连接；地下保温热交换坑内相互串联的地下换热水管路输出端与换热器加热端的进水管连接，换热器的余热端通过储热箱与热管连接，地源热泵机组蒸发器端进水管与换热器加热端出水管连接，蒸发器端出水管与地下换热水管路输入端连接，地源热泵机组冷凝器端出水管与末端系统进水管连接，冷凝器端进水管与末端系统出水管连接。本发明的优点是：利用太阳能收集热量，由换热器换热，将热量交换给地源热泵，地源热泵吸收热量，用于建筑物集中制冷、供暖和生活热水，夏季阻挡太阳能辐射热量，降低室内温度。运行管理费用低，节省燃料，无二次污染。

Description

屋顶集热板系统
技术领域：
本发明属于一种建筑物集中供暖、制冷和生活热水的装置；特别涉及一种用于模块化的办公楼建筑物的屋顶集热板系统。
背景技术：
目前，建筑物供暖、制冷和生活热水主要有以下几种：
a. 传统中央空调技术：压缩机和空气能的传统中央空调为目前建筑物制冷、供暖较为普遍的模式，此系统对空气进行集中处理集中送风，对空气的处理能力最强，能处理空气的温度、湿度、洁净度、及新鲜度。此系统初期投资大、维修人工及配件昂贵，外机功率大、噪音大，由于扬程和总功率等问题，能耗大，运行费用贵，氟利昂等制冷剂破坏环境严重。
b. 冷水机组和锅炉技术：夏季用水冷冷水机组制冷，冬季用锅炉供热。用水冷冷水机组制冷时消耗电能在设计工况的能效比(制冷量／耗电量) 较高。但是水冷冷水机组要有一个冷却水系统， 包括冷却塔和水泵等， 机组运行时有一定的耗水量， 在水源比较充足的地区使用水冷冷水机组比较合适。国内外均有使用冷却塔造成“军团菌”感染 的情况， 冷却塔不能置于新风进口和临近窗处，以免成为“军团菌”的感染源。冬季的供热锅炉有燃煤、 燃油、 燃气锅炉和电锅炉， 其中燃煤锅炉为多。我国虽然煤的储量较大，但燃煤锅炉运行产生的SO2等有害气体对环境有较为严重的影响，且大量排放的CO气体对地球会产生“温室效应”。
发明内容：
本发明的目的在于克服上述系统的运行费用高、能耗高、噪音大、对环境污染严重等弊端，提供一种屋顶集热板系统，利用可循环的绿色能源太阳能和地热能，提高能源利用率，而且清洁环保，适合于建筑物模块化的供暖、制冷。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种屋顶集热板系统，其特征在于：它包括屋顶集热板、热交换系统、地源热泵机组、末端系统；
所述屋顶集热板包括瓦楞板、热管和储热箱，瓦楞板凹槽内铺设相互串联的热管，热管的两端分别与储热箱连接；
所述热交换系统包括换热器和地下保温热交换坑，地下保温热交换坑内插装地下换热水管路，换热器的余热端通过储热箱与热管连接，换热器加热端的进水管与地下换热水管路的输出端连接；
所述地源热泵机组的蒸发器端的进水管与换热器加热端的出水管连接，蒸发器端的出水管与地下换热水管路的输入端连接，地源热泵机组冷凝器端出水管与末端系统进水管连接，地源热泵机组冷凝器端进水管与末端系统出水管连接。
所说换热器为板式换热器。
所说热管为内装有乙二醇溶液。
所说的末端系统为风机盘管和储水箱，地源热泵机组冷凝器端进水管与风机盘管输出端连接，地源热泵机组冷凝器端出水管与风机盘管输入端和储水箱连接。
所说的储热箱由箱体、导热油管路和保温材料组成，导热油管路铺设在箱体内，保温材料填充在箱体内的导热油管路间，导热油管路的两端分别与屋顶集热板的热管两端连接。
所说的保温材料为相变保温材料。
本发明的优点和有益效果是：
1、不会对屋顶承重造成任何影响，利用废塑料重造后生产为模块化的瓦楞板，实现冬季采热、夏季隔热的效果。
2、利用太阳能、地热能等清洁能源作为融雪热能，能耗小，运行管理费用低，成本低，可大量节省燃料，无二次污染。
3、地源热泵消耗1Kw·h的电量，可以得到4.7～5.0Kw·h的热量或者5.8～6.2Kw·h的冷量。与传统的冷水机组和空气源热泵相比，其效率要高出 20～60%，运行费用仅为普通中央空调的40～80%。
4、系统运行稳定安全，占地面积小，操作维护简单，投资少，使用寿命长。
附图说明
图1是本发明的流程图。
图2是瓦楞板、热管结构示意图。
图3是本发明的结构示意图。
图4是储热箱的结构示意图。
其中：1-瓦楞板，2-瓦楞板热管，3-储热箱，4-换热器，5-地下换热水管路，6-地下保温热交换坑，7-电能，8-地源热泵机组，9-风机盘管， 10-储水箱，11-导热油管路，12-相变保温材料。
具体实施方式:
实施例：如图所示，一种屋顶集热板系统，为建筑物供暖和生活热水量为例，将瓦楞板1和储水箱10分别安装在建筑物的屋顶，瓦楞板1采用废旧塑料制作，在建筑物的室内安装风机盘管9，瓦楞板1的凹槽内铺设相互连通的热管2，热管2内装有乙二醇溶液，储热箱3的箱体内铺设导热油管路11，热管2的两端分别与储热箱3内的导热油管路11连接，储热箱3内的填充相变保温材料12，本实施例选用的换热器是高效板式换热器，换热器4余热端通过储热箱3内的导热油管路11与瓦楞板1凹槽内铺设的热管2连接，在建筑物一侧地下挖一个地下保温热交换坑6，坑内插装多根水管，水管间相互连通成地下换热水管路5，高效板式换热器4的加热端进水管与地下换热水管路5的输出端连接；高效板式换热器4的加热端出水管连接地源热泵机组8蒸发器端的进水管，地源热泵机组8蒸发器端的出水管连接地下保温热交换坑内地下换热水管路5的输入端，地源热泵机组8冷凝器端的进水管与风机盘管9的出水管连接，地源热泵机组冷凝器端的出水管与风机盘管的进水管和储水箱10连接。
通过太阳能辐射热量加热热管，将热量吸收并源源不断的储存在储热箱3中，将热量储存，冬季使用采暖和生活热水时，热量传递给高效板式换热器4，加热进入地源热泵机组的水，地源热泵机组启动，由于冬季地下热交换坑的温度高于地表，将地下保温热交换坑内的热量带出，地源热泵通过电能7驱动压缩机，将水温升高，cop值可达到5，产出高温热水，输送到建筑物的风机盘管9和生活热水储水箱10中，为建筑物提供采暖和生活热水的时候，热量释放后水回到地下保温热交换坑内继续吸收热能，从而达到高效节能的目的；
夏季时，屋顶瓦楞板上的热管停止启动，地源热泵机组从地下热交换坑中提取冷量，使地源热泵水管路的温度降低，地源热泵机组启动，通过电能驱动，将低温水输送到建筑物的风机盘管中，用于为建筑物制冷使用。
利用本系统将常年的清洁能源太阳能和地热能储存，转化为热能，通过设备转换用于建筑物的制冷、采暖和生活热水的需求，能耗小，无二次污染，操作维护简单，使用寿命长，对建筑物屋顶没有任何的损坏，具有夏季降温、冬季采暖和生活热水的多重作用，可以实现可再生能源利用和蓄能技术，达到更高的能源利用效率和环保效能。

