CN207214315U - 一种太阳能空调系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种太阳能空调系统，保温箱、集热单元、制冷单元、制热单元，保温箱用于蓄热保温，内部设置有热媒介质；集热单元包括至少一个太阳能集热器，太阳能集热器与保温箱之间通过管道回路相连；制冷单元包括至少一台热泵，所述热泵与保温箱之间通过管道回路相连，热泵上设置有空调冷冻供水管道和空调冷冻回水管道，并与至少一台室内机相连形成封闭回路；制热单元包括第一换热器，第一换热器的一组接口通过管道连接在保温箱上，另一组接口上分别设置有空调采暖供水管道和空调采暖回水管道，并与至少一台散热器相连形成封闭回路；该系统能够利用太阳能进行制冷、制热以及提供生活热水等，具有节能、环保、适用范围广等特点。

Description

一种太阳能空调系统

技术领域

本实用新型涉及空调系统领域，具体涉及一种太阳能空调系统。

背景技术

近年来，由于环境的污染，使得全球的气候急速恶化，冷的地方特别冷，热的地方特别热，如我国的南方及东南地区，冬季温度低于温下10℃，而夏季温度可以达到40℃，并且夏季高温天气持续时间较长；为此，很多家庭都需要购置空调，以克制恶劣的气候，而大量的使用空调却带来了一些问题：

1、空调的能耗较高，据市场调研统计，目前常规空调年均制冷制热综合能效比约为3.0左右，而且一个家庭中通常安装有多台空调；空调的大量使用，使得能源的消耗巨大，同时使得电网的负荷急速增加，特别是在炎热的天气下，甚至会出现供应不足导致的停电、断电等现象。

2、大量空调的使用，会带来诸如城市热岛效应等危害，进一步加速环境的恶化，与环保、节能等相背离。

太阳能作为一种绿色、可再生的清洁能源，广泛应用于热水和工民建建筑群供暖领域，且一直备受消费者的青睐，太阳能集热装置也得到了大力的发展；此外，热泵作为将热量从低温热源向高温热源泵送的循环系统，是回收利用低温位热能的有效装置，具有节约能源、保护环境的双重作用，也是备受关注。利用太阳能的空调系统比传统的空调系统、以及利用燃气锅炉、燃煤锅炉、燃油锅炉采暖的系统更具环保、节能等特点，而现有的太阳能空调系统也存在能耗较高、功能单一、适用场合有限等缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于改善现有技术中所存在的不足，提供一种太阳能空调系统，能够利用太阳能进行制冷、制热以及提供生活热水等，具有节能、环保、适用范围广等特点。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种太阳能空调系统，具体包括保温箱、集热单元、制冷单元、制热单元，所述保温箱用于蓄热保温，内部设置有热媒介质；所述集热单元包括至少一个太阳能集热器，所述太阳能集热器与保温箱之间通过管道相连形成封闭回路，所述管道用于将太阳能集热器收集的热能传输到保温箱中；所述制冷单元包括至少一台热泵，所述热泵与保温箱之间通过管道相连形成封闭回路，热泵通过空调冷冻供水管道和空调冷冻回水管道与至少一台室内机相连形成封闭回路；所述制热单元包括第一换热器，所述第一换热器的一组接口通过管道连接在保温箱上，另一组接口上分别设置有空调采暖供水管道和空调采暖回水管道，并与至少一台散热器相连形成封闭回路。

所述太阳能集热器与保温箱之间通过管道回路相连后，保温箱内的热媒介质会在太阳能集热器与保温箱之间循环流动，太阳能集热器吸收的太阳能会转化为热能并传递给热媒介质，使得热媒介质的温度升高，外界温度越高或者并联的太阳能集热器越多，热媒介质获得热量也就越多，其温度也就越高，有利于后续的制冷、制热过程；所述制热单元中的热泵与保温箱之间通过管道回路相连，所述管道回路中循环流动着热媒介质，所述热媒介质具有较高的温度，用于向热泵提供驱动热源，在夏天需要制冷时，所述热泵利用该驱动热源吸收空调冷冻回水管道中冷冻水中所携带的低温热源，使得冷冻水的温度降低，所述冷冻水循环到室内机时，吸收室内的温度，使得冷冻水的温度升高，同时室内温度降低，而后冷冻水随着空调冷冻回水管道回到热泵中，实现循环，同时也实现了制冷效果；所述热媒介质循环流经所述第一换热器时，热媒介质中的热量通过换热器传递到空调采暖回水管道中的循环水中，使得循环水的温度升高，循环水通过设置在室内的散热器将热量传递出去，使室内温度升高，而循环水本身的温度降低，随着空调采暖回水管道流回第一换热器时，所述循环水的温度得到补充，从而实现冬天的循环制热过程。

