CN205332597U - 一种光电聚合冷暖系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种光电聚合冷暖系统，该系统包括制热装置和制冷装置中的至少一种，还包括工质容器、超导元件、散能装置和控制器，管路将工质容器和散能装置连接构成循环管路，超导元件一端与制热装置和/或制冷装置相连，另一端引出与工质容器个数相同的若干个分支且各分支分别伸入相应的工质容器内部或与相应的工质容器的外壁相贴合；供热应用时，控制器控制制热装置产生的热能经由超导元件传输加热工质容器内的工质且经循环管路至散能装置散热如此循环供热；制冷应用时，控制器控制制冷装置产生的冷能经由超导元件传输制冷工质容器内的工质且经循环管路至散能装置散冷如此循环供冷。本实用新型的系统实现供热制冷兼容统一，提高了安全性可靠性。

Description

一种光电聚合冷暖系统

技术领域

本实用新型涉及采暖供热及制冷技术领域，特别是涉及一种新型的光电聚合冷暖系统。

背景技术

现阶段，在寒冷季节采用电采暖方式采暖供热，在炎热季节采用空调等制冷机制冷，已成为广泛普及的采暖/制冷技术方式，但是，目前使用的采暖系统或制冷系统均是两种独立的系统架构，也就是说，两者系统组件独立，功能独立不兼容，即用户需要配备两个系统才能够实现在寒冷季节的采暖供给和在炎热季节的制冷供给，使得成本大幅度增加并且两套系统的使用极易造成使用不方便。此外，目前使用较广泛的采暖供热系统通常采用循环泵驱动高温循环液在采暖供热系统的循环管路中循环换热的方式供热，利用电磁加热线圈缠绕在采暖供热系统的循环管路上以加热循环管路中的循环液，并且将加热的高温循环液储存于储液罐中以备使用。传统的采暖供热系统电磁加热线圈和储液罐分体分离设置，一般被布置于采暖供热系统的不同位置处，两者之间存在较长的循环管路管程，被电磁加热线圈加热的高温循环液通过循环管路储存至储液罐的过程中产生大量的热能损耗；并且，额外设置的高温循环液输送循环管路导致了系统结构复杂及成本的增加，较长的循环管路管程设置还提高了循环管路中高温循环液泄漏的风险，安全隐患高，可靠性低；此外，电磁加热线圈和储液罐被分离设置在系统不同位置，导致系统所占空间较大，致使整个采暖供热系统的成本预算增加。并且，目前制冷技术应用多采用吸附制冷原理，吸附制冷的优势是可以利用低品位热源来实现制冷甚至制冰，但是目前的各种吸附制冷系统存在效率低、传热不理想、解吸和吸附速率慢等诸多缺点；并且空调制冷等各行业的热利用率较低，绝大部分的热量以70℃至200℃的废热形式被排掉，给生态环境带来巨大的压力；采用制冷机制冷的方式需要额外在制冷机内部填充制冷剂才能实现吸收制冷，制冷效率低效果差，额外的添加剂以及因此需要的额外的设备导致系统所占空间较大，致使整个制冷系统的成本预算增加；此外，空调或制冷机等设备的大量以及长时间工作导致同时日益增加的耗电量给相关供电部门带来很大的压力；并且，传统的制冷系统只能实现单一方式的制冷，极易受外界条件制约，即当外界环境不满足使用条件或不适于使用时，传统的制冷系统无论如何无法正常工作，此时或不使用致使周围环境不舒适更甚者导致经济损失，或强行使用只会导致系统故障或发生安全事故，安全隐患高。

实用新型内容

本实用新型针对现有采暖供热系统和制冷系统的应用存在的系统独立设置不能兼容、结构复杂、安全隐患高、成本预算高等问题，提出一种新型光电聚合冷暖系统，系统结构简单精巧，提高了采暖供热系统的安全性和可靠性，降低了系统成本，并且能够实现采暖供热系统和制冷系统的兼容统一。

本实用新型的技术方案如下：

一种光电聚合冷暖系统，其特征在于，包括制热装置和制冷装置中的至少一种，还包括工质容器、超导元件、散能装置、管路和控制器，所述管路将工质容器和散能装置连接构成循环管路，所述工质容器在管路中设置一个或并联设置两个以上，所述超导元件的一端与制热装置和/或制冷装置相连，当工质容器为一个时所述超导元件的另一端伸入工质容器内部或与工质容器的外壁相贴合，当工质容器为两个以上时所述超导元件的另一端引出与工质容器个数相同的若干个分支且各分支分别伸入相应的工质容器内部或与相应的工质容器的外壁相贴合，所述工质容器为密封结构的容器且工质容器内储存工质，所述控制器分别通过开关与制热装置和/或制冷装置相连；当采暖供热应用时，所述控制器通过开关控制所述制热装置产生的热能经由超导元件传输至工质容器以加热工质容器内的工质，已加热的工质容器内的工质经循环管路至散能装置散热如此循环供热；当制冷应用时，所述控制器通过开关控制所述制冷装置产生的冷能经由超导元件传输至工质容器以制冷工质容器内的工质，已制冷的工质容器内的工质经循环管路至散能装置散冷如此循环供冷。

