CN105258383B - 一种充分利用光热的可靠冷热源系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种充分利用光热的可靠冷热源系统，包括太阳能集热器、溴化锂吸收式冷水机组、超低温空气源热泵、风冷冷水机组、油‑水采暖换热器、油‑水热水换热器、油泵单元。本发明中，太阳能集热器用于接收太阳光的能量并加热导热油，该导热油可以供给溴化锂吸收式冷水机组，由其产生空调冷水，也可以供给油‑水采暖换热器、油‑水热水换热器，使其产生空调热水和生活热水，超低温空气源热泵和风冷冷水机组可以辅助性的进行空调热水、生活热水和空调冷水的供给，由此避免了单一太阳能制冷存在受天气情况限制的缺陷，将多种设备有机的整合在一起，降低了空调制冷、制热的耗电量，而且可应用于各种气候、日照的区域中。
Description
技术领域
本发明属于采暖、制冷和生活热水综合供给技术领域，尤其是一种充分利用光热的可靠冷热源系统。
背景技术
人们在日常工作、生产、生活中会使用各种各样的电器，这些电器会消耗大量的电能，其中的空调耗电量巨大，其用电量可占总耗电量的35～65％，随着人们对舒适度要求的提高，空调的耗电量有逐年增长的趋势。现有的空调冷热源的节能降耗通常从提高机组效率和应用某种节能手段入手，而其中使用太阳能的方式无疑是一种降低能耗的有效手段，具体过程是：太阳能制冷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介质，热介质将吸收剂加热，吸收剂中的水不断气化，水蒸气进入冷凝器被冷却水降温后凝结，再进入蒸发器后膨胀而气化，同时大量吸收蒸发器内的热量，从而完成降温制冷，不断循环完成连续制冷，上述太阳集热器吸收太阳光携带的热量，将管路中的导热油加热，这些导热油即为热介质，由于太阳能是一种清洁、持久的新能源，所以这种结构的太阳能制冷方式得到了广泛的应用，但其受到雨雪天、雾、霾等天气的限制是不容忽视的，而且在日照时间短或者日照强度差的环境中使用受到了更大的限制。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供结构合理、将太阳能制冷等设备整合的一种充分利用光热的可靠冷热源系统。
本发明采取的技术方案是：
一种充分利用光热的可靠冷热源系统，其特征在于：包括太阳能集热器、溴化锂吸收式冷水机组、超低温空气源热泵、风冷冷水机组、油-水采暖换热器、油-水热水换热器、油泵单元，所述多个太阳能集热器通过油泵单元连通多个溴化锂吸收式冷水机组、多个油-水采暖换热器和多个油-水热水换热器，每个油-水采暖换热器与一超低温空气源热泵并联连通且为用户端提供空调热水输出，每个油-水热水换热器与一超低温空气源热泵并联连通且为用户端提供生活热水输出，每个溴化锂吸收式冷水机组与一风冷冷水机组并联连通且为用户端提供空调冷水输出。
而且，所述油泵单元串联在太阳能集热器的输入端，所述油泵单元与溴化锂吸收式冷水机组、油-水采暖换热器和油-水热水换热器的输出端之间串联一油气分离器。
而且，所述溴化锂吸收式冷水机组、油-水采暖换热器和油-水热水换热器的输入端串联直通型除污器。
本发明的另一个目的是提供一种充分利用光热的可靠冷热源系统的使用方法，其特征在于：所述使用方法分为春秋季节使用方法、夏季使用方法和冬季使用方法，
所述春秋季节使用方法包括以下步骤：
⑴辐照仪检测太阳辐照量，当达到设定值时，油泵单元启动，太阳能集热器启动追日模式；
当辐照不满足设定值时，进入步骤⑷；