此外，所述热泵上设置的空调冷冻供水管道和空调冷冻回水管道可以并联多个室内机，同时所述第一换热器上连接的空调采暖供水管道和空调采暖回水管道也可以并联多个散热器；从而可以根据客户的需求、空间大大小等因素灵活布置室内机以及散热器的数量。

进一步地，还包括热水器单元，所述热水器单元包括第二换热器、热水箱，所述第二换热器的一组接口通过管道连接在保温箱上，第二换热器的另一组接口通过管道连接在热水箱上，所述热媒介质的热量通过第二换热器传递到热水箱中的水中，实现水的加热。

进一步地，还包括输水管道，所述输水管道连接在热水箱上，用于向用户输送热水。

进一步地，还包括自动补水装置，所述自动补水装置设置在所述热水箱的补水管道上，用于自动补水。

所述补水管道上提供的水一般是常用的自来水，通过第二换热器从热媒介质中获得热量，使得自来水变为生活热水，在整个加热过程中，自来水与热媒介质是隔离开的，对自来水无污染，安全高效；此外，所述热水箱上连接的输水管道可以连接在家庭的热水管网上，实现对一个家庭的热水供应，也可以连接在一个小区的热水管网上，实现对整个小区的热水供应等，总之，输水管道的安装布置方案灵活，使用方便。

优选地，所述热泵为低温吸收式热泵。吸收式热泵可以分为两类，第一类称为增热型热泵，其是利用高温热能进行驱动；第二类称为升温型热泵，其是利用中低温热能进行驱动；由于是采用太阳能加热热媒介质，而太阳能加热的效果取决于外界的天气，当天气状况不好时，热媒介质的温度就不太高，很难驱动增热型热泵，故这里优选低温吸收式热泵，低温吸收式热泵机组在低温驱动热源工作温度大于40℃即可运行，从而最大限度的保证并提高制冷的效果。

优选地，所述自动补水装置为浮球阀。由于补水管道一般都是常用的自来水管道，管道内的自来水压力不高，浮球阀能正常工作，同时，浮球阀的结构比较简单，故障率低，设置在补水管道上完全满足要求。

进一步地，所述封闭回路、保温箱与第一换热器及第二换热器之间连接的管道上均设置有泵和阀门。

优选地，所述泵为循环泵，用于使热媒介质沿管道循环流动。循环流动热媒介质能够及时的从太阳能集热器上获得热量，并传递到保温内；而通过保温箱与第一换热器及第二换热器之间设置的循环泵，可以保证热量均匀、稳定地从热媒介质中传递出去。

优选地，所述阀门为单向阀门，用于控制管路的通/断。同时也便于后期的检修、维护等工作。

优选地，所述热媒介质为混合有防冻液的纯净水，其工作温度为-20℃-150℃，无腐蚀性。即温度介于-20℃-150℃之间时，所述热媒介质具有良好的抗冻耐高温性能，能够正常工作。

与现有系统相比，使用本实用新型提供的一种太阳能空调系统具有以下有益效果：

1、节能、环保；首先该系统利用的是太阳能，而太阳能是可持续可再生的清洁能源，可以有效地降低电能、煤炭以及石油的消耗；其次，系统中所涉及的热泵，也是回收利用低温位热能的有效装置，具有节约能源、保护环境的双重作用。

2、多功能；该系统兼具空调制冷、空调制热以及可以提供生活热水等功能，该系统可以实现原来多个系统才能实现的功能，结构简单，安装布置方便，具有良好的性价比。

3、安全性高；在传热过程中，保温箱中的热媒介质与各单元之间是分离的，不会对各单元造成任何污染，使用起来更加安全放心，符合节能减排、绿色低碳的要求。

4、适用范围广；可以根据具体的客户要求、空间大小以及环境温度等因素，合理的设置系统中太阳能集热器、室内机、散热器以及输水管道的数量、安装位置等，适用于学校、幼儿园、集中办公场所、商场(超市)、住宅小区等场所，适用范围非常广。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种太阳能空调系统的框图。