当包括制热装置时，所述制热装置为太阳能集热管，所述太阳能集热管与超导元件相连，所述控制器通过开关控制所述太阳能集热管采集的太阳热能经由超导元件传输至工质容器以加热工质容器内的工质，已加热的工质容器内的工质经循环管路至散能装置散热如此循环供热；

和/或，当包括制冷装置时，所述制冷装置为温差制冷装置和/或半导体制冷装置，所述温差制冷装置和半导体制冷装置均与超导元件相连。

当超导元件伸入工质容器内部时，所述工质容器为密封结构的保温容器，所述控制器通过开关控制工质容器内的工质与管路中的工质连通且超导元件不工作时，工质容器内储存的被制热/制冷且被保温的工质流入循环管路至散能装置散热或散冷；

和/或，所述工质容器内储存液体工质或气体工质。

所述超导元件在与工质容器相连的一端上设置有超导翅片；当超导元件与工质容器的外壁相贴合时，所述超导翅片绕制于工质容器的外壁表面；当超导元件伸入工质容器内部时，所述超导翅片设置于工质容器内并绕制于位于工质容器内部部分的超导元件的外表面。

当超导元件与工质容器的外壁相贴合时两者形成外热/冷式结构，所述工质容器为单层密封结构的罐体，所述超导元件将制热装置产生的热能或制冷装置产生的冷能通过超导翅片经由工质容器外壁间接制热/制冷工质容器内储存的工质；

当超导元件伸入工质容器内部时形成单管内热/冷式结构或套管内热/冷式结构，所述单管内热/冷式结构中的所述工质容器为单层密封结构的保温罐体，所述超导翅片直接接触制热/制冷工质容器内的工质；所述套管内热/冷式结构中的所述工质容器为套管式若干层密封结构的保温罐体，所述超导元件和超导翅片均内置于工质容器的内层之中，所述工质储存于若干层密封结构的工质容器由内至外的依次各层之间，所述工质容器内某层间的工质与管路中的工质通过控制器控制开关控制连通和隔离，所述工质容器的其它层间的工质均通过在工质容器上设置的接口与外界相通，所述超导翅片通过工质容器的内层传导热能或冷能以制热/制冷工质容器内的工质。

所述套管内热/冷式结构中的所述工质容器为套管式双层密封结构的保温罐体，所述超导元件和超导翅片均内置于双层密封结构的工质容器的内层之中，所述工质容器内的工质储存于双层密封结构的工质容器的内层与外层之间，所述超导元件传导热能或冷能并由超导翅片通过工质容器的内层传导热能或冷能以制热/制冷工质容器内的工质；或所述工质容器为套管式三层密封结构的保温罐体，所述超导元件和超导翅片均内置于三层密封结构的工质容器的内层之中，所述工质容器的内层与中间层之间以及中间层与外层之间储存相同或不同的工质，所述超导元件传导热能或冷能并由超导翅片通过工质容器的内层传导热能或冷能以制热/制冷工质容器内的工质；或所述工质容器为套管式四层密封结构的保温罐体，所述超导元件和超导翅片均内置于四层密封结构的工质容器的内层之中，所述工质容器的内层与中间内层之间、中间内层与中间外层之间以及中间外层与外层之间储存相同或不同的工质，所述超导元件传导热能或冷能并由超导翅片通过工质容器的内层传导热能或冷能以制热/制冷工质容器内的工质。

还包括制冷机，所述制冷机直接连接至循环管路中且所述制冷机连接控制器，所述控制器控制制冷机直接制冷循环管路中的工质，且经循环管路再由散能装置散冷如此循环供冷；

和/或，还包括电磁加热线圈，所述电磁加热线圈直接绕制在循环管路上且所述电磁加热线圈连接控制器，所述控制器控制电磁加热线圈连接外接电源直接加热循环管路中的工质，且经循环管路再由散能装置散热如此循环供热；

和/或，还包括发电装置和蓄电池，所述发电装置和蓄电池分别与控制器相连接，所述控制器控制发电装置将其它形式能源转化为电能且供电或存储于蓄电池内或所述控制器控制外接电源将电能存储于蓄电池内，所述蓄电池通过控制器控制以供电；

