CN204923276U - 一种太阳能储能型冷热空调装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种太阳能储能型冷热空调装置包括：用于集热的太阳能集热器；用于储能的高温储能器和低温储能器；用于热能转换的热泵；用于温度调节的空调循环泵和风机盘管；所述太阳能集热器依次通过电磁阀和太阳能换能液泵向高温储能器和低温储能器连接供热；所述热泵与高温储能器单循环连通，所述热泵与低温储能器单循环连通；所述高温储能器和低温储能器依次通过电磁阀和空调循环泵与风机盘管连接；该太阳能储能型冷热空调装置通过控制器调控。本实用新型有效利用高温储能器、低温储能器和水源热泵的结构设计，实现全面、充分的利用太阳能，并通过低温集热器为水源热泵提供稳定的低温低位热能，有效提高水源热泵的能效比，并实现了移峰填谷。

Description

一种太阳能储能型冷热空调装置

技术领域

本实用新型涉及太阳能热能利用技术，特别是基于太阳能技术与热泵技术的室内温度调节系统。

背景技术

现有的太阳能空气调节装置，由于受天气影响很大，受地理、昼夜和季节等规律性变化的影响以及阴晴云雨气候变化，在江苏、浙江、安徽等华东地区能够达到50℃以上供热要求的时间，仅占全年的1/3，并且其热能提供具有间断性、周期性、波动性大等缺陷，如何稳定、充分的利用太阳能为室内温度调节装置提供能量成为当前亟待解决的问题。

此外，多年来在热泵系列产品及系统应用技术的发展上看，热泵在使用过程中的节能降耗方面，尤其是热泵中的水源热泵机组能效比性能的提高，与水源温度的高低密切相关，例如：当水源温度低于5℃时，水源热泵会启动保护停机，当水源温度在5-10℃，水源热泵的能效比1:3左右，当水源温度在10℃以上时，水源热泵的能效比能够达到4-5左右，如何避免热泵使用时消耗电力过高、提高使用能效比，充分发挥热泵产品的优势，并充分、有效地结合该地区的太阳能成为目前亟待解决重要问题。

尤其是，针对我国目前谷电资源浪费严重的问题，如何充分利用谷电，为“移峰填谷”添新技，合理调配使用电能也是当今能源使用上的一个新问题。

发明内容

为解决现有设计存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种能够全天候充分、有效利用太阳能、并实现水源热泵高能效比、能够实现移峰填谷的太阳能出能行冷暖空调装置：

该太阳能储能型冷热空调装置包括：

用于集热的太阳能集热器；

用于储能的高温储能器和低温储能器；

用于将低频位热能转换为高频位热能的热泵；

用于空气调节的空调循环泵和风机盘管;

所述太阳能集热器分别通过电磁阀的管道和换能液循环泵与高温储能器和低温储能器连接供热；所述热泵的蒸发回路与高温储能器，所述热泵的冷凝回路与低温储能器连通；所述高温储能器和低温储能器依次通过电磁阀和空调循环泵与风机盘管连接；该太阳能储能型冷热空调装置通过控制器运行调控。

优选方案为：所述太阳能集热器为平板型太阳能集热器。

优选方案为：所述平板型太阳能集热器并联设置散热器。

优选方案为：所述热泵为水源热泵。

优选方案为：所述太阳能集热器出水口配设温度传感器。

本实用新型的太阳能储能型冷热空调装置，为太阳能集热器、高温储能器、低温储能器与水源热泵的组合系统。在供热工况时：当天晴时，通过太阳能集热器提供热空调能量，多余的热量根据温度的高低分别输送到高温储能器或低温储能器中存储，遇到阴雨天导致太阳能能量不足时，高温储能器中存储的热量释放出来提供热空调能量，当遇到连续的阴雨天气，太阳能集热器虽然达不到50℃以上，但是仍然可以达到15℃以上时，该装置仍然可以有效的利用太阳能集热器15℃以上的热量存储到低温储能器中（使本来全年只有1/3的晴天时间可以利用的太阳能扩展到全年都可以有效利用的太阳能），并且在谷电时段用水源热泵将低温储能器（15℃以上）的热量加热到50℃给高温储能器补充热量，使水源热泵始终工作在最佳状态，大大提高了能效比，以满足阴雨天太阳能集热器能量不足时使用热空调采暖的要求。并且有效避免水源热泵的水源温度低于10℃时能效比低、耗电高的难题，也有效的避免了当水源温度低于5℃时水源热泵会停机保护的难题。在供冷工况时，利用晚上的谷电将水源热泵制得的冷量存储在低温储能器中，在白天需要时将低温储能器的冷量释放出来，从而有利于电网的移峰填谷，并大大节约了能源与电费。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

