CN107606731A - 一种太阳能中央空调系统集成装置及换热方法 - Google Patents

一种太阳能中央空调系统集成装置及换热方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种太阳能中央空调系统集成装置及换热方法，包括空调系统本体、太阳能系统、换热系统，在空调系统本体上设有生活热水箱、冷水箱、太阳能集热器、水表、蓄热水箱、热水锅炉、冷却器、温水机组、负荷，本发明利用太阳能作为能源的空调系统，在太阳光照越强的情况下，外界温度越高，空调的制冷能力越强，使用太阳能空调系统既创造了室内宜人的温度，又能降低大气环境的温度，同时还减弱了城市的热岛效应，采用光电转换的方式，将光能转换成电能，节约了能源的同时也避免使用对环境有害的制冷能源，这样的绿色空调系统对人体，对自然环境都没有破坏。

Description

一种太阳能中央空调系统集成装置及换热方法
技术领域
本发明涉及太阳能利用技术领域，具体为一种太阳能中央空调系统集成装置及换热方法。
背景技术
近年来，煤、石油、天然气等化石能源日益短缺，能源危机与环境污染等问题日渐突显，已成为威胁人类生存的头等大事，对新能源的开发利用显得尤为重要，特别是对太阳能的开发利用。太阳能作为一种可再生的清洁能源具有其它能源无可比拟的优势。我国太阳能资源十分丰富，绝大部分地区年辐照量大于5×106kJ/m2，年日照时数在2000h以上。太阳能取之不尽用之不竭，处处均可开发，无需开采和运输，不会污染环境和破坏生态平衡，符合国家倡导的“建设资源节约型、环境友好型社会”的要求，具有良好的节能减排效果。因此对太阳能的开发利用必将创造出良好的社会效益、环境效益和经济效益。
本发明与太阳能利用有关，特别是关于一种太阳能中央空调系统集成装置及换热方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采用光电转换的方式，将光能转换成电能，节约了能源的同时也避免使用对环境有害的制冷能源，这样的绿色空调系统对人体，对自然环境都没有破坏的一种太阳能中央空调系统集成装置及换热方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种太阳能中央空调系统集成装置,包括空调系统本体、太阳能系统、换热系统，所述空调系统本体上设有太阳能系统，所述太阳能系统的一侧设有换热系统，所述太阳能系统与换热系统之间设有蓄热水箱。
优选的，所述太阳能系统上设有生活热水箱，所述生活热水箱的一端设有连接管道，连接管道的一端设有冷水箱，所述冷水箱一侧的连接管道与蓄热水箱连接，所述生活热水箱与冷水箱之间的连接管道的连接节点与太阳能集热器连接，所述太阳能集热器的另一端的连接管道设有水表，水表的另一端与蓄热水箱连接，太阳能系统中太阳能所能提供的热量(J):
Q＝I·h·φ·A·3600
式中，I为太阳能辐照强度(W/m2)；为日均光照小时数(h)；为平均集热效率；A为太阳能集热器的有效集热面积(m2)。
优选的，所述换热系统上设有热水锅炉，所述热水锅炉的左端采用连接管道与蓄热水箱连接，所述热水锅炉的右侧设有温水机组，所述温水机组的上方设有冷却器，冷却器与温水机组之间采用管道连接，所述温水机组的右侧设有冷水箱，所述冷水箱的右侧设有负荷，所述冷水箱、负荷的上下端均与热水锅炉通过管道连接，换热系统中夏季制冷负荷所需要的热量(J)：
生活热水负荷所需要的热量(J)：
式中，为单位空间面积所需要的冷负荷(w/m2)；t为制冷小时数(h)；S为空间面积(m2)；为制冷系统的制冷效率系数：为生活热水负荷(J)；为管道及蓄热水箱的热损失率。
优选的，所述温水机组与冷水箱之间设有冬季开阀。
优选的，一种太阳能中央空调系统集成装置的换热方法，包括以下步骤：
A、在安装太阳能中央空调集成装置时，根据安装场地的具体情况，最大限度的避开挡光物进行安装；
B、太阳能中央空调集成装置上配置常规能源辅助加热装置，按照所需热量，根据安装现场施工条件及经济状况配置集热器的数量；
C、当太阳能系统光照检测到光照强度低于50％，锅炉自动进行补热；