和/或，还包括补液罐，所述补液罐通过控制阀连接至循环管路以补充液体工质；

和/或，还包括在管路中设置的循环泵，所述控制器与循环泵相连接以控制循环泵提供循环管路中工质的循环动力；

和/或，所述控制器通过网络连接远程控制器以实现远程智能化控制。

本实用新型的技术效果如下：

本实用新型涉及的一种新型的光电聚合冷暖系统，包括制热装置和制冷装置中的至少一种，还包括工质容器、超导元件、散能装置、管路和控制器，管路将工质容器和散能装置连接构成循环管路，制热装置和/或制冷装置分别通过超导元件连接至工质容器，利用制热装置采用高效制热方式制热源且利用制冷装置采用高效制冷方式制冷源，该系统实现了制冷采暖双架构统一、双功能兼容，且将可以共用的组件或模块共用，在此基础上实现多功能的兼容，共用组件或模块节约了系统空间和成本，多功能的兼容适应于新一代技术与市场发展与推广；并且本实用新型提出的系统，采用高效制热方式优选采用绿色无污染的太阳能实现采暖供热功能且采用高效制冷方式制冷源，节能环保，基于光电聚合冷暖供电，制热/制冷效果好效率高且能耗比高，并提高了系统安全性和可靠性；采用超导材料的超导元件利用超导效应传导热能或冷能的方式节能环保，避免了大量使用液体热源或冷源(多为热水、冷水或其它工质)循环导热或导冷，节约了能源与系统使用成本，并且不会造成环境污染，且有效地避免了循环液体易发生泄漏的安全隐患以及为了避免该种安全隐患额外设置的模块或装置，进一步节约了系统空间与成本；超导元件的一端与制热装置和制冷装置中的至少一种相连(即超导管的一端与制热装置相连、或与制冷装置相连，或同时与制热装置和制冷装置相连)，超导元件的另一端伸入工质容器内部或超导元件的另一端与工质容器的外壁相贴合，形成了一体化的储能装置，避免了传统应用中的采暖或制冷系统中没有单独设置储热或储冷设备、或者设置了储热或储冷设备但该储热或储冷设备与其它连接设备与装置分体分离的结构设置存在的两者之间较长的循环管路管程、传输过程中产生大量的能量损耗，以及系统结构复杂及成本的增加的问题，而且工质容器为密封结构的容器，优选工质容器还可以为密封结构的保温容器，这样，这样在制冷装置不工作时，已经制冷且被保温的工质容器内的工质还可以经循环管路至散能装置散冷；在制热装置不工作时，已经加热且被保温的工质容器内的工质还可以经循环管路至散能装置散热，进一步提高供热/制冷效率；采用设置一个或多个并联的工质容器，工质容器即可作为储热设备又可作为储冷设备且尽量地节约了系统所占空间，循环管路中的工质优选通过循环泵驱动经由一体化的储能装置再由散能装置散热/散冷如此循环供热/制冷，提高了能耗比，提高了系统功能与性能，降低了整个冷暖系统的成本预算，并且通过有效储备热源/冷源降低了系统不工作时或系统无需循环液循环工作时循环管路中高温/低温循环液泄漏的风险，安全隐患小，进一步提高了安全性和可靠性；优选控制器控制循环泵提供循环管路中工质的循环动力，通过控制器统一协调控制各模块正常工作，进一步可以兼容扩展智能化远程控制与物联网的需求。

本实用新型涉及的冷暖系统，作为采暖应用时，超导管连接制热装置，该制热装置优选为太阳能集热管，太阳能集热管采集的太阳热能经由超导元件传输至工质容器以加热工质容器内的工质，已加热的工质容器内的工质经循环管路至散能装置散热如此循环供热；作为制冷应用时，超导管连接制冷装置，优选采用温差制冷方式和半导体制冷方式等高效制冷方式；相应地制冷装置对应于温差制冷装置和半导体制冷装置，利用无污染能源的方式灵活多样，兼容性强，适合于绿色智能化物联网的发展。

当超导元件与工质容器的外壁相贴合时形成外热/冷式结构，当超导元件伸入工质容器内部时形成单管内热/冷式结构或套管内热/冷式结构，换句话说，本实用新型可采用外热/冷式结构、单管内热/冷式结构或套管内热/冷式结构的一体化的储能装置，超导元件以及超导翅片可以直接或间接导热制热/导冷制冷工质容器内储存的工质，可以根据实际应用需求，或者采用超导翅片与工质容器中的工质直接接触制热/制冷工质；或者采用特定结构的工质容器，超导元件(以及超导翅片)和工质容器被一体化设置的同时将超导元件(以及超导翅片)和工质容器内的工质分别布置在不同空间内，超导元件(以及超导翅片)与工质容器中的工质未直接接触，而是通过间接方式制热/制冷工质容器内的工质。本实用新型提出的该特定结构可以实现多种制热/制冷储温方式的兼容，结构功能灵活，使用方便，适合于新型冷暖供电系统的推广与使用。

本实用新型涉及的冷暖系统，还可以包括例如太阳能光伏板或风力发电机等发电装置，以及蓄电池等蓄电装置，在外界环境条件适合时将其它形式的能源转化为电能直接供电或储存以备在用电高峰时使用，也即是说，本实用新型涉及的冷暖系统可以兼容小型发电装置以供电，形成优化的光电聚合冷暖供电系统，使得该系统进一步兼容完善，适合于现代社会绿色环保、节约能源的需求。

