太阳能吸收式制冷与地源热泵耦合联供系统技术方案

本发明专利技术涉及一种太阳能吸收式制冷与地源热泵耦合联供系统，包括太阳能集热器、地埋式换热器、以及首尾相接的蒸发器、压缩机和冷凝器，其结构特征是太阳能集热器通过第一进出管组与储热热水箱串联，储热热水箱通过第二进出管组与吸收式制冷机组串联，吸收式制冷机组通过第三进出管组与冷却塔串联，吸收式制冷机组通过第四进出管组与空调房间内的空调器相通，地埋式换热器通过第五进出管组与冷凝器相通，蒸发器通过第六进出管组与空调房间内的空调器相通；第一进出管组、第二进出管组、第三进出管组、第四进出管组、第五进出管组和第六进出管组相互之间或各管组内设置有水泵、换向阀和／或电磁阀。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种多工况的太阳能吸收式制冷与地源热泵耦合联供系统。技术背景近年来随着人口的增长和经济的发展，不可再生能源消耗加速，鉴于常 规能源供给的有限性和环保压力，人们愈加重视新能源和可再生能源的开发 利用，太阳能和地热能是主要的清洁能源和可再生能源，我国政府自"六五" 以来，把研究开发太阳能和可再生能源技术列入国家科技攻关计划，推动了 相关技术和产业的发展。夏季空调用电在整个用电量中占据相当大的比重，使用传统的制冷方式 的工质采用氟利昂等人工合成，会引发地球温室效应和对大气臭氧层的破 坏。太阳能集热器和埋地盘管组合的设想是Penrod于1956年首次提出的。 1962年，Penrod描述了太阳能一地源热泵机组的工作原理图。1969年，又 给出了其设计过程，包括太阳能集热器、埋地盘管的设计。自20世纪50年代以来，我国便开始了对热泵技术的探索研究，但主 要集中在空气源热泵和水源热泵的研制与开发利用上，而对太阳能-地源热 泵机组的研究很少。天津大学首次开展了太阳能-土壤复合式地源热泵机组实验研究，获得 了不同运行条件下的供热率、供热系数等性能参数。哈尔滨工业大学对寒冷 地区太阳能-土壤源热泵机组供暖运行工况进行了模拟研究，从能量利用效 率的角度确定太阳能保证率和集热装置容量。青岛理工大学对太阳能-土壤 复合式地源热泵联合运行的三种模式进行了数值模拟计算。河北工程大学于 2004年建立了太阳能-土壤复合式地源热泵机组实验装置并进行了联合运行 的实验研究，联合运行模式为蓄热水箱白天蓄热，晚上辅助加热和蓄热水箱 边蓄热边辅助加热。将太阳能光-热、光-电、地源热泵空调等技术与建筑的有机结合、融为 一体，建成一个综合利用新能源(如太阳能或地热能等)的新颖建筑；采用 太阳能蓄热与地源热泵的联用技术实现夏季制冷冬季釆暖、四季供应热水， 以降低建筑的耗能指标，集成其它新能源和节能技术等等将是太阳能-地源 热泵技术与产品的发展趋势。太阳能、地热能等新能源提供建筑用能80% 以上，节约能源费用82%,具有显著的社会经济环境效益。1980年代国际 能源组织组织15个国家的专家对太阳能建筑技术进行联合攻关，欧美发达国家纷纷建造综合利用太阳能示范建筑。试验表明、太阳能建筑节能率大约75%左右，已成为最有发展前景的领域之一。常规的太阳能与地源热泵联合运行系统多设计成夏季釆用地源热泵机 组制冷，冬季采用太阳能热泵与地源热泵联合供热。但是在我国的南方地区， 建筑物夏季所需冷负荷要远大于冬季所需热负荷，而热泵机组又往往都是制 热量大于制冷量，通常热泵机组的制热量是制冷量的1.1 1,3倍。其造成在 机组选择时，如果按夏季冷负荷标准选择机组，会导致机组的制热能力大大 超出建筑物的热负荷需求；而若按照冬季热负荷标准选择，则会出现夏季制 冷量不够的情况。中国专利文献号CN1987211A中公开了一种太阳能-地源联合供暖供热 水供电制冷系统及其操作方法，太阳能-地源联合供暖供热水供电制冷系统， 包括供电系统、太阳能供暖系统、供水系统、地源热泵机组；其特征是太阳 能供暖系统通过蓄热箱与供水系统连接起来，太阳能供暖系统与地源热泵机 组通过这两个系统之间的两个换向阀实现并联或串联，供电系统分别与各系 统相连，太阳能供暖系统与供电系统通过辅助加热器和温差电池相连接起 来。供电系统由温差电池、蓄电池、逆变器、双刀双掷开关、同步开关、开 关、温差继电器、电表、其它用电器组成，温差电池与双刀双掷开关、二极 管、蓄电池串联，供电系统中所有用电器均由蓄电池经过逆变器转换之后供 电，两向泵、温差继电器、同步开关并联后接入供电系统中，其中温差继电 器的两个输入端分别接于太阳能集热管的出口 A点和蓄热箱中B点，辅助 加热器、压缩机、水源热泵机组及其它用电器分别串联一个开关后接入供电 系统中。