D、当太阳能集热器表面的温度大于40℃时开启泵1，蓄热水箱开始蓄热，运行30分钟后开始检测蓄热水箱中水的温度，当半小时后再次检测，若达到开泵的温度就开泵；
F、开启空调机，打开水泵，蓄热水箱热水出口温度确定温度范围，当蓄热水箱热内水温大于等于55℃，由热水直接向用户供暖，关闭空调以及各个泵。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明中，安装太阳能中央空调集成装置时，根据安装场地的具体情况，最大限度的避开挡光物，使太阳能中央空调在天气好的情况下能够接受最长时间的光照；
(2)本发明利用太阳能作为能源的空调系统，在太阳光照越强的情况下，外界温度越高，空调的制冷能力越强，使用太阳能空调系统既创造了室内宜人的温度，又能降低大气环境的温度，同时还减弱了城市的热岛效应，采用光电转换的方式，将光能转换成电能，节约了能源的同时也避免使用对环境有害的制冷能源，这样的绿色空调系统对人体，对自然环境都没有破坏。
附图说明
图1为本发明的空调系统本体结构示意图。
图中：1、空调系统本体；2、生活热水箱；3、冷水箱；4、太阳能集热器；5、水表；6、蓄热水箱；7、热水锅炉；8、冷却器；9、温水机组；10、负荷；11、太阳能系统；12、换热系统。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种太阳能中央空调系统集成装置及换热方法,包括空调系统本体1、太阳能系统11、换热系统12，空调系统本体1上设有太阳能系统11，太阳能系统11的一侧设有换热系统12，太阳能系统11与换热系统12之间设有蓄热水箱6。
太阳能系统11上设有生活热水箱2，生活热水箱2的一端设有连接管道，连接管道的一端设有冷水箱3，冷水箱3一侧的连接管道与蓄热水箱6连接，生活热水箱2与冷水箱3之间的连接管道的连接节点与太阳能集热器4连接，太阳能集热器4的另一端的连接管道设有水表5，水表5的另一端与蓄热水箱6连接，太阳能系统11中太阳能所能提供的热量J:
Q＝I·h·φ·A·3600
式中，I为太阳能辐照强度W/m2；为日均光照小时数h；为平均集热效率；A为太阳能集热器的有效集热面积m2。
换热系统12上设有热水锅炉7，热水锅炉7的左端采用连接管道与蓄热水箱6连接，热水锅炉7的右侧设有温水机组9，温水机组9的上方设有冷却器8，冷却器8与温水机组9之间采用管道连接，温水机组9的右侧设有冷水箱3，温水机组9与冷水箱3之间设有冬季开阀，冷水箱3的右侧设有负荷10，冷水箱3、负荷10的上下端均与热水锅炉7通过管道连接，换热系统12中夏季制冷负荷所需要的热量J：
生活热水负荷所需要的热量J：
式中，为单位空间面积所需要的冷负荷w/m2；t为制冷小时数h；S为空间面积m2；为制冷系统的制冷效率系数：为生活热水负荷J；为管道及蓄热水箱的热损失率。
一种太阳能中央空调系统集成装置的换热方法，包括以下步骤：
A、在安装太阳能中央空调集成装置时，根据安装场地的具体情况，最大限度的避开挡光物进行安装；
B、太阳能中央空调集成装置上配置常规能源辅助加热装置，按照所需热量，根据安装现场施工条件及经济状况配置集热器的数量；
C、当太阳能系统光照检测到光照强度低于50％，锅炉自动进行补热；
D、当太阳能集热器表面的温度大于40℃时开启泵1，蓄热水箱开始蓄热，运行30分钟后开始检测蓄热水箱中水的温度，当半小时后再次检测，若达到开泵的温度就开泵；
F、开启空调机，打开水泵，蓄热水箱热水出口温度确定温度范围，当蓄热水箱热内水温大于等于55℃，由热水直接向用户供暖，关闭空调以及各个泵。