实施例1：

如图1所示，本实用新型的一种太阳能储能型冷热空调装置，包括用于集热的平板型太阳能集热器1、用于储能的高温储能器7和低温储能器9，用于将低频位热能转换为高频位热能的水源热泵8,和用于空气调节的空调循环泵12和风机盘管13，其中，平板型太阳能集热器1一侧通过设有电磁阀5的管道与高温储能器7连接，通过设有电磁阀6的管道与低温储能器9连接，平板型太阳能集热器1另一侧设有换能液循环泵4分别与高温储能器7和低温储能器9联通，其中，换能液循环泵4是一种太阳能水泵；

其中，平板型太阳能集热器1并联设置散热器3，散热器3进水室一侧设有电磁阀2；平板型太阳能集热器1的出水口设有温度传感器15；通过对电磁阀2的调控，换能液循环泵4能选择是将换能液通过平板型太阳能集热器1输送还是通过散热器3输送。

水源热泵8一端的蒸发回路与高温储能器7连通，水源热泵8的冷凝回路与低温储能器9连通，通过水源热泵8实现了将低温储能器9中的低频位热能转换为高温储能器7中的高频位热能。

高温储能器7依次通过电磁阀10和空调循环泵12与风机盘管13连接；低温储能器9依次通过电磁阀11和空调循环泵12与风机盘管13连通；

该太阳能储能型冷热空调装置通过控制器14运行调控，控制器14通过控制电磁阀2、换能液循环泵4、电磁阀5、电磁阀6、水源热泵8、电磁阀10、电磁阀11、空调循环泵12控制。

本实施例中，太阳能储能型冷热空调装置在供热工况运行时：

通过控制器14运行控制，打开电磁阀10、关闭电磁阀11，通过高温储能器7传送热能至空调循环泵12和风机盘管13：

根据天气情况，当平板型太阳能集热器1吸收太阳能热量的温度达到50℃以上时，此时通过平板型太阳能集热器1出水端温度传感器15传送到控制器14，控制器14调控打开电磁阀5、电磁阀2、6关闭，启动换能液循环泵4，将经过平板型太阳能集热器1集热后的水，通过连接的管路将热量输送至高温储能器7中存储，当启动空调供热时，高温储能器7中储存的热量通过空调循环泵12将热量输出到风机盘管13，进行室内温度调节，达到供热需求；

根据天气情况，当平板型太阳能集热器1吸收的太阳能热量的温度达不到50℃，但能够达到15℃以上时，控制器14调控打开电磁阀6、关闭电磁阀2和电磁阀5，通过换能液循环泵4将经过平板型太阳能集热器1的热量输入到低温储能器9中存储（根据统计，全年有95%以上的时间可以利用平板型太阳能集热器即热达到这个温度，这样，基本可以达到全年都可以利用太阳能）：

此时，若需要空调供暖，即可启动水源热泵8，将低温储能器9中的低温热能转化为高温储能器中7中的高温热能，并通过空调循环泵12和风机盘管13传送进行空气调节；

在天气状况不佳，平板型太阳能集热器1吸收的太阳能热量的温度达不到50℃时，在谷电时段，即夜晚非用电高峰期，控制器14根据高温储能器7中的热量存储情况，启动水源热泵8将低温储能器9（15℃以上）的热量提高到50℃给高温储能器7补充热量，当高温储能器7热量充满时，停止运行水源热泵8；在峰电时段，根据天气状况给高温储能器7或低温储能器9存储热能，在需要供热时，将高温储能器7中热量通过空调循环泵12将热量输出到风机盘管13释放出来。

在供热工况下，通过本实用新型的设计，有效的全天候的利用太阳能，尤其是利用了阴雨天的太阳能，高温储能器7、低温储能器9和水源热泵8的系统工程的设计，通过的高温储能器7、低温储能器9的巧妙运用，实现全面、充分的利用晴天和阴雨天的太阳能，并通过低温集热器9的设置，为水源热泵8提供了温度不低于10℃的稳定的低温、低位热能，使水源热泵8始终工作在能效比最高的最佳工况，降低了水源热泵8的运行能耗，又能实现供热工况时高温储能器7热能的平稳供应，同时，根据我国谷电浪费严重的情况，有效利用谷电，通过水源热泵8将低温储能器9中的低温热能转换为高温储能器7中的高温热能，有效的实现移峰填谷的目的。