太阳能供暖系统由太阳能集热管、温差继电器、蓄热箱、辅助加热 器、安全阀、房间供暖调节器、两向泵、房间组成，其中两向泵、太阳能集 热管组成一个水循环系统，太阳能集热管上表面是一层温差电池，太阳能集 热管中与温差电池紧贴着的面釆用透光透热性都较好的材料作成，其他面与 一般太阳能集热管的材料一样，安全闽安装在蓄热箱上，辅助加热器安装在 蓄热箱上。地源热泵机组由压缩机、换向阀、节流闽、埋地换热器、水源热 泵机组组成，节流阀安装在蓄热箱与埋地换热器之间，压缩机安装在埋地换 热器和水源热泵机组之间，并由换向闽来控制制冷或供暖。供水系统由冷水 补给、蓄热箱、混合器组成，冷水补给一端经蓄热箱与混合器相连， 一端直 接与混合器相连。这种太阳能-地源联合供暖供热水供电制冷系统结构复杂、 制作成本高昂、运行成本也比较高，令人不太满意。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在提供一种结构简单合理、利用可再生能源、全年高效 节能运行、保护地源热泵的地下水能量资源、以及解决地源热泵在冬暖夏热 地区，冬夏季负荷严重不匹配、地源热泵蒸发温度及冷凝温度波动较大、热泵机组运行效率较低和太阳能利用的间歇性和不可靠性等问题的多工况太 阳能吸收式制冷与地源热泵耦合联供系统，以克服现有技术中的不足之处。 按此目的设计的一种太阳能吸收式制冷与地源热泵耦合联供系统，包括 太阳能集热器、地埋式换热器、以及首尾相接的蒸发器、压缩机和冷凝器， 其结构特征是太阳能集热器通过第一进出管组与储热热水箱串联，储热热水 箱通过第二进出管组与吸收式制冷机组串联，吸收式制冷机组通过第三进出 管组与冷却塔串联，吸收式制冷机组通过第四进出管组与空调房间内的空调 器相通，地埋式换热器通过第五进出管组与冷凝器相通，蒸发器通过第六进出管组与空调房间内的空调器相通；第一进出管组、第二进出管组、第三进 出管组、第四进出管组、第五进出管组和第六进出管组相互之间或各管组内 设置有水泵、换向阀和/或电磁阀。所述第一进出管组包括第一管和第二管，太阳能集热器和储热热水箱通 过第一管和第二管分别连通后，构成循环，第一水泵串接在第二管上。所述第二进出管组包括第三管和第四管，储热热水箱和吸收式制冷机组 通过第三管和第四管分别连通后，构成循环，第二水泵串接在第三管中；第 四进出管组包括第五管和第六管，吸收式制冷机组和空调房间内的空调器通 过第五管和第六管分别相通后，构成循环，第三电磁阀串接在第六管中；第 六进出管组包括第十五管、第十六管、第二十三管和第二十四管；第三换向 阀的a端和c端串接在第三管中，第十五管的一端与第三换向阀的b端相通， 第十五管的另一端与第八换向阀的a端相通，第二十三管的一端与第八换向阀的c端相通，第二十三管的另一端与蒸发器的回水管相通，第二十四管的一端与蒸发器的出水管相通，第二十四管的另一端与第二十一管相通，即第 二十三管和第二十四管分别与蒸发器的回水管和出水管相通，进行热量交 换。所述第十五管中串接有第六电磁闽，第六电磁阀的一端连通第三换向阀的b端，第六电磁阀的另一端连通第八换向阀的a端，第八换向阀的b端与 第二十一管的一端相通，第二十一管的另一端通过第五水泵与第六管相通； 第十六管中串接有第二电磁阀和第五电磁阀，第二电磁阀的一端与第四管相 通，第二电磁闽的另一端与第五电磁阀的一端相通，第五电磁阀的另一端与 第五管相通，第一电磁阀的一端串接在第六电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能吸收式制冷与地源热泵耦合联供系统，包括太阳能集热器（１）、地埋式换热器（１６）、以及首尾相接的蒸发器（１２）、压缩机（１１）和冷凝器（１４），其特征是太阳能集热器通过第一进出管组与储热热水箱（３）串联，储热热水箱通过第二进出管组与吸收式制冷机组（５）串联，吸收式制冷机组通过第三进出管组与冷却塔（７）串联，吸收式制冷机组通过第四进出管组与空调房间（９）内的空调器相通，地埋式换热器通过第五进出管组与冷凝器相通，蒸发器通过第六进出管组与空调房间内的空调器相通；第一进出管组、第二进出管组、第三进出管组、第四进出管组、第五进出管组和第六进出管组相互之间或各管组内设置有水泵、换向阀和／或电磁阀。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：丁力行，邓玉艳，郭卉，
申请(专利权)人：丁力行，邓玉艳，郭卉，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]