附图说明

图1为本实用新型光电聚合冷暖系统的一种优选结构示意图。

图2为本实用新型光电聚合冷暖系统的第二种优选结构示意图。

图3为本实用新型光电聚合冷暖系统的第三种优选结构示意图。

图中各标号列示如下：

1a－单管内热/冷式结构；1b－套管内热/冷式结构；1c－外热/冷式结构；2－散能装置；3－循环泵；4－控制器；5－管路；6－外接电源；7－太阳能集热管；8－温差制冷装置；9－半导体制冷装置；10－太阳能光伏板；11－风力发电机；12－蓄电池组；13－补液罐；14－电磁加热线圈；15－制冷机；16－控制阀；17－超导元件；18－超导翅片；19－工质容器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行说明。

本实用新型公开了一种光电聚合冷暖系统，包括制热装置和制冷装置中的至少一种，还包括工质容器、超导元件、散能装置、管路和控制器，管路将工质容器和散能装置连接构成循环管路，工质容器在管路中设置一个或并联设置两个以上，超导元件的一端与制热装置和/或制冷装置相连，当工质容器为一个时该超导元件的另一端伸入工质容器内部或与工质容器的外壁相贴合，当工质容器为两个以上时该超导元件的另一端引出与工质容器个数相同的若干个分支且各分支分别伸入相应的工质容器内部或与相应的工质容器的外壁相贴合，工质容器为密封结构的容器且工质容器内储存工质，控制器通过开关分别与制热装置和/或制冷装置相连接；当采暖供热应用时，控制器通过开关控制制热装置产生的热能经由超导元件传输至工质容器以加热工质容器内的工质，已加热的工质容器内的工质经循环管路至散能装置散热如此循环供热；当制冷应用时，控制器通过开关控制制冷装置产生的冷能经由超导元件传输至工质容器以制冷工质容器内的工质，已制冷的工质容器内的工质经循环管路至散能装置散冷如此循环供冷。其中，超导元件为抽真空的密封结构，优选可以是采用例如银、铜或铝等金属材料制作而成的超导管、超导片、超导膜或超导丝等形状结构，也可以是采用其它材料制作而成的和/或其它形状结构的能够实现超导效果的元件；工质容器优选可以为密封结构的保温容器，例如保温罐体，适用于超导元件伸入工质容器内部的情形，以便于在开关控制工质容器内的工质与管路中的工质连通且超导元件不工作时，工质容器内储存的被制热/制冷且被保温的工质流入循环管路中，由散能装置散热或散冷达到制热/制冷目的；且工质容器内优选可以储存液体工质或气体工质，或其它状态的工质，即可以实现工质容器内储存的液体工质制热/制冷管路中的液体工质，或可以实现工质容器内储存的液体工质制热/制冷管路中的气体工质，或可以实现工质容器内储存的气体工质制热/制冷管路中的液体工质，或其它工质制热/制冷组合方式。

超导元件在与工质容器相连的一端上优选设置有超导翅片，当超导元件与工质容器的外壁相贴合两者形成外热/冷式结构，此时超导翅片绕制于工质容器的外壁表面，工质容器可以为单层密封结构的罐体，超导元件将制热装置产生的热能或制冷装置产生的冷能通过超导翅片经由工质容器外壁间接制热/制冷工质容器内储存的工质；当超导元件伸入工质容器内部时形成单管内热/冷式结构或套管内热/冷式结构，此时超导翅片设置于工质容器内并绕制于位于工质容器内部部分的超导元件的外表面，在单管内热/冷式结构中，工质容器可以为单层密封结构的保温罐体，超导元件传导热能或冷能并由超导翅片直接接触制热/制冷工质容器内的工质；在套管内热/冷式结构中，工质容器可以为套管式若干层密封结构的保温罐体，超导元件和超导翅片均内置于若干层密封结构的工质容器的内层(该内层的实质为通孔结构)之中，工质容器内的工质储存于若干层密封结构的工质容器由内至外的依次各层之间，工质容器内某层间的工质与管路中的工质通过开关控制连通和隔离，工质容器的其它层间的工质均通过在工质容器上设置的接口与外界相通，超导元件传导热能或冷能并由超导翅片通过工质容器的内层传导热能或冷能以制热/制冷工质容器内的工质。

当超导元件伸入工质容器内部时形成套管内热/冷式结构时，工质容器优选可以为套管式双层密封结构的保温罐体，超导元件和超导翅片均内置于双层密封结构的工质容器的内层之中，工质容器内的工质储存于双层密封结构的工质容器的内层与外层之间，超导元件传导热能或冷能并由超导翅片通过工质容器的内层传导热能或冷能以制热/制冷工质容器内的工质，以便于在开关控制下工质容器内的工质与管路中的工质连通，工质容器内储存的被制热/制冷且被保温的工质流入管路中进而通过管路连通采暖供热系统或制冷系统的循环管路循环散热或散冷。