图中标记说明

保温箱100，集热单元200，制冷单元300，制热单元400，热水器单元500，管道600；

热媒介质101_1；

太阳能集热器201_1-201_n；

热泵301_1-301_n，空调冷冻供水管道302，空调冷冻回水管道303，室内机304_1-304_n；

第一换热器401，空调采暖供水管道402，空调采暖回水管道403，散热器404_1-404_n；

第二换热器501，热水箱502，水503，输水管道504，补水管道505，自动补水装置506；

泵601，阀门602。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

请参阅图1，本实施例中提供了一种太阳能空调系统，其包括保温箱100、集热单元200、制冷单元300、制热单元400，所述保温箱100用于蓄热保温，内部设置有热媒介质101_1；所述集热单元200包括至少一个太阳能集热器201_1-201_n，所述太阳能集热器201_1-201_n与保温箱100之间通过管道600相连并形成封闭回路，用于将太阳能集热器201_1-201_n收集的热能传输到保温箱100中；所述制冷单元300包括至少一台热泵301_1-301_n，所述热泵301_1-301_n与保温箱100之间通过管道600相连并形成封闭回路，用于向热泵301_1-301_n提供热源，热泵301_1-301_n上设置有空调冷冻供水管道302和空调冷冻回水管道303，并与至少一台室内机304_1-304_n相连形成封闭回路；所述制热单元400包括第一换热器401，所述第一换热器401的一组接口通过管道连接在保温箱上，另一组接口上分别设置有空调采暖供水管道402和空调采暖回水管道403，并与至少一台散热器404_1-404_n相连形成封闭回路。

所述太阳能集热器201_1-201_n与保温箱100之间通过管道回路相连后，保温箱100内的热媒介质101_1会在太阳能集热器201_1-201_n与保温箱100之间循环流动，太阳能集热器201_1-201_n吸收的太阳能会转化为热能并传递给热媒介质，使得热媒介质101_1的温度升高，外界温度越高或者并联的太阳能集热器201_1-201_n越多，热媒介质101_1获得热量也就越多，其温度也就越高，有利于后续的制冷、制热过程；所述制冷单元300中的热泵301_1-301_n与保温箱100之间通过管道回路相连，所述管道回路中循环流动着热媒介质，所述热媒介质101_1具有较高的温度，用于向热泵301_1-301_n提供驱动热源，在夏天需要制冷时，所述热泵301_1-301_n利用该驱动热源吸收空调冷冻回水管道303中冷冻水中所携带的低温热源，使得冷冻水的温度降低，所述冷冻水循环到室内机304_1-304_n时，吸收室内的温度，使得冷冻水的温度升高，同时室内温度降低，而后冷冻水随着空调冷冻回水管道303回到热泵中，实现循环，同时也实现了制冷效果；所述热媒介质循环流经所述第一换热器401时，热媒介质中的热量通过第一换热器401传递到空调采暖回水管道403中的循环水中，使得循环水的温度升高，循环水通过设置在室内的散热器404_1-404_n将热量传递出去，使室内温度升高，而循环水本身的温度降低，随着空调采暖回水管道403流回第一换热器401时，所述循环水的温度得到补充，从而实现冬天的循环制热过程。

此外，所述热泵301_1-301_n上设置的空调冷冻供水管道302和空调冷冻回水管道303可以并联多个室内机304_1-304_n，同时所述第一换热器401上连接的空调采暖供水管道403和空调采暖回水管道403也可以并联多个散热器404_1-404_n；从而可以根据客户的需求、空间大大小等因素灵活布置室内机304_1-304_n以及散热器404_1-404_n的数量及位置。

进一步地，还包括热水器单元500，所述热水器单元500包括第二换热器501、热水箱502，所述第二换热器501的一组接口通过管道连接在保温箱100上，第二换热器501的另一组接口通过管道连接在热水箱502上，所述热媒介质的热量通过第二换热器501传递到热水箱502中的水中，实现水503的加热。

进一步地，还包括输水管道504，所述输水管道504连接在热水箱502上，用于向用户输送热水。

进一步地，还包括自动补水装置506，所述自动补水装置506设置在所述热水箱的补水管道506上，用于自动补水。

所述补水管道505上提供的水503一般是常用的自来水，通过第二换热器501从热媒介质中获得热量，使得自来水变为生活热水，在整个加热过程中，自来水与热媒介质101_1是隔离开的，对自来水无污染，且安全高效；此外，所述热水箱502上连接的输水管道504可以连接在家庭的热水管网上，实现对一个家庭的热水供应，也可以连接在一个小区的热水管网上，实现对整个小区的热水供应等，总之，输水管道504的安装布置方案灵活，使用方便。

