CN105299808A - 太阳能制冷与采暖装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种太阳能制冷与采暖装置，属太阳能利用技术领域，具有由能量收集器、管道、第一泵、蓄能箱的供给端串联构成的能量蓄存循环单元；具有由所述蓄能箱的接收端、第二泵和第三温度交换器的加温端串联构成的能量供给循环单元，所述第三温度交换器的受温端与空调器相连接；所述蓄能箱由并联相接的蓄热保温箱和蓄冷保温箱构成，所述蓄热保温箱内设置有第一温度交换器和相变蓄热材料，所述蓄冷保温箱内设置有第二温度交换器和相变蓄冷材料；所述蓄热保温箱和所述蓄冷保温箱的各端口处均设置有阀门。本发明可以解决集中制冷或供暖的场所自然的能量不能很好的被利用以及设备采购、安装成本高的问题。

Description

太阳能制冷与采暖装置
技术领域
本发明涉及太阳能利用技术领域，尤其是一种太阳能制冷与采暖装置。
背景技术
随着经济和社会的不断发展，石油、天然气和煤炭等能源的短缺问题越来越明显，在一些大型商场、酒店等需要集中制冷或供暖的场所，由于其能源消耗大，太阳能作为一种新能源被广泛应用在它们的供暖系统中，太阳能的采集是利用太阳能集热器中的集热板芯，通过设置在集热板芯内部的其内填充有吸热材料的排管收集太阳能，然后通过热交换器实现太阳能的利用；但这种太阳能供暖装置在阴天下雨或者阳光弱的情况下所产生的热量就会很低，受天气条件限制很大，并且上述这些场所的集中制冷还是要采用中央空调机，这就存在着：自然的能量不能很好的被利用以及设备采购、安装成本高的问题。有一种可将太阳能储存起来的相变蓄热材料和一种能将冷源储存起来的相变蓄冷材料，它们只是单纯的用在工业余热废热的储存或者冰水的储存方面，功能单一，因此怎样将太阳能集热器、相变蓄热材料和相变蓄冷材料组合在一起制造出一种充分利用自然能源、即安全环保又方便实用、成本低廉的太阳能制冷与采暖装置是人们急待解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种太阳能制冷与采暖装置，这种装置可以解决集中制冷或供暖的场所自然的能量不能很好的被利用以及设备采购、安装成本高的问题。
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：这种太阳能制冷与采暖装置，具有由能量收集器、管道、第一泵、蓄能箱的供给端串联构成的能量蓄存循环单元；具有由所述蓄能箱的接收端、第二泵和第三温度交换器的加温端串联构成的能量供给循环单元，所述第三温度交换器的受温端与空调器相连接；所述蓄能箱由并联相接的蓄热保温箱和蓄冷保温箱构成，所述蓄热保温箱内设置有第一温度交换器和相变蓄热材料，所述蓄冷保温箱内设置有第二温度交换器和相变蓄冷材料；所述蓄热保温箱和所述蓄冷保温箱的各端口处均设置有阀门。
上述太阳能制冷与采暖装置技术方案中，更具体的技术方案还可以是：所述第一温度交换器和所述第二温度交换器分别具有加温端进口、加温端出口和受温端进口和受温端出口；所述能量收集器具有出口端与进口端；所述第一温度交换器和第二温度交换器的加温端进口均通过各自的所述阀门、所述第一泵与所述能量收集器的出口端相连通，所述第一温度交换器和第二温度交换器的加温端出口均通过各自的所述阀门与所述能量收集器的进口端相连通；所述第三温度交换器具有加温端进口和加温端出口，所述第一温度交换器和第二温度交换器的受温端出口均通过各自的所述阀门、所述第二泵与所述第三温度交换器的加温端进口相连通，所述第一温度交换器和第二温度交换器的受温端进口均通过各自的所述阀门与所述第三温度交换器的加温端出口相连通。