或工质容器优选可以为套管式三层密封结构的保温罐体，超导元件和超导翅片均内置于三层密封结构的工质容器的内层之中，工质容器内的工质储存于三层密封结构的工质容器的内层与中间层之间以及中间层与外层之间，超导元件传导热能或冷能并由超导翅片通过工质容器的内层传导热能或冷能以制热/制冷工质容器内的工质，也即是说，三层密封结构的工质容器相当于在上述双层密封结构的工质容器的外层之外再增加一层，并且三层密封结构的工质容器的内层与中间层之间储存的工质以及中间层与外层之间储存的工质相互隔离；各层间的工质可相同或不同，如工质容器内分别储存两种工质，一种工质在开关控制下与管路中的工质连通或隔离以便用于管路中的工质加热或制冷，另一种工质在工质容器的层壁传导热能或冷能实现工质加热或制冷后与外界相通以便饮用水或生活用水等应用。

或工质容器优选可以为套管式四层密封结构的保温罐体，超导元件和超导翅片均内置于四层密封结构的工质容器的内层之中，工质容器内的工质储存于四层密封结构的工质容器的内层与中间内层之间、中间内层与中间外层之间以及中间外层与外层之间，超导元件传导热能或冷能并由超导翅片通过工质容器的内层传导热能或冷能以制热/制冷工质容器内的工质，也即是说，四层密封结构的工质容器相当于在上述三层密封结构的工质容器的外层之外再增加一层，并且四层密封结构的工质容器的内层与中间内层之间储存的工质、中间内层与中间外层之间储存的工质以及中间外层与外层之间储存的工质相互隔离；各层间的工质根据实际应用的需要可以不同，如工质容器内分别储存三种工质，一种工质在开关控制下与管路中的工质连通或隔离以便用于管路中的工质加热或制冷，另两种工质依次在工质容器的层壁传导热能或冷能实现工质加热或制冷后分别与外界相通以便饮用水、生活用水等应用。

本实用新型公开的光电聚合冷暖系统的一种优选结构示意如图1所示，该实施例同时采用了制热装置和制冷装置，制热装置采用太阳能集热管7、制冷装置采用温差制冷装置8和半导体制冷装置9，该系统还包括工质容器19、超导元件17、散能装置2、管路5和控制器4，管路5将工质容器19和散能装置2连接构成循环管路，超导元件17的一端同时与太阳能集热管7和制冷装置相连，如图1所示的实施例，即超导元件17的一端引出三个分支且这三个分支分别与太阳能集热管7、温差制冷装置8以及半导体制冷装置9相连，超导元件17的另一端伸入工质容器19内部或超导元件17的另一端与工质容器19的外壁相贴合；工质容器19在管路5中可以设置一个或并联设置两个以上，且当工质容器19设置一个时超导元件17的另一端伸入工质容器19内部或与工质容器19的外壁相贴合，当工质容器19设置两个以上时超导元件17的另一端引出与工质容器19的个数相同的若干个分支且各分支分别伸入相应的工质容器19内部或与相应的工质容器19的外壁相贴合，并联连接若干个工质容器19同时工作能够提高制热/制冷效率并保证其中之一发生故障或损坏时其它还可以正常工作，增强了安全性和可靠性，并且可以根据实际应用需求和成本预算选择适合的并联个数，如图1所示的实施例，工质容器19在管路5中并联设置三个且分别通过控制阀16并联连接在管路5中，超导元件17的另一端引出与工质容器19的个数相同的三个分支且这三个分支分别伸入相应的工质容器19内部或与相应的工质容器19的外壁相贴合；工质容器19为密封结构的罐体且工质容器19内储存工质。当采暖供热应用时，太阳能集热管7采集太阳热能经由超导元件17传输至工质容器19加热工质容器19内的工质，已加热的工质容器19内的工质经循环管路至散能装置2(例如散热片)散热如此循环供热；当制冷应用时，控制器4可以通过开关与制冷装置相连，即控制器4分别通过开关与温差制冷装置8以及半导体制冷装置9相连(图1中未示出)，且在控制器4的控制下制冷装置温差制冷装置8和/或半导体制冷装置9产生的冷能经由超导元件17传输至工质容器19以制冷工质容器19内的工质，已制冷的工质容器19内的工质经循环管路至散能装置2(例如散冷片)散冷如此循环供冷。本实用新型提出的冷暖系统提高了能耗比，提高了系统功能与性能，降低了整个冷暖系统的成本预算，并且通过有效储备热源/冷源降低了系统不工作时或系统无需循环液循环工作时循环管路中高温/低温循环液泄漏的风险，安全隐患小，进一步提高了安全性和可靠性。