优选地，所述热泵301_1-301_n为低温吸收式热泵。吸收式热泵可以分为两类，第一类称为增热型热泵，其是利用高温热能进行驱动；第二类称为升温型热泵，其是利用中低温热能进行驱动；由于是采用太阳能加热热媒介质，而太阳能加热的效果取决于外界的天气，当天气状况不好时，热媒介质的温度就不太高，很难驱动增热型热泵，故这里优选低温吸收式热泵，低温吸收式热泵机组在低温驱动热源工作温度大于40℃即可运行，从而最大限度的保证并提高制冷的效果。

优选地，所述自动补水装置506为浮球阀。由于补水管道505一般都是常用的自来水管道，管道内的自来水压力不高，浮球阀能正常工作，同时，浮球阀的结构比较简单，故障率低，设置在补水管道505上完全满足要求。

进一步地，所述封闭回路、保温箱100与第一换热器401及第二换热器501之间连接的管道上均设置有泵601和阀门602。

优选地，所述泵601为循环泵，用于使热媒介质沿管道循环流动。循环流动热媒介质能够及时的从太阳能集热器201_1-201_n上获得热量，并传递到保温箱100内；而通过保温箱100与第一换热器401及第二换热器501之间设置的循环泵，可以保证热量均匀、稳定地从热媒介质101_1中传递出去。

优选地，所述阀门602为单向阀门，用于控制管路的通/断。同时也便于后期的检修、维护等工作。

优选地，所述热媒介质为混合有防冻液的纯净水，其工作温度为-20℃-150℃，无腐蚀性。即温度介于-20℃-150℃之间时，所述热媒介质101_1具有良好的抗冻耐高温性能，能够正常工作。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种太阳能空调系统，其特征在于，包括保温箱(100)、集热单元(200)、制冷单元(300)、制热单元(400)，所述保温箱(100)用于蓄热保温，内部设置有热媒介质(101_1)；所述集热单元(200)包括至少一个太阳能集热器(201_1-201_n)，所述太阳能集热器(201_1-201_n)与保温箱(100)之间通过管道(600)相连形成封闭回路，所述管道(600)用于将太阳能集热器(201_1-201_n)收集的热能传输到保温箱(100)中；所述制冷单元(300)包括至少一台热泵(301_1-301_n)，所述热泵(301_1-301_n)与保温箱(100)之间通过管道(600)相连形成封闭回路，热泵(301_1-301_n)通过空调冷冻供水管道(302)和空调冷冻回水管道(303)与至少一台室内机(304_1-304_n)相连形成封闭回路；所述制热单元(400)包括第一换热器(401)，所述第一换热器(401)的一组接口通过管道连接在保温箱(100)上，另一组接口上分别设置有空调采暖供水管道(402)和空调采暖回水管道(403)，并与至少一台散热器(404_1-404_n)相连形成封闭回路。

2.根据权利要求1所述的太阳能空调系统，其特征在于，还包括热水器单元(500)，所述热水器单元(500)包括第二换热器(501)、热水箱(502)，所述第二换热器(501)的一组接口通过管道连接在保温箱(100)上，第二换热器(501)的另一组接口通过管道连接在热水箱(502)上，所述热媒介质(101_1)的热量通过第二换热器(501)传递到热水箱(502)中的水中，实现水(503)的加热。

3.根据权利要求2所述的太阳能空调系统，其特征在于，还包括输水管道(504)，所述输水管道(504)连接在热水箱(502)上，用于向用户输送热水。

4.根据权利要求2所述的太阳能空调系统，其特征在于，还包括自动补水装置(506)，所述自动补水装置(506)设置在所述热水箱的补水管道(505)上，用于自动补水。

5.根据权利要求1所述的太阳能空调系统，其特征在于，所述热泵(301_1-301_n)为低温吸收式热泵。

6.根据权利要求4所述的太阳能空调系统，其特征在于，所述自动补水装置(506)为浮球阀。

7.根据权利要求2所述的太阳能空调系统，其特征在于，所述封闭回路、保温箱(100)与第一换热器(401)及第二换热器(501)之间连接的管道上均设置有泵(601)和阀门(602)。

8.根据权利要求7所述的太阳能空调系统，其特征在于，所述泵(601)为循环泵，用于使热媒介质(101_1)沿管道循环流动。

9.根据权利要求7所述的太阳能空调系统，其特征在于，所述阀门(602)为单向阀门，用于控制管路的通/断。

10.根据权利要求1所述的太阳能空调系统，其特征在于，所述热媒介质(101_1)为混合有防冻液的纯净水，其工作温度为-20℃-150℃，无腐蚀性。