Claims (6)

1.一种屋顶集热板系统，其特征在于：它包括屋顶集热板、热交换系统、地源热泵机组、末端系统；
所述屋顶集热板包括瓦楞板、热管和储热箱，瓦楞板凹槽内铺设相互串联的热管，热管的两端分别与储热箱连接；
所述热交换系统包括换热器和地下保温热交换坑，地下保温热交换坑内插装地下换热水管路，换热器的余热端通过储热箱与热管连接，换热器加热端的进水管与地下换热水管路的输出端连接；
所述地源热泵机组的蒸发器端的进水管与换热器加热端的出水管连接，蒸发器端的出水管与地下换热水管路的输入端连接，地源热泵机组冷凝器端出水管与末端系统进水管连接，地源热泵机组冷凝器端进水管与末端系统出水管连接。
2.如权利要求1所述的一种屋顶集热板系统，其特征在于：所说换热器为板式换热器。
3.如权利要求1所述的一种屋顶集热板系统，其特征在于：所说热管为内装有乙二醇溶液。
4.如权利要求1所述的一种屋顶集热板系统，其特征在于：所说的末端系统为风机盘管和储水箱，地源热泵机组冷凝器端进水管与风机盘管输出端连接，地源热泵机组冷凝器端出水管与风机盘管输入端和储水箱连接。
5.如权利要求1所述的一种屋顶集热板系统，其特征在于：所说的储热箱由箱体、导热油管路和保温材料组成，导热油管路铺设在箱体内，保温材料填充在箱体内的导热油管路间，导热油管路的两端分别与屋顶集热板的热管两端连接。
6.如权利要求4所述的一种储热箱，其特征在于：所说的保温材料为相变保温材料。
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