进一步的：所述第一温度交换器内的循环介质为植物油或润滑油；所述第二温度交换器内的循环介质为乙二醇或盐溶液。
由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
1、由于具有由能量收集器、管道、第一泵、蓄能箱的供给端串联构成的能量蓄存循环单元；蓄热保温箱内设置有第一温度交换器和相变蓄热材料，蓄冷保温箱内设置有第二温度交换器和相变蓄冷材料；当夏天时可通过能量收集器收集太阳热量，输送给蓄热保温箱并通过相变蓄热材料将热量储存在蓄热保温箱中至冬天时供给大型商场、酒店等需要集中制冷或供暖的场所冬季采暖和热水使用。当冬天时可通过能量收集器收集自然环境的冷量，输送给蓄热保温箱并通过相变蓄冷材料将冷量储存在蓄热保温箱中到夏天时供给大型商场、酒店等需要集中制冷或供暖的场所冬季采暖和热水使用。并且整个蓄冷、蓄热过程利用小功率的第一泵或第二泵即可，充分吸取太阳能光热、自然环境冬季冷量节省了大量不可再生的化石能源电量，实际使用中根据项目计算节电率达到85%。
2、由于蓄热保温箱的第一温度交换器内的循环介质为植物油或润滑油，蓄冷保温箱的第二温度交换器内的循环介质为乙二醇或盐溶液；夏天时可通过切换阀门使循环介质植物油或润滑油在具有能量收集器的能量蓄存循环单元内循环，植物油或润滑油可以耐高温，沸点温度可以达到250度以上，当植物油或润滑油循环至能量收集器内，能量收集器对热量进行采集；冬天时，可通过切换阀门使循环介质乙二醇或盐溶液在具有能量收集器的能量蓄存循环单元内循环，由于乙二醇或盐溶液可根据不同浓度配比，具有冰点低特性，可以达到-45℃，当乙二醇或盐溶液循环至能量收集器内，能量收集器对冷量进行采集，因此，不但采用一套能量收集设备即可实现集热或集冷，节约了成本，还可以获得不断吸取更多太阳能热量或冷量的效果。
3、本发明第一泵和第二泵均设置为并接的2个支路，当第一条出现故障可切换至第二条继续工作，不影响人们使用。
4、根据制冷、采暖量计算收集冷能或热能的集能器、相变材料配比、相变蓄能箱数量。
附图说明
图1是本发明实施例的原理接线图。
具体实施方式
下面结合附图实施例对本发明作进一步详述：
实施例一
图1所示的太阳能制冷与采暖装置，包括有能量收集器1、蓄能箱3、第一支路2和第二支路4；第一支路2由串接有截止阀21、止回阀24及第一泵23的两个分支路并接构成；第二支路4由串接有截止阀21、止回阀24及第二泵41的两个分支路并接构成；能量收集器1、管道L1、第一支路2、阀门、蓄能箱3的供给端串联构成的能量蓄存循环单元和由蓄能箱3的接收端、管道L2、阀门、第二支路4和第三温度交换器5的加温端串联构成的能量供给循环单元。
其中，能量收集器1内分别设置有其两端分别与能量收集器1的出口端1b与进口端1a相连通的排管，蓄能箱3包括有蓄热保温箱31和蓄冷保温箱32，蓄热保温箱31和蓄冷保温箱32的外壳由301不锈钢和绝热材料制成，蓄热保温箱31内填满相变蓄热材料312，第一温度交换器311设置在相变蓄热材料312之间；蓄冷保温箱32内填满相变蓄冷材料322，第二温度交换器321设置在相变蓄冷材料之间；第一温度交换器内的循环介质为植物油；第二温度交换器内的循环介质为乙二醇。第一温度交换器311具有加温端进口31a、加温端出口31b和受温端出口31c、受温端进口31d；第二温度交换器321具有加温端进口32a、加温端出口32b和受温端出口32c、受温端进口32d；能量收集器1的出口端1b通过管道L1与第一支路2的一端相连通，第一支路2的另一端分别通过阀门7与第一温度交换器311的加温端进口31a、通过阀门11与第二温度交换器321的加温端进口32a相连通，然后第一温度交换器311的加温端出口31b通过阀门8、第二温度交换器321的加温端出口32b通过阀门12与能量收集器的进口端1a相连通构成能量蓄存循环单元。