⑵导热油开始循环，并通过油-水热水换热器将蓄水池中的水加热，然后判断水温是否达到要求；
⑶当水温满足要求时，热水供给生活热水；
当水温不满足要求时，启动超低温空气源热泵；
⑷超低温空气源热泵投入工作，将蓄水池中的水进一步加热，使水温满足要求，然后进行生活热水的供给；
所述夏季使用方法包括以下步骤：
⑴辐照仪检测太阳辐照量，当达到设定值时，油泵单元启动，太阳能集热器启动追日模式；
当辐照不满足设定值时，进入步骤⑷；
⑵导热油开始循环，并通过溴化锂吸收式冷水机组产生低温冷水，然后判断制冷量是否达到要求；
⑶当制冷量满足要求时，低温冷水供给空调冷水；
当制冷量不满足要求时，启动风冷冷水机组；
⑷风冷冷水机组投入工作，提供额外的制冷量，使总的制冷量满足要求，然后进行空调冷水的供给；
⑸超低温空气源热泵单独工作，将蓄水池中的水加热，水温满足要求后进行生活热水的供给
所述冬季使用方法包括以下步骤；
⑴辐照仪检测太阳辐照量，当达到设定值时，油泵单元启动，太阳能集热器启动追日模式；
当辐照不满足设定值时，进入步骤⑷；
⑵导热油开始循环，并通过油-水采暖换热器产生热水，然后判断制热量是否达到要求；
⑶当制热量满足要求时，热水供给空调热水；
当制热量不满足要求时，启动超低温空气源热泵；
⑷超低温空气源热泵投入工作，提供额外的制热量，使总的制热量满足要求，然后进行空调热水的供给；
⑸超低温空气源热泵单独工作，将蓄水池中的水加热，水温满足要求后进行生活热水的供给。
本发明的优点和积极效果是：
本发明中，包括太阳能集热器、溴化锂吸收式冷水机组、超低温空气源热泵、风冷冷水机组、油-水采暖换热器、油-水热水换热器、油泵单元、超低温空气源热泵和风冷冷水机组，其中的太阳能集热器用于接收太阳光的能量并加热导热油，该导热油可以供给溴化锂吸收式冷水机组，由其产生空调冷水，也可以供给油-水采暖换热器、油-水热水换热器，使其产生空调热水和生活热水，超低温空气源热泵和风冷冷水机组可以辅助性的进行空调热水、生活热水和空调冷水的供给，由此避免了单一太阳能制冷存在受天气情况限制的缺陷，将多种设备有机的整合在一起，降低了空调制冷、制热的耗电量，而且可应用于各种气候、日照的区域中。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。
一种充分利用光热的可靠冷热源系统，如图1所示，本发明的创新在于：包括太阳能集热器12、溴化锂吸收式冷水机组、超低温空气源热泵、风冷冷水机组、油-水采暖换热器、油-水热水换热器、油泵单元9，所述多个太阳能集热器通过油泵单元连通多个溴化锂吸收式冷水机组、多个油-水采暖换热器和多个油-水热水换热器，每个油-水采暖换热器与一超低温空气源热泵并联连通且为用户端提供空调热水输出，每个油-水热水换热器与一超低温空气源热泵并联连通且为用户端提供生活热水输出，每个溴化锂吸收式冷水机组与一风冷冷水机组并联连通且未用户端提供空调冷水输出。
本实施例中，所述油泵单元串联在太阳能集热器的输入端，所述油泵单元与溴化锂吸收式冷水机组、油-水采暖换热器和油-水热水换热器的输出端之间串联一油气分离器8。所述溴化锂吸收式冷水机组、油-水采暖换热器和油-水热水换热器的输入端串联直通型除污器6。
溴化锂吸收式冷水机组、油-水采暖换热器和油-水热水换热器的管路如图1所示，分别安装有三通阀3、截止阀、流量开关5、温度计10、压力表11。在油气分离器上还安装一安全防护单元7，其中包括高位槽、低位槽、排气管和溢流管。
