[发明专利]太阳能与建筑一体化复合能量系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种节能技术领域的系统，具体地说，涉及一种太阳能与建筑一体化复合能量系统。

背景技术

中国的巨大能源消耗中，用于建筑领域的能耗占到25～30％，这其中包括住宅采暖、空调、照明、热水等。太阳能作为一种新的清洁能源，在中国大部分地区都有条件采集和利用。将基于太阳能的能量系统与建筑集成，在冬季为建筑提供采暖，夏季提供空调，过渡季节等能量有节余的时段提供生活热水，这样的方式能够有效分担建筑能源需求，降低电网压力，并且清洁安全，无温室气体排放。目前化石燃料等常规能源日益紧缺，其使用成本越来越高，同时建筑节能水平的逐渐提高将使得太阳能在将来建筑能源供应中占有更重要的地位，太阳能与建筑一体化是一种有很有前途的能源利用方式。

太阳能和建筑一体化复合能量系统的核心是合理的能源利用方式。太阳能利用系统中发展最久的形式是太阳能生活热水系统，但这种利用方式功能单一，不能满足建筑不同季节各种能源的需要。另一种是近年引起关注的太阳能光伏系统，但这种系统造价高，发电效率低下，在建筑中的作用不明显。从能源品质的角度来考虑，最合适利用方式是冬季利用地板进行采暖，夏季通过干式风机盘管或者辐射供冷等方式并配合独立除湿系统进行空调。因为冬季太阳能制备的热水约为40～50℃，这个温度范围内的热水如果用于散热器等对流为主的采暖方式效率低下，而采用大面积的地板通过辐射对空间进行加热则非常适宜。夏季利用太阳能可以制备近80℃的热水，这个温度的热水具备一定制冷能力。但是目前利用太阳能热水进行制冷的系统方式还很少，只有为数不多的几个低层大型公共建筑采用了吸收式制冷。但是实际上，在80℃左右这个温度范围内，吸收式制冷效率难以发挥，并且对于一般建筑来说太阳能集热装置的热容量与吸收制冷剂的热量需求不能匹配，运行效果和经济效益差，所以这种制冷方式很难推广。

经对现有技术的文献检索发现，中国发明专利名称为：太阳能地板辐射采暖、制冷及热水供应装置，申请号为：01224543.7，该专利公开了一种基于辐射地板的采暖及制冷系统。该系统在夏季供冷时采用的是仅适用于大型低层建筑的吸收式制冷机，并非采用高效吸附式技术实现热利用，并且供冷末端采用地板辐射而不是采用舒适度和可控性更强的辐射吊顶加独立除湿系统。

发明内容

本发明目的是针对目前建筑中太阳能利用方式的不足，提出一种太阳能与建筑一体化复合能量系统，使其解决上述不足，相对于以往系统，本发明具有适用性强，舒适度好，能源利用率高，经济性好等突出特点，与当前全球范围内建筑节能的趋势保持一致。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：太阳能集热系统、热水蓄存系统、生活热水系统、地板采暖系统、辐射吊顶加独立除湿空调系统及控制系统。连接方式为：太阳能集热系统与热水蓄存系统通过管道连接起来。辐射吊顶加独立除湿空调系统、生活热水系统、地板采暖系统相互之间为并联关系，并通过管路与热水蓄存系统连接。控制系统与太阳能集热系统、热水蓄存系统、辐射吊顶加独立除湿空调系统、生活热水系统、地板采暖系统连接，并实现对系统的优化控制。

所述太阳能集热系统包括：真空管式太阳能集热器阵列、集热器热水循环泵、第一板式换热器、膨胀水箱、以及集热器增压泵。其中真空管式太阳能集热器阵列由若干U型管式真空管太阳能集热器串、并联组成。集热器热水循环位于集热器阵列之前，其进口与膨胀水箱和集热器增压泵的出口连接，出口与真空管式太阳能集热器阵列总管的入口总管连接。用于真空管式太阳能集热器阵列内高温热水和蓄热水箱内中温热水能量交换的第一板式换热器位于真空管式太阳能集热器阵列的出口。膨胀水箱和集热器增压泵位于第一板式换热器和集热器热水循环泵之间，其中集热器增压泵的出口直接接到膨胀水箱前的管路上。

所述热水蓄存系统包括：蓄热水箱、第一浮球阀、蓄热水箱加热泵，热水利用循环泵。蓄热水箱与两组循环管路相连，一组通向太阳能集热系统的第一板式换热器，另一组通向并联的辐射吊顶加独立除湿空调系统、生活热水系统及地板采暖系统。第一浮球阀位于蓄热水箱内部，与补水系统相连。蓄热水箱加热泵进口与蓄热水箱连接，出口太阳能集热系统中的第一板式换热器连接。热水利用循环泵位于蓄热水箱和并联的辐射吊顶加独立除湿空调系统、生活热水系统及地板采暖系统之间，进口连接到蓄热水箱，出口连接到并联的辐射吊顶加独立除湿空调系统、生活热水系统及地板采暖系统。