本发明中，安装太阳能中央空调集成装置时，根据安装场地的具体情况，最大限度的避开挡光物，使太阳能中央空调在天气好的情况下能够接受最长时间的光照；本发明利用太阳能作为能源的空调系统，在太阳光照越强的情况下，外界温度越高，空调的制冷能力越强，使用太阳能空调系统既创造了室内宜人的温度，又能降低大气环境的温度，同时还减弱了城市的热岛效应，采用光电转换的方式，将光能转换成电能，节约了能源的同时也避免使用对环境有害的制冷能源，这样的绿色空调系统对人体，对自然环境都没有破坏。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种太阳能中央空调系统集成装置,包括空调系统本体(1)、太阳能系统(11)、换热系统(12)，其特征在于：所述空调系统本体(1)上设有太阳能系统(11)，所述太阳能系统(11)的一侧设有换热系统(12)，所述太阳能系统(11)与换热系统(12)之间设有蓄热水箱(6)。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能中央空调系统集成装置，其特征在于：所述太阳能系统(11)上设有生活热水箱(2)，所述生活热水箱(2)的一端设有连接管道，连接管道的一端设有冷水箱(3)，所述冷水箱(3)一侧的连接管道与蓄热水箱(6)连接，所述生活热水箱(2)与冷水箱(3)之间的连接管道的连接节点与太阳能集热器(4)连接，所述太阳能集热器(4)的另一端的连接管道设有水表(5)，水表(5)的另一端与蓄热水箱(6)连接，太阳能系统(11)中太阳能所能提供的热量(J):
Q＝I·h·φ·A·3600
式中，I为太阳能辐照强度(W/m2)；h为日均光照小时数(h)；φ为平均集热效率；A为太阳能集热器的有效集热面积(m2)。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能中央空调系统集成装置，其特征在于：所述换热系统(12)上设有热水锅炉(7)，所述热水锅炉(7)的左端采用连接管道与蓄热水箱(6)连接，所述热水锅炉(7)的右侧设有温水机组(9)，所述温水机组(9)的上方设有冷却器(8)，冷却器(8)与温水机组(9)之间采用管道连接，所述温水机组(9)的右侧设有冷水箱(3)，所述冷水箱(3)的右侧设有负荷(10)，所述冷水箱(3)、负荷(10)的上下端均与热水锅炉(7)通过管道连接，换热系统(12)中夏季制冷负荷所需要的热量(J)：
<mrow> <msub> <mi>Q</mi> <mi>r</mi> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mi>q</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mi>t</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mi>s</mi> </mrow> <mi>&amp;eta;</mi> </mfrac> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mn>3600</mn> </mrow>
生活热水负荷所需要的热量(J)：
式中，q为单位空间面积所需要的冷负荷(w/m2)；t为制冷小时数(h)；S为空间面积(m2)；η为制冷系统的制冷效率系数：Qa为生活热水负荷(J)；θ为管道及蓄热水箱的热损失率。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能中央空调系统集成装置，其特征在于：所述温水机组(9)与冷水箱(3)之间设有冬季开阀。
5.实现权力要求1所述的一种太阳能中央空调系统集成装置的换热方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、在安装太阳能中央空调集成装置时，根据安装场地的具体情况，最大限度的避开挡光物进行安装；
B、太阳能中央空调集成装置上配置常规能源辅助加热装置，按照所需热量，根据安装现场施工条件及经济状况配置集热器的数量；
C、当太阳能系统光照检测到光照强度低于50％，锅炉自动进行补热；
D、当太阳能集热器表面的温度大于40℃时开启泵1，蓄热水箱开始蓄热，运行30分钟后开始检测蓄热水箱中水的温度，当半小时后再次检测，若达到开泵的温度就开泵；
F、开启空调机，打开水泵，蓄热水箱热水出口温度确定温度范围，当蓄热水箱热内水温大于等于55℃，由热水直接向用户供暖，关闭空调以及各个泵。
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