太阳能集热器使用的是槽式太阳能集热器，其通过一个具有抛物面的聚光镜将太阳辐射的热量汇集到真空管中，来加热真空管中的导热油，以实现太阳能的有效利用。集热器采用超白玻璃及直通式真空管，可以保证吸收率≥92％，发射率＜9％。采用单轴追踪，可以保证集热器在回转式减速器的带动下，时刻跟随太阳转动，实现最佳吸收效果；采用PLC智能控制，可以实现集热器的全自动运行，只需清洗聚光镜时人工操控。
油泵单元主要作用是为闭路系统的导热油提供强制循环动力，使导热油一直处于循环状态。溴化锂吸收式冷水机组以电启动，依靠高温导热油驱动，利用冷剂水的蒸发吸热制取空调冷水，机组利用热能驱动，高效节能、运行经济，以溴化锂水溶液为工质，绿色环保、安全可靠。油-水采暖换热器和油-水热水换热器均为油-水壳管式换热器，其将热侧流体的热量传递给冷侧流体，管侧换热介质为导热油，壳侧换热介质为水。空调热水、空调冷水和生活冷水借助于水泵单元1进行循环，水可以存储在蓄水池2中。
风冷冷水机组(单冷)作为后备冷源，该类机组利用电能驱动进行制冷，为模块化结构，可灵活组合，形成不同的机组容量，可放置屋顶、阳台、庭院及其他适合的位置，不必专门建造冷冻机房，作为后备冷源，具有灵活性和可靠性。超低温空气源热泵作为后备热源，利用电能驱动制取热水，供空调和生活热水使用。
上述充分利用光热的可靠冷热源系统的使用方法，分为春秋季节使用方法、夏季使用方法和冬季使用方法，
所述春秋季节使用方法包括以下步骤：
⑴辐照仪检测太阳辐照量，当达到设定值时，油泵单元启动，太阳能集热器启动追日模式；
当辐照不满足设定值时，进入步骤⑷；
⑵导热油开始循环，并通过油-水热水换热器将蓄水池中的水加热，然后判断水温是否达到要求；
⑶当水温满足要求时，热水供给生活热水；
当水温不满足要求时，启动超低温空气源热泵；
⑷超低温空气源热泵投入工作，将蓄水池中的水进一步加热，使水温满足要求，然后进行生活热水的供给；
所述夏季使用方法包括以下步骤：
⑴辐照仪检测太阳辐照量，当达到设定值时，油泵单元启动，太阳能集热器启动追日模式；
当辐照不满足设定值时，进入步骤⑷；
⑵导热油开始循环，并通过溴化锂吸收式冷水机组产生低温冷水，然后判断制冷量是否达到要求；
⑶当制冷量满足要求时，低温冷水供给空调冷水；
当制冷量不满足要求时，启动风冷冷水机组；
⑷风冷冷水机组投入工作，提供额外的制冷量，使总的制冷量满足要求，然后进行空调冷水的供给；
⑸超低温空气源热泵单独工作，将蓄水池中的水加热，水温满足要求后进行生活热水的供给
所述冬季使用方法包括以下步骤；
⑴辐照仪检测太阳辐照量，当达到设定值时，油泵单元启动，太阳能集热器启动追日模式；
当辐照不满足设定值时，进入步骤⑷；
⑵导热油开始循环，并通过油-水采暖换热器产生热水，然后判断制热量是否达到要求；
⑶当制热量满足要求时，热水供给空调热水；
当制热量不满足要求时，启动超低温空气源热泵；
⑷超低温空气源热泵投入工作，提供额外的制热量，使总的制热量满足要求，然后进行空调热水的供给；
⑸超低温空气源热泵单独工作，将蓄水池中的水加热，水温满足要求后进行生活热水的供给。
上述使用方法中的控制对象是：冷却塔、冷却水和冷冻水管路上的电动蝶阀；冷却水和冷冻水旁通管路上的电动阀；导热油型溴化锂吸收式冷水机组、风冷冷水机组、冷却水泵、冷冻水泵、冷却塔风机、热水循环泵的启停。
上述使用方法中的检测内容是：冷却水供、回水温度；冷冻水、冷却水供水管水流开关信号；冷冻水供回水温度；冷冻水供回水压差信号及回水流量；导热油型溴化锂吸收式冷水机组/风冷冷水机组常运行、故障及远程/本地转换状态；冷却水泵、冷冻水泵、冷却塔风机工作、热水循环泵等故障及手/自动状态。
