[发明专利]太阳能跨季蓄能采暖联合制冷系统及其使用方法

说明书

 

技术领域

本发明属于能源技术领域，具体涉及一种太阳能跨季节蓄热—水源热泵联合运行系统及其使用方法。

 

背景技术

全球范围内能源危机与环境的日益恶化，以化石燃料为主的城市集中供热系统带来的建筑能耗和环境污染等问题，已经备受人们关注。目前，建筑用能约消耗全球1/3的能源。在建筑用能的同时，还向大气排放大量的污染物，如TSP，SO2，NOx等。据有关部门测算，建筑用能排放的CO2几乎占全球总排放量的1/3，数量十分惊人。因此，开发新型环保可再生能源并提高采暖系统的能源利用效率成为解决采暖节能减排问题的关键途径。

在北方高寒地区，冬季气温低，日照时间短，仅5-6小时，有效太阳能辐射量少，很难满足供热需要;而在夏季一般高温少雨，日照时间较长，超过12小时，太阳能丰富，而此季节又不能有效的将太阳能利用于冬季采暖。

太阳能是一种分布广泛、无污染的清洁能源，其热利用技术的发展最为成熟。太阳能还是一种季节性变化与间歇性变化的能源，如利用高效的热转换技术及跨季节蓄热技术来满足建筑的采暖需求，将较大程度的提高采暖系统太阳能利用率及经济性。因此，研制可行高效的太阳能跨季节蓄热采暖技术与设备对于太阳能采暖技术的发展以及太阳能在建筑领域的推广应用具有重要意义。

 

发明内容

为了克服现有技术领域存在的上述技术问题，本发明的目的在于，提供一种太阳能跨季蓄能采暖联合制冷系统及其使用方法，蓄热效率高、换热性能好、运行维护简单。

本发明提供的太阳能跨季蓄能采暖联合制冷系统及其使用方法，所述太阳能跨季蓄能采暖联合制冷系统，它包括太阳能集热器、地下蓄热分层水池、水源热泵机组、板式换热器、空调末端风机盘管和冷却塔，所述太阳能集热器、地下蓄热分层水池、水源热泵机组、板式换热器、空调末端风机盘管和冷却塔通过管路、阀体、循环泵连接在一起；所述太阳能集热器、地下蓄热分层水池、水源热泵机组、板式换热器、空调末端风机盘管通过管路、阀体、循环泵连接构成蓄热采暖系统；所述冷却塔、水源热泵机组、空调末端风机盘管通过管路、阀体、循环泵连接构成制冷系统；所述地下蓄热分层水池内部设有导流板，导流板将地下蓄热分层水池分为高温区和低温区。

太阳能跨季蓄能采暖联合制冷系统的使用方法如下：

一、采暖：地下蓄热分层水池运行，太阳能集热器向地下蓄热分层水池输送热水，地下蓄热分层水池高温区水温≥ 90℃时，热源侧循环泵、使用侧循环泵、电动阀Ⅷ、电动阀Ⅴ、电动阀Ⅱ、电动阀Ⅰ开启，热水由地下蓄热分层水池的高温区，经电动阀Ⅱ、热源侧循环泵、电动阀Ⅴ和板式换热器的热源侧进行换热，换热后经电动阀Ⅰ输送回地下蓄热分层水池的低温区，再由太阳能集热器进行加热，空调末端风机盘管的回水经使用侧循环泵抽取，向板式换热器的使用侧输送，板式换热器的使用侧的热水出水温度由电动阀Ⅴ接收自动控制信号，准确控制板式换热器的使用侧出水温度≥ 45℃，进行热交换后45℃热水进入空调末端风机盘管，向房间散发热量，达到采暖要求；当地下蓄热分层水池高温区水温≤ 40℃时，水源热泵机组、热源侧循环泵、使用侧循环泵、电动阀Ⅵ、电动阀Ⅶ、电动阀Ⅳ、电动阀Ⅲ、电动阀Ⅱ、电动阀Ⅰ开启，其他电动阀关闭，热水由地下蓄热分层水池的高温区，经电动阀Ⅱ、热源侧循环泵、电动阀Ⅲ进入热泵机组蒸发器，经蒸发器放热后再经电动阀Ⅳ、电动阀Ⅰ输送回地下蓄热分层水池的低温区，再由太阳能集热器进行加热，空调末端风机盘管的回水经使用侧循环泵抽取，经电动阀Ⅵ进入热泵机组冷凝器进行吸热，吸热后热水经电动阀Ⅶ进入空调末端风机盘管，向房间散发热量，达到采暖要求；

二、制冷：开启水源热泵机组、空调末端风机盘管、冷却塔、热源侧循环泵、使用侧循环泵、电动阀ⅩⅢ、电动阀ⅩⅣ、电动阀Ⅻ、电动阀Ⅺ、电动阀Ⅸ、电动阀Ⅹ，其他电动阀关闭，冷却水经电动阀Ⅸ、热源侧循环泵、电动阀Ⅺ进入热泵机组冷凝器，经冷凝器吸热后再经电动阀Ⅻ、电动阀Ⅹ输送至冷却塔进行冷却，冷却后再经电动阀Ⅸ、热源侧循环泵、电动阀Ⅺ进入热泵机组冷凝器完成一个冷凝过程；空调末端风机盘管的回水经使用侧循环泵抽取，经电动阀ⅩⅢ进入热泵机组蒸发器进行放热，放热后冷水经电动阀ⅩⅣ进入空调末端风机盘管，向房间散发冷量，达到制冷要求；

三、防冻循环：太阳能热水循环泵开启，地下蓄热分层水池低温区的水经太阳能热水循环泵、太阳能集热器、后流地下蓄热分层水池，完成一个防冻循环；