本实施例的太阳能储能型冷热空调装置，在供冷工况运行时：

在谷电时段，控制器14进行调控，根据低温储能器9中的冷量，自动启动水源热泵8，对将低温储能器9中的低温热能转化为高温储能器7中的高温热能，通过能量转化，增加低温储能器9的低温热能，同时水源热泵8给高温储能器7不断地补充热量时，当高温储能器7充满热量时，此时通过控制器14调控，关闭电磁阀6，打开电磁阀2和电磁阀5，通过散热器3散热，其中，平板型太阳能集热器1也可以实现部分散热功能，打开电磁阀5后，通过运行换能液循环泵4，将经过散热的水输送至高温储能器7，使得高温储能器7中的无法达到稳定的温度50℃，而得以不断的运行水源热泵8，不断的给低温储能器9提供低温热能；当低温储能器9充满时，控制器自动停止水源热泵8（除此之外，水源热泵8和平板型太阳能集热器1是不运行的）。在峰电时段，需要供冷时，低温储能器9中的冷量通过空调循环泵12将冷量输出到风机盘管13释放出来。

通过本实用新型的设计，在供冷工况下，有效利用高温储能器7、低温储能器9和水源热泵8的结构设计，通过水源热泵8的巧妙运用，并通过为高温集热器7和低温集热器9的能量转换设置，实现低温的补充，在实现水源热泵8高能效比；充分利用平板型太阳能集热器的散热损失，实现与散热器3共同散热以此提高散热的效果，还在考虑我国供电实际情况的条件下，有效利用峰谷电的，达到移峰填谷，同时也可以降低使用空调成本的目的。

本实用新型的太阳能储能型冷热空调装置的技术创新特点：该装置为太阳能集热器、高温储能器、低温储能器与水源热泵的组合系统。在供热工况时：当天晴时，通过太阳能集热器提供热空调能量，多余的热量根据温度的高低分别输送到高温储能器或低温储能器中存储，遇到阴雨天导致太阳能能量不足时，高温储能器中存储的热量释放出来提供热空调能量，当遇到连续的阴雨天气，太阳能集热器虽然达不到50℃以上，但是仍然可以达到15℃以上时，该装置仍然可以有效的利用太阳能集热器15℃以上的热量存储到低温储能器中（使本来全年只有1/3的晴天时间可以利用的太阳能扩展到全年都可以有效利用的太阳能），并且在谷电时段用水源热泵将低温储能器（15℃以上）的热量加热到50℃给高温储能器补充热量，使水源热泵始终工作在最佳状态，大大提高了能效比，以满足阴雨天太阳能集热器能量不足时使用热空调采暖的要求。并且有效避免水源热泵的水源温度低于10℃时能效比低、耗电高的难题，也有效的避免了当水源温度低于5℃时水源热泵会停机保护的难题。在供冷工况时，利用晚上的谷电将水源热泵制得的冷量存储在低温储能器中，在白天需要时将低温储能器的冷量释放出来，从而有利于电网的移峰填谷，并大大节约了能源与电费。

以上所述的实施例仅用于说明本实用新型的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本专利的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本专利的保护范围，即凡依本专利所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落入本专利的保护范围。

Claims (5)

1.一种太阳能储能型冷热空调装置，其特征在于：

该太阳能储能型冷热空调装置包括：

用于集热的太阳能集热器（1）；

用于储能的高温储能器（7）和低温储能器（9）；

用于将低频位热能转换为高频位热能的热泵（8）；

用于空气调节的空调循环泵（12）和风机盘管（13）;

所述太阳能集热器（1）分别通过电磁阀的管道和换能液循环泵（4）与高温储能器（7）和低温储能器（9）连接供热；所述热泵（8）的蒸发回路与高温储能器（7），所述热泵（8）的冷凝回路与低温储能器（9）连通；所述高温储能器（7）和低温储能器（9）依次通过电磁阀和空调循环泵（12）与风机盘管（13）连接；该太阳能储能型冷热空调装置通过控制器（14）运行调控。

2.如权利要求1所述的太阳能储能型冷热空调装置，其特征在于：所述太阳能集热器（1）为平板型太阳能集热器。

3.如权利要求2所述的太阳能储能型冷热空调装置，其特征在于：所述平板型太阳能集热器并联设置散热器（3）。

4.如权利要求1至3任一权利要求所述的太阳能储能型冷热空调装置，其特征在于：所述热泵（8）为水源热泵。

5.如权利要求1所述的太阳能储能型冷热空调装置，其特征在于，所述太阳能集热器（1）出水口配设温度传感器（15）。