上述使用方法中涉及的联锁保护是：
1.溴化锂吸收式冷水机组运行模式
开机顺序为，先开启经选择并确定需投入运行溴化锂冷水机组进水管和冷却塔进水管上的电动阀；确定所需电动阀开启后，启动冷冻水泵，5秒后启动冷却水泵；
60～300秒后确认各所需水泵开启后，根据冷却塔回水管的温度是否在设定值的范围内来决定冷却塔风机动作与否；
60～300秒后启动溴化锂冷水机组。(溴化锂冷水机组在停机后3分钟及离上次启动15分钟以上，才允许再次启动)
水泵启动后，水流开关检测水流状态，发生断水故障，自动停机。
关机顺序为，关闭指定冷水机组；60秒后关闭对应冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机；关闭所有电动阀门。夏季制冷优先采用导热油型溴化锂吸收式冷水机组供冷，若不能满足要求，则采用风冷冷水机组进行补充。
2.风冷冷水机组运行
开机顺序为，先开启经选择并确定需投入运行风冷冷水机组进水管的电动阀；确定所需电动阀开启后，启动冷冻水泵，60～300秒后确认各所需水泵开启后；60～300秒后启动风冷冷水机组。(风冷冷水机组在停机后3分钟及离上次启动15分钟以上，才允许再次启动)
水泵启动后，水流开关检测水流状态，发生断水故障，自动停机。
关机顺序为，关闭指定风冷冷水机组；60秒后关闭对应冷冻水泵；关闭所有电动阀门。对设备运行时间进行统计，实现同组设备对均衡运行。
如按照建筑最大冷热负荷的75％配置集热器，则可以通过对太阳能的利用实现60％的供能，相应节能60％。
本发明中，包括太阳能集热器、溴化锂吸收式冷水机组、超低温空气源热泵、风冷冷水机组、油-水采暖换热器、油-水热水换热器、油泵单元、超低温空气源热泵和风冷冷水机组，其中的太阳能集热器用于接收太阳光的能量并加热导热油，该导热油可以供给溴化锂吸收式冷水机组，由其产生空调冷水，也可以供给油-水采暖换热器、油-水热水换热器，使其产生空调热水和生活热水，超低温空气源热泵和风冷冷水机组可以辅助性的进行空调热水、生活热水和空调冷水的供给，由此避免了单一太阳能制冷存在受天气情况限制的缺陷，将多种设备有机的整合在一起，降低了空调制冷、制热的耗电量，而且可应用于各种气候、日照的区域中。
Claims (1)
1.一种充分利用光热的可靠冷热源系统，其特征在于：包括太阳能集热器、溴化锂吸收式冷水机组、超低温空气源热泵、风冷冷水机组、油-水采暖换热器、油-水热水换热器、油泵单元，多个所述太阳能集热器通过油泵单元连通多个溴化锂吸收式冷水机组、多个油-水采暖换热器和多个油-水热水换热器，每个油-水采暖换热器与一超低温空气源热泵并联连通且为用户端提供空调热水输出，每个油-水热水换热器与一超低温空气源热泵并联连通且为用户端提供生活热水输出，每个溴化锂吸收式冷水机组与一风冷冷水机组并联连通且为用户端提供空调冷水输出；
所述油泵单元串联在太阳能集热器的输入端，所述油泵单元与溴化锂吸收式冷水机组、油-水采暖换热器和油-水热水换热器的输出端之间串联一油气分离器；
所述溴化锂吸收式冷水机组、油-水采暖换热器和油-水热水换热器的输入端串联直通型除污器；
所述冷热源系统的使用方法分为春秋季节使用方法、夏季使用方法和冬季使用方法，
所述春秋季节使用方法包括以下步骤：
⑴辐照仪检测太阳辐照量，当达到设定值时，油泵单元启动，太阳能集热器启动追日模式；
当辐照不满足设定值时，进入步骤⑷；
⑵导热油开始循环，并通过油-水热水换热器将蓄水池中的水加热，然后判断水温是否达到要求；