图1所示实施例中本实用新型涉及的冷暖系统兼容采暖制冷应用，根据实际需要选择其中一种应用在控制器4的作用下开启工作，在采暖应用时，控制器4控制制热装置工作；在制冷应用时，控制器4控制制冷装置工作。采用的制热装置为太阳能集热管7，在采暖应用时，控制器4通过开关控制太阳能集热管7采集的太阳热能经由超导元件17传输至工质容器19以加热工质容器19内的工质，已加热的工质容器19内的工质经循环管路4至散能装置2(如散热片)散热如此循环供热；采用的制冷装置基于温差制冷方式和/或半导体制冷方式产生冷能，相应地制冷装置对应于如图1所示的温差制冷装置8和半导体制冷装置9。在制冷应用时，当外界环境条件适合于采用温差制冷方式时，在控制器4的控制下温差制冷装置8利用热电温差制冷原理制冷源，产生的冷能经由超导元件17利用超导效应高速传导至工质容器19以制冷工质容器19内的工质，已制冷的工质容器19内的工质经循环管路至散能装置2(例如散冷片)散冷如此循环供冷；当外界条件适合于采用半导体制冷方式时，在控制器4的控制下半导体制冷装置9利用半导体材料的帕尔帖效应制冷源，产生的冷能经由超导元件17利用超导效应高速传导至工质容器19以制冷工质容器19内的工质，已制冷的工质容器19内的工质经循环管路至散能装置2(例如散冷片)散冷如此循环供冷；半导体制冷装置9采用的半导体制冷材料可以选择二元Bi₂Te₃-Sb₂Te₃和Bi₂Te₃-Bi₂Se₃固溶体、三元Bi₂Te₃-Sb₂Te₃-Sb₂Se₃固溶体或YBaCuO超导材料等半导体材料。

本实用新型涉及的冷暖系统采用的超导元件17在与工质容器19相连的一端上可以设置有超导翅片18，如图1所示，当超导元件17与工质容器19的外壁相贴合时，超导翅片18绕制于工质容器19的外壁表面；当超导元件17伸入工质容器19内部时，超导翅片18设置于工质容器19内并绕制于位于工质容器19内部部分的超导元件17的外表面。当超导元件17与工质容器19的外壁相贴合时两者形成外热/冷式结构1c，工质容器19为单层密封结构的罐体，超导元件17将太阳能集热管产生的热源热能(采暖应用时)/制冷装置温差制冷装置8和/或半导体制冷装置9产生的冷能(制冷应用时)通过超导翅片18经由工质容器19外壁间接制热/制冷工质容器19内储存的工质；当超导元件17伸入工质容器19内部时形成单管内热/冷式结构1a或套管内热/冷式结构1b，其中，单管内热/冷式结构1a中的工质容器19为单层密封结构的保温罐体，超导翅片18直接接触制热/制冷工质容器19内的工质；套管内热/冷式结构1b中的工质容器19为套管式双层密封结构的保温罐体，超导元件17和超导翅片18均内置于双层密封结构的工质容器19的内层之中，工质储存于双层密封结构的工质容器19的内层与外层之间，超导翅片18通过工质容器19的内层间接接触制热/制冷工质容器19内的工质。上述的三种一体化的储能装置结构可以任选其一或任选其二或三种全选地以任意个数并联地设置于如图1中所示的冷暖供电系统的管路5中，其结构功能灵活，使用方便，适合于新型冷暖系统的推广与使用。此外，优选地工质容器19可以根据实际应用场合和空间选择适合的形状结构，一般优选采用符合GMP标准要求的不锈钢材料或其它刚性材料并且其外表面可以包覆保温材料；优选地还可以在工质容器19上设置备用端口以备连通其它输入输出。

本实用新型提出的冷暖系统还可以兼容包括电磁加热线圈14，如图1所示，电磁加热线圈14直接绕制在管路5上且电磁加热线圈14连接控制器4，控制器4控制电磁加热线圈14连接至外接电源6或从外接电源6断开，以开启加热管路5中的工质或停止加热管路5中的工质，已加热的管路5中的高温工质经循环管路再由散能装置2(例如散热片)散热如此循环供热。

本实用新型提出的冷暖系统还可以兼容包括制冷机15，如图1所示，制冷机15直接连接至管路5中且制冷机15连接控制器4，控制器4控制制冷机15利用其中填充的制冷剂采用压缩制冷原理或吸收制冷原理直接制冷管路5中的工质，且经循环管路再由散能装置2(例如散冷片)散冷如此循环供冷。

本实用新型提出的冷暖系统还可以包括循环泵3，循环泵3可以连接至循环管路中且循环泵3与控制器4相连接以控制循环泵3提供循环管路中工质的循环动力。

本实用新型提出的冷暖系统还可以包括发电装置(如图1所示的太阳能光伏板10或风力发电机11)和蓄电池(如图1所示的蓄电池组12)，太阳能光伏板10或风力发电机11和蓄电池组12分别与控制器4相连接，控制器4控制太阳能光伏板10或风力发电机11将其它形式能源(例如本实用新型涉及的太阳能或风能)转化为电能且直接供电或存储于蓄电池组12内，蓄电池组12再通过控制器4控制以供电；即当太阳光照充足时，可以通过控制器4选择控制太阳能光伏板10采集太阳能且将其转化为电能直接供电或存储于蓄电池组12内，在用电高峰时通过控制器4控制选择蓄电池组12(而不是外接电源6的市电供电)连接电磁加热线圈14或制冷机15或循环泵3使其开启并正常工作；或当风力充足时，可以通过控制器4选择控制风力发电机11采集风能且将其转化为电能直接供电或存储于蓄电池组12内，在用电高峰时通过控制器4控制选择蓄电池组12(而不是外接电源6的市电供电)连接电磁加热线圈14或制冷机15或循环泵3使其开启并正常工作；或当用电低谷时，可以通过控制器4选择控制连接外接电源6且将其低谷电能存储于蓄电池组12内，在用电高峰时通过控制器4控制选择蓄电池组12(而不是外接电源6的市电供电)连接电磁加热线圈14或制冷机15或循环泵3使其开启并正常工作。此外，当蓄电池组12通过上述方式充电后，还可以通过控制器4控制选择蓄电池组12直接连接(或通过逆变器连接)散能装置2使其开启并正常工作，此时散能装置2可以为例如电磁炉等供暖装置或例如空调等制冷装置；当然，当用电低谷时，同样可以通过控制器4控制选择连接外接电源6且将其低谷电直接连接(或通过逆变器连接)散能装置2(例如空调或电磁炉等)使其开启并正常工作。综上所述，本实用新型涉及的冷暖供电系统可以兼容小型发电装置以供电，配合兼容性的制冷装置、制热装置以及一体化储能装置协同工作，形成进一步兼容完善的新型光电聚合冷暖系统。

