一种新型太阳能采暖/制冷系统技术方案

本实用新型专利技术涉及太阳能应用领域，尤其涉及一种新型太阳能采暖/制冷系统。该系统包括供暖/冷终端、集热装置、储热装置、冷水系统及控制系统，所述储热装置为多罐串联结构，中间储热罐进水口与集热装置回水管连接，其出水口与供暖/冷终端供水管、制冷机组温水供水管连接；两侧储热罐进水口与供暖/冷终端回水管、制冷机组温水回水管连接，其出水口与集热装置供水管连接；所述集热装置包括至少一台热管型平板集热器，每台集热器上均设有自动除尘装置，自动除尘装置与控制系统连接。本实用新型专利技术集成度高，体积小，集热效率高，可实现小面积采暖制冷，适合家庭使用。同时能根据辐照情况自动控制除尘装置，确保集热器板面的吸收率。

【技术实现步骤摘要】
一种新型太阳能采暖/制冷系统
本技术涉及太阳能应用领域，尤其涉及一种新型太阳能采暖/制冷系统。
技术介绍
太阳能作为地球上储量丰富的一种自然资源，以其清洁、环保、可再生性，在发电和制热等领域得到广泛应用，尤其是太阳能热水器产品，已在日常生产生活中有大范围应用。但对于利用太阳能实现建筑物的采暖和制冷，由于还存在一些问题，导致不能得到普及和应用。问题主要体现在：一、系统集成度不高，结构过于庞大，不便于在建筑物上安装，不能小面积使用；二、传统平板集热器集热效率低，热损大；三、储热装置为单罐，冷热水混合，导致供给终端的水温波动较大；四、集热器表面积灰情况由人工判断并进行除尘，影响运行效率。另外，现有供暖/冷终端结构所需供水温度高，终端启动速度慢，并且所使用的制冷机组温水温度高且能效小。
技术实现思路
为解决上述问题，本技术提供了一种集成度高、占地面积和供暖/冷面积小、集热效率高、具有快速启动终端的新型太阳能采暖/制冷系统。为实现上述目的，本技术采用的技术方案为：一种新型太阳能采暖/制冷系统，包括供暖/冷终端、集热装置、储热装置、冷水系统及控制系统，所述冷水系统包括制冷机组和冷却塔，制冷机组的冷却水供水管路、冷却水回水管路与冷却塔连接，供暖/冷终端通过三通阀与储热装置和制冷机组连接，所述储热装置为多罐串联结构，中间储热罐进水口与集热装置回水管连接，其出水口与供暖/冷终端供水管、制冷机组温水供水管连接；两侧储热罐进水口与供暖/冷终端回水管、制冷机组温水回水管连接，其出水口与集热装置供水管连接；制冷机组的冷水供水管通过电动三通阀与供暖/冷终端供水管连接，冷水回水管通过三通阀与供暖/冷终端回水管连接；所述集热装置包括至少一台热管型平板集热器，每台集热器上均设有自动除尘装置，自动除尘装置与控制系统连接。本技术的供暖/冷终端通过电动三通阀分别连接储热装置和冷水系统，通过电动三通阀的开闭实现供暖和供冷的切换。本技术的储热罐采用多罐串联结构，中间储热罐专门用于存储热源水，回收从集热装置返回的高温水，冬天时提供给供暖终端用于取暖，夏天时为溴化锂制冷机组提供恒定温度的温水。而供暖/冷终端、制冷机组的回水先接入两侧储热罐，这样可保证中间储热罐水温恒定，为供暖终端、制冷机组提供稳定的热源。本技术的集热装置采用热管型平板集热器，热管由微细通道无缝连接为板式结构，其表面填涂新型高效选择性吸收涂层，具有超高的吸收率；集热器换热面仅为热管冷端管壁，相比传统平板集热器，热损很小；集热效率较传统集热器高，截距效率可达85％以上。为保证采暖/制冷系统的正常不间断运行，本技术还需电加热辅助，即在各储热罐中均设有电加热模块。晴朗的白天由太阳能提供系统热源，夜间利用电网波谷电提供系统热源，富余热量存储于储热罐。