第一温度交换器311的受温端出口31c通过阀门9、第二温度交换器321的受温端出口32c通过阀门13与第二支路4的一端相连通，第二支路4的另一端与第三温度交换器5的加温端进口5a相连通，第三温度交换器3的加温端出口5b分别通过阀门10与第一温度交换器311的加温端进口31d、通过阀门14与第二温度交换器321的加温端进口32d相连通构成能量供给循环单元。第三温度交换器5的受温端与空调器6相连接。
夏天时，进行蓄热过程：关闭阀门11、12、9、10，开启阀门7、8，开启第一泵23，此时第一温度交换器内的循环介质植物油从第一温度交换器内流出在能量收集器1的排管内循环，不断将摄取的太阳热量输送进蓄热保温箱31内，并与其内的相变蓄热材料进行热量交换，相变蓄热材料由固态吸取热量后变为液态储存起来；同时开启阀门13、14，开启第二泵41，将储存在蓄冷保温箱的冷能释放冷量对供给循环单元内的循环介质进行降温，通过第三温度交换器5将冷量传递给空调器6对大型商场、酒店等需要集中制冷或供暖的场所制冷。
到了冬季关闭阀门7、8、13、14，开启阀门9、10，开启第二泵41，此时储存在蓄热保温箱的热能释放热量对供给循环单元内的循环介质进行加热，通过第三温度交换器5将热量传递给空调器6对大型商场、酒店等需要集中制冷或供暖的场所供暖或供热水；同时，进行蓄冷过程：关闭阀门7、8、13、14，开启阀门11、12，开启第一泵23，此时第二温度交换器内的循环介质乙二醇从第二温度交换器内流出在能量收集器1的排管内循环不断将摄取的冷量输送进蓄冷保温箱32内，并与其内的相变蓄冷材料进行热量交换，相变蓄冷材料吸取冷量后由液态变为固态储存起来；这样冬季和夏季进行着蓄能和供能的循环。
实施例二
集热排管内的循环介质为润滑油，集冷排管内的循环介质为盐溶液；其余均与实施例一相同。

Claims (3)

1.一种太阳能制冷与采暖装置，其特征在于：具有由能量收集器、管道、第一泵、蓄能箱的供给端串联构成的能量蓄存循环单元；具有由所述蓄能箱的接收端、第二泵和第三温度交换器的加温端串联构成的能量供给循环单元，所述第三温度交换器的受温端与空调器相连接；所述蓄能箱由并联相接的蓄热保温箱和蓄冷保温箱构成，所述蓄热保温箱内设置有第一温度交换器和相变蓄热材料，所述蓄冷保温箱内设置有第二温度交换器和相变蓄冷材料；所述蓄热保温箱和所述蓄冷保温箱的各端口处均设置有阀门。
2.根据权利要求1所述的太阳能制冷与采暖装置，其特征在于：所述第一温度交换器和所述第二温度交换器分别具有加温端进口、加温端出口和受温端进口和受温端出口；所述能量收集器具有出口端与进口端；所述第一温度交换器和第二温度交换器的加温端进口均通过各自的所述阀门、所述第一泵与所述能量收集器的出口端相连通，所述第一温度交换器和第二温度交换器的加温端出口均通过各自的所述阀门与所述能量收集器的进口端相连通；所述第三温度交换器具有加温端进口和加温端出口，所述第一温度交换器和第二温度交换器的受温端出口均通过各自的所述阀门、所述第二泵与所述第三温度交换器的加温端进口相连通，所述第一温度交换器和第二温度交换器的受温端进口均通过各自的所述阀门与所述第三温度交换器的加温端出口相连通。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能制冷与采暖装置，其特征在于：所述第一温度交换器内的循环介质为植物油或润滑油；所述第二温度交换器内的循环介质为乙二醇或盐溶液。
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