本实用新型提出的冷暖系统还可以包括补液罐13，补液罐13可以通过例如图1所示的控制阀14连接至循环管路以补充工质。

优选地，根据实际应用需求以及适应于智能化物联网的推广与发展需求，控制器4可以通过网络连接远程控制器以实现远程智能化控制。

图1所示实施例超导管同时连接了制热装置和制冷装置，可在控制器4的作用下分别作为采暖供热应用和制冷应用。本实用新型公开的光电聚合冷暖系统包括制热装置和制冷装置中的至少一种，也就是说，还可以只采用制热装置或制冷装置。如图2所示的本实用新型光电聚合冷暖系统的第二种优选结构示意图，该实施例采用了制热装置(优选采用太阳能集热管7)，没有采用制冷装置，超导元件17连接太阳能集热管7，控制器4通过开关控制太阳能集热管7采集的太阳热能经由超导元件17传输至工质容器19以加热工质容器19内的工质，已加热的工质容器19内的工质经循环管路4至散能装置2(如散热片)散热如此循环供热；图2的实施例优选采用了电磁加热线圈14，没有采用制冷机15，故图2所示实施例可理解为是一种光电聚合采暖供热系统。再如图3所示的本实用新型光电聚合冷暖系统的第三种优选结构示意图，该实施例采用了制冷装置(温差制冷装置8和半导体制冷装置9)，没有采用制热装置，超导元件17连接温差制冷装置8和半导体制冷装置9，温差制冷装置8和半导体制冷装置9分别基于温差制冷方式和半导体制冷方式产生冷能，控制器4通过开关控制温差制冷装置8和半导体制冷装置9产生的冷能经由超导元件17利用超导效应高速传导至工质容器19以制冷工质容器19内的工质，已制冷的工质容器19内的工质经循环管路至散能装置2(例如散冷片)散冷如此循环供冷；图3所示的实施例优选采用了制冷机15，没有采用电磁加热线圈14，故图3所示实施例可理解为是一种光电聚合制冷系统。

还要说明的是，本实用新型光电聚合冷暖系统中，超导元件17可以与工质容器19的外壁相贴合形成外热/冷式结构1c，也可以伸入工质容器19内部形成单管内热/冷式结构1a或套管内热/冷式结构1b，各结构可以管路中并联应用(如图1和图3所示采用了1a、1b和1c)，也可以选择一种结构在管路中并联应用(如图1所示只采用了1a)，还可以任意组合在管路中并联应用。在采用套管内热/冷式结构1b时，工质容器19也可以根据实际需求选择套管式双层/三层/四层密封结构的容器，而且在管路中采用的工质容器19的个数也可以在应用时根据需求进行调整。

应当指出，以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本发明创造，但不以任何方式限制本发明创造。因此，尽管本说明书参照附图和实施例对本发明创造已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明创造进行修改或者等同替换，总之，一切不脱离本发明创造的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明创造专利的保护范围当中。

Claims (7)

1.一种光电聚合冷暖系统，其特征在于，包括制热装置和制冷装置中的至少一种，还包括工质容器、超导元件、散能装置、管路和控制器，所述管路将工质容器和散能装置连接构成循环管路，所述工质容器在管路中设置一个或并联设置两个以上，所述超导元件的一端与制热装置和/或制冷装置相连，当工质容器为一个时所述超导元件的另一端伸入工质容器内部或与工质容器的外壁相贴合，当工质容器为两个以上时所述超导元件的另一端引出与工质容器个数相同的若干个分支且各分支分别伸入相应的工质容器内部或与相应的工质容器的外壁相贴合，所述工质容器为密封结构的容器且工质容器内储存工质，所述控制器分别通过开关与制热装置和/或制冷装置相连；当采暖供热应用时，所述控制器通过开关控制所述制热装置产生的热能经由超导元件传输至工质容器以加热工质容器内的工质，已加热的工质容器内的工质经循环管路至散能装置散热如此循环供热；当制冷应用时，所述控制器通过开关控制所述制冷装置产生的冷能经由超导元件传输至工质容器以制冷工质容器内的工质，已制冷的工质容器内的工质经循环管路至散能装置散冷如此循环供冷。