另外，为充分吸收循环水中的热量，将其储存于储热装置中，两侧储热罐中设有多孔型石蜡相变储能元件。供暖/冷终端、制冷机组的回水通入两侧储热罐，利用石蜡相变储能元件进一步吸收水中的热量后，再将水输入集热装置加热。优选的，所述制冷机组采用低温热水型溴化锂制冷机组。该机组功率小，温水进口温度在70-60℃范围内变化时，可实现制冷，冷机COP值可达0.8以上，制冷量小于30kW，温水温度为现有溴化锂制冷机中的最低值，上述运行参数的小型化，降低了系统运行要求，实现了小面积制冷。进一步，所述集热装置在集热器阵列倾斜面设有总辐射表，总辐射表与控制系统连接，用于监测实时辐照值。控制系统依据监测数据可分析实时集热数据，可记忆不同辐照状况下的最佳集热效率，当控制系统所监测的集热效率低于设定值时，立即对除尘装置发出清洁指令，除尘装置开始运行，清扫集热器板面，可最大限度提高集热器板面的吸收率。进一步，所述供暖/冷终端包括多个供暖/冷单元，每个单元均包括电动阀、分流器和毛细管网，电动阀设于该单元的供水管上。通过上述结构设置，使得供暖/冷终端可实现模块化控制，根据需要选择各单元的开闭，实现供暖供冷的分区域调控。同时，终端作为散热器设置，具有启动温度低的优点，供水温度在25℃以上即可实现供暖，从而实现终端的快速启动。进一步，供暖/冷终端供水管、集热装置供水管、制冷机组温水供水管上均设有循环泵。本技术的集热装置具有自动寻优能力，根据系统历史运行数据进行集热效率分析后，获得不同气象条件下集热工质的最佳循环流量，进而记忆分析结果，在系统正常运行期间，依据不同的气象条件，以变频方式改变循环泵转速，进而实现变流量和节能的目的。为实现冷水的稳定供应，所述制冷机组的冷水供水管上设有缓冲水箱，先将制冷机组输出的冷水进行预存储。进一步，所述储热装置还设有自来水进水管路和自来水排水管路。自来水进水管路用于初次注水和运行期补水，自来水排水管路用于检修期或维修期排水，以便进行储热器内部维修和清理。为防止室外温度较低时冻裂集热管路，在太阳辐照度较低的白天及夜间需要将集热装置中的水全部回流到储热罐中，因此，集热装置供水管上设有一个电动三通阀，另一端通过回流管与储热装置连接。需要回流水时，系统自动控制电动三通阀，使集热装置通过回流管与储热罐连通。本技术的有益效果：1、本技术集成度高，体积小，集热效率高，可实现小面积采暖制冷，适合家庭使用。2、本技术终端启动快，可进行模块化控制。3、本技术能根据辐照情况自动控制除尘装置，确保集热器板面的吸收率。4、本技术采用多个储热罐，高温水和低温水分开储存，保证了热源水的温度恒定。附图说明图1是本技术的系统组成示意图；图2是储热装置及其外部管路结构示意图；图3是储热装置的内部透视结构示意图；图4是集热装置及其外部管路结构示意图；图5是供暖/冷终端及其外部管路结构示意图；图6是冷水系统及其外部管路结构示意图；图中，1、集热装置，2、集热装置供水管，3、集热装置回水管，4、中间储热罐，5、温水回水管，6、温水供水管，7、冷却塔，8、冷却水供水管路，9、冷却水回水管路，10、制冷机组，11、冷水回水管，12、冷水供水管，13、电动三通阀，14、供暖/冷终端回水管，15、供暖/冷终端，16、供暖/冷终端供水管，17、两侧储热罐，18、水处理设备，19、多孔型石蜡相变储能元件，20、电加热模块，21、两侧储热罐进水口，22、两侧储热罐出水口，23、中间储热罐进水口，24、中间储热罐出水口，25、电动阀，26、毛细管网，27、分流器，28、循环泵，29、热管型平板集热器，30、自动除尘装置，31、总辐射表，32、回流管，33、缓冲水箱。