⑶当水温满足要求时，热水供给生活热水；
当水温不满足要求时，启动超低温空气源热泵；
⑷超低温空气源热泵投入工作，将蓄水池中的水进一步加热，使水温满足要求，然后进行生活热水的供给；
所述夏季使用方法包括以下步骤：
⑴辐照仪检测太阳辐照量，当达到设定值时，油泵单元启动，太阳能集热器启动追日模式；
当辐照不满足设定值时，进入步骤⑷；
⑵导热油开始循环，并通过溴化锂吸收式冷水机组产生低温冷水，然后判断制冷量是否达到要求；
⑶当制冷量满足要求时，低温冷水供给空调冷水；
当制冷量不满足要求时，启动风冷冷水机组；
⑷风冷冷水机组投入工作，提供额外的制冷量，使总的制冷量满足要求，然后进行空调冷水的供给；
⑸超低温空气源热泵单独工作，将蓄水池中的水加热，水温满足要求后进行生活热水的供给
所述冬季使用方法包括以下步骤；
⑴辐照仪检测太阳辐照量，当达到设定值时，油泵单元启动，太阳能集热器启动追日模式；
当辐照不满足设定值时，进入步骤⑷；
⑵导热油开始循环，并通过油-水采暖换热器产生热水，然后判断制热量是否达到要求；
⑶当制热量满足要求时，热水供给空调热水；
当制热量不满足要求时，启动超低温空气源热泵；
⑷超低温空气源热泵投入工作，提供额外的制热量，使总的制热量满足要求，然后进行空调热水的供给；
⑸超低温空气源热泵单独工作，将蓄水池中的水加热，水温满足要求后进行生活热水的供给；
使用方法中的控制对象是：冷却塔、冷却水和冷冻水管路上的电动蝶阀；冷却水和冷冻水旁通管路上的电动阀；导热油型溴化锂吸收式冷水机组、风冷冷水机组、冷却水泵、冷冻水泵、冷却塔风机、热水循环泵的启停；
使用方法中的检测内容是：冷却水供、回水温度；冷冻水、冷却水供水管水流开关信号；冷冻水供回水温度；冷冻水供回水压差信号及回水流量；导热油型溴化锂吸收式冷水机组/风冷冷水机组常运行、故障及远程/本地转换状态；冷却水泵、冷冻水泵、冷却塔风机工作、热水循环泵等故障及手/自动状态；
使用方法中的联锁保护是：
⑴溴化锂吸收式冷水机组运行模式
开机顺序为，先开启经选择并确定需投入运行溴化锂冷水机组进水管和冷却塔进水管上的电动阀；确定所需电动阀开启后，启动冷冻水泵，5秒后启动冷却水泵；
60～300秒后确认各所需水泵开启后，根据冷却塔回水管的温度是否在设定值的范围内来决定冷却塔风机动作与否；
60～300秒后启动溴化锂冷水机组，溴化锂冷水机组在停机后3分钟及离上次启动15分钟以上，才允许再次启动；
水泵启动后，水流开关检测水流状态，发生断水故障，自动停机；
关机顺序为，关闭指定冷水机组；60秒后关闭对应冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机；关闭所有电动阀门，夏季制冷优先采用导热油型溴化锂吸收式冷水机组供冷，若不能满足要求，则采用风冷冷水机组进行补充；
⑵风冷冷水机组运行
开机顺序为，先开启经选择并确定需投入运行风冷冷水机组进水管的电动阀；确定所需电动阀开启后，启动冷冻水泵，60～300秒后确认各所需水泵开启后；60～300秒后启动风冷冷水机组，风冷冷水机组在停机后3分钟及离上次启动15分钟以上，才允许再次启动；
水泵启动后，水流开关检测水流状态，发生断水故障，自动停机；
关机顺序为，关闭指定风冷冷水机组；60秒后关闭对应冷冻水泵；关闭所有电动阀门；
对设备运行时间进行统计，实现同组设备对均衡运行。
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