2.根据权利要求1所述的光电聚合冷暖系统，其特征在于，当包括制热装置时，所述制热装置为太阳能集热管，所述太阳能集热管与超导元件相连，所述控制器通过开关控制所述太阳能集热管采集的太阳热能经由超导元件传输至工质容器以加热工质容器内的工质，已加热的工质容器内的工质经循环管路至散能装置散热如此循环供热；

和/或，当包括制冷装置时，所述制冷装置为温差制冷装置和/或半导体制冷装置，所述温差制冷装置和半导体制冷装置均与超导元件相连。

3.根据权利要求1或2所述的光电聚合冷暖系统，其特征在于，当超导元件伸入工质容器内部时，所述工质容器为密封结构的保温容器，所述控制器通过开关控制工质容器内的工质与管路中的工质连通且超导元件不工作时，工质容器内储存的被制热/制冷且被保温的工质流入循环管路至散能装置散热或散冷；

和/或，所述工质容器内储存液体工质或气体工质。

4.根据权利要求3所述的光电聚合冷暖系统，其特征在于，所述超导元件在与工质容器相连的一端上设置有超导翅片；当超导元件与工质容器的外壁相贴合时，所述超导翅片绕制于工质容器的外壁表面；当超导元件伸入工质容器内部时，所述超导翅片设置于工质容器内并绕制于位于工质容器内部部分的超导元件的外表面。

5.根据权利要求4所述的光电聚合冷暖系统，其特征在于，当超导元件与工质容器的外壁相贴合时两者形成外热/冷式结构，所述工质容器为单层密封结构的罐体，所述超导元件将制热装置产生的热能或制冷装置产生的冷能通过超导翅片经由工质容器外壁间接制热/制冷工质容器内储存的工质；

当超导元件伸入工质容器内部时形成单管内热/冷式结构或套管内热/冷式结构，所述单管内热/冷式结构中的所述工质容器为单层密封结构的保温罐体，所述超导翅片直接接触制热/制冷工质容器内的工质；所述套管内热/冷式结构中的所述工质容器为套管式若干层密封结构的保温罐体，所述超导元件和超导翅片均内置于工质容器的内层之中，所述工质储存于若干层密封结构的工质容器由内至外的依次各层之间，所述工质容器内某层间的工质与管路中的工质通过控制器控制开关控制连通和隔离，所述工质容器的其它层间的工质均通过在工质容器上设置的接口与外界相通，所述超导翅片通过工质容器的内层传导热能或冷能以制热/制冷工质容器内的工质。

6.根据权利要求5所述的光电聚合冷暖系统，其特征在于，所述套管内热/冷式结构中的所述工质容器为套管式双层密封结构的保温罐体，所述超导元件和超导翅片均内置于双层密封结构的工质容器的内层之中，所述工质容器内的工质储存于双层密封结构的工质容器的内层与外层之间，所述超导元件传导热能或冷能并由超导翅片通过工质容器的内层传导热能或冷能以制热/制冷工质容器内的工质；或所述工质容器为套管式三层密封结构的保温罐体，所述超导元件和超导翅片均内置于三层密封结构的工质容器的内层之中，所述工质容器的内层与中间层之间以及中间层与外层之间储存相同或不同的工质，所述超导元件传导热能或冷能并由超导翅片通过工质容器的内层传导热能或冷能以制热/制冷工质容器内的工质；或所述工质容器为套管式四层密封结构的保温罐体，所述超导元件和超导翅片均内置于四层密封结构的工质容器的内层之中，所述工质容器的内层与中间内层之间、中间内层与中间外层之间以及中间外层与外层之间储存相同或不同的工质，所述超导元件传导热能或冷能并由超导翅片通过工质容器的内层传导热能或冷能以制热/制冷工质容器内的工质。

7.根据权利要求1所述的光电聚合冷暖系统，其特征在于，还包括制冷机，所述制冷机直接连接至循环管路中且所述制冷机连接控制器，所述控制器控制制冷机直接制冷循环管路中的工质，且经循环管路再由散能装置散冷如此循环供冷；

和/或，还包括电磁加热线圈，所述电磁加热线圈直接绕制在循环管路上且所述电磁加热线圈连接控制器，所述控制器控制电磁加热线圈连接外接电源直接加热循环管路中的工质，且经循环管路再由散能装置散热如此循环供热；

和/或，还包括发电装置和蓄电池，所述发电装置和蓄电池分别与控制器相连接，所述控制器控制发电装置将其它形式能源转化为电能且供电或存储于蓄电池内或所述控制器控制外接电源将电能存储于蓄电池内，所述蓄电池通过控制器控制以供电；

和/或，还包括补液罐，所述补液罐通过控制阀连接至循环管路以补充液体工质；

和/或，还包括在管路中设置的循环泵，所述控制器与循环泵相连接以控制循环泵提供循环管路中工质的循环动力；

和/或，所述控制器通过网络连接远程控制器以实现远程智能化控制。