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术进行详细说明。一种新型太阳能采暖/制冷系统，包括供暖/冷终端、集热装置、储热装置、冷水系统及控制系统。如图3所示，所述储热装置包括三个串联的储热罐，即中间储热罐4和两侧储热罐17，中间储热罐4顶部设有进水口23，底部设有出水口24，两侧储热罐侧壁各设有一对进水口21和出水口22。三个储热罐中均设有电加热模块20，用于在夜间利用波谷电辅助加热。两侧储热罐17中均设有多孔型石蜡相变储能元件19，用于进一步吸收回水中的热量。如图2所示，储热装置外部还连接有自来水进水管路和自来水排水管路，自来水进水管路用于系统初次注水和运行期补水。自来水进水管路中设有水处本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型太阳能采暖/制冷系统，包括供暖/冷终端(15)、集热装置(1)、储热装置、冷水系统及控制系统，所述冷水系统包括制冷机组(10)和冷却塔(7)，制冷机组的冷却水供水管路(8)、冷却水回水管路(9)与冷却塔连接，供暖/冷终端(15)通过电动三通阀(13)与储热装置和制冷机组连接，其特征在于：所述储热装置为多罐串联结构，中间储热罐进水口(23)与集热装置回水管(3)连接，其出水口(24)与供暖/冷终端供水管(16)、制冷机组温水供水管(6)连接；两侧储热罐进水口(21)与供暖/冷终端回水管(14)、制冷机组温水回水管(5)连接，其出水口(22)与集热装置供水管(2)连接；制冷机组的冷水供水管(12)通过三通阀与供暖/冷终端供水管(16)连接，冷水回水管(11)通过三通阀与供暖/冷终端回水管(14)连接；所述集热装置(1)包括至少一台热管型平板集热器(29)，每台集热器上均设有自动除尘装置(30)，自动除尘装置与控制系统连接。

【技术特征摘要】
1.一种新型太阳能采暖/制冷系统，包括供暖/冷终端(15)、集热装置(1)、储热装置、冷水系统及控制系统，所述冷水系统包括制冷机组(10)和冷却塔(7)，制冷机组的冷却水供水管路(8)、冷却水回水管路(9)与冷却塔连接，供暖/冷终端(15)通过电动三通阀(13)与储热装置和制冷机组连接，其特征在于：所述储热装置为多罐串联结构，中间储热罐进水口(23)与集热装置回水管(3)连接，其出水口(24)与供暖/冷终端供水管(16)、制冷机组温水供水管(6)连接；两侧储热罐进水口(21)与供暖/冷终端回水管(14)、制冷机组温水回水管(5)连接，其出水口(22)与集热装置供水管(2)连接；制冷机组的冷水供水管(12)通过三通阀与供暖/冷终端供水管(16)连接，冷水回水管(11)通过三通阀与供暖/冷终端回水管(14)连接；所述集热装置(1)包括至少一台热管型平板集热器(29)，每台集热器上均设有自动除尘装置(30)，自动除尘装置与控制系统连接。2.根据权利要求1所述的新型太阳能采暖/制冷系统，其特征在于：各储热罐中均设有电加热模块(20)。3.根据权利要求2所述的新型太阳能采暖/制冷系统，其特征在于：两侧储热罐(17)中设有多孔型...

【专利技术属性】
技术研发人员：高崇纲，田瑞，郭枭，辛浩，王志敏，李泽华，包峰杰，
申请(专利权)人：内蒙古尖锋新能源有限公司，
类型：新型
国别省市：内蒙古,15