太阳能吸收压缩复合式热泵系统及辐射采暖、供冷方法技术方案

本发明专利技术公开了一种太阳能吸收压缩复合式热泵系统及辐射采暖、供冷方法，复合式热泵系统包括太阳能热水子系统、单效吸收子系统、压缩子系统和中间并联子系统；该复合式热泵系统通过单效吸收子系统制备高温冷水，用于辐射供冷承担建筑显热负荷和降低压缩子系统冷凝温度，由压缩子系统制备低温冷水承担建筑潜热负荷来解决结露问题，提高了吸收制冷效率，减少了压缩机耗功；通过太阳能集热器制备较低温热水，用于辐射采暖承担建筑冷负荷或提高压缩子系统蒸发温度，提高了集热器效率，减少了压缩机耗功；通过设置储热罐和空气源换热器，保证了系统连续稳定运行且最大化利用太阳能；该系统具有良好的热舒适性和节能效果。统具有良好的热舒适性和节能效果。统具有良好的热舒适性和节能效果。

【技术实现步骤摘要】
太阳能吸收压缩复合式热泵系统及辐射采暖、供冷方法


[0001]本专利技术涉及太阳能利用技术、热泵技术、辐射采暖供冷领域，尤其涉及一种太阳能吸收压缩复合式热泵系统及辐射采暖、供冷方法。

技术介绍

[0002]舒适的环境对人的心理和生理健康十分重要，在现代社会中，舒适的建筑环境通常通过空调系统来实现，但空调系统消耗大量的能源。因此，如何在提高人员舒适性的同时实现建筑空调系统节能是目前暖通空调领域面临的最大挑战之一。
[0003]对于舒适性空调来讲，辐射供冷技术的节能性和热舒适性使其具有相当的研究价值和广阔的应用前景，但辐射供冷系统的结露问题限制了其广泛应用。目前预防结露分为主动方式和被动方式，其中被动方式并不能控制室内的相对湿度，只能在一定程度上达到防结露的目的，不能完全取代主动式方法。而主动方式通过提高供水温度会抑制其制冷能力，并不能从根本上解决结露问题；采用除湿装置或吸湿材料对预防结露问题是有效的，但压缩制冷效率较低，会额外增加系统能耗。
[0004]太阳能吸收制冷技术，以可再生能源太阳能作为驱动能源，其制冷剂为对环境友好的自然工质水，有助于降低空调能耗。但传统太阳能吸收制冷系统存在效率低和间歇性问题，一般需要设置能量储罐或辅助加热。太阳能吸收压缩复合制冷系统通过提高蒸发温度来提升机组效率、扩大太阳能利用温区，但依然很难实现系统的全天候运行，太阳能和电能的综合利用率还有提升空间。

技术实现思路

[0005]为解决以上技术问题，本专利技术公开一种太阳能吸收压缩复合式热泵系统及辐射采暖、供冷方法，具有良好的热舒适性和节能效果。
[0006]一种太阳能吸收压缩复合式热泵系统，包括太阳能热水子系统、单效吸收子系统、压缩子系统和中间并联子系统；所述太阳能热水子系统包括太阳能集热循环和热水循环，在太阳能集热循环中，太阳能集热器出口、加热盘管、第二热水泵、太阳能集热器入口依次相连；在热水循环中，储热罐出口分为两路，一路与第四控制阀入口相连，另一路与第一控制阀、发生器中加热盘管、第二控制阀入口依次相连，第二控制阀出口与第五控制阀出口汇合后，再与第一热水泵、储热罐入口依次相连；在单效吸收子系统中，发生器浓溶液出口、溶液热交换器浓溶液侧盘管、第一节流阀、吸收器浓溶液进口、吸收器稀溶液出口、溶液泵、溶液热交换器稀溶液侧盘管、发生器稀溶液进口依次相连；发生器过热蒸汽出口、冷凝器、第二节流阀、蒸发器、吸收器制冷剂进口依次相连；冷却塔出口与冷却水泵串联，冷却水泵出口分为两路，一路经冷凝器冷却盘管，另一路经吸收器冷却盘管与冷凝器冷却盘管出口汇合，再与冷却塔入口相连；在压缩子系统中，制冷剂
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水换热器制冷剂侧出口、四通换向阀、压缩机依次相连，压缩机出口分为两路，一路依次与第八控制阀、水源换热器制冷剂侧盘管、第七控制阀相连，另一路依次与第十控制阀、空气源换热器、第九控制阀相连，第九控制
阀与第七控制阀出口汇合，再与第三节流阀、制冷剂
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水换热器制冷剂侧进口依次相连；在中间并联子系统中，蒸发器换热盘管出口与第三控制阀相连，第三控制阀出口与第四控制阀出口汇合后再分为两路，一路与辐射末端相连，另一路经第六控制阀、水源换热器水侧盘管与辐射末端的出口汇合，再与循环水泵入口相连，循环水泵的出口分为两路，一路与蒸发器换热盘管入口相连，另一路与第五控制阀入口相连。
[0007]进一步地，所述制冷剂
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水换热器的水侧盘管连接翅片管式换热器用于处理室内送风，所述室内送风为全部的户外新风，或所述室内送风为户外新风与室内回风的混合。
[0008]进一步地，所述辐射末端采用对流屏蔽、辐射屏蔽或创造超疏水表面的预防冷凝措施。
[0009]进一步地，所述冷却塔采用闭式冷却塔。
[0010]进一步地，所述太阳能热水子系统和中间并联子系统的工作介质包括水、盐水溶液或乙二醇溶液，所述单效吸收子系统的工作介质包括溴化锂水溶液或氨水溶液，所述压缩子系统的工作介质包括R32（二氟甲烷）、R410A（二氟甲烷和五氟乙烷组成的混合物）或HC类制冷剂（碳氢化合物制冷剂）。
[0011]太阳能吸收压缩复合式热泵系统的辐射供冷方法如下：S6
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1：在制冷工况下，第一控制阀、第二控制阀和第三控制阀开启，第四控制阀和第五控制阀关闭；S6
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2：选择“太阳能热水子系统、单效吸收子系统、压缩子系统和中间并联子系统联合工作”模式或“压缩子系统独立工作”模式；选择“太阳能热水子系统、单效吸收子系统、压缩子系统和中间并联子系统联合工作”模式则进入步骤S6
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3；选择“压缩子系统独立工作”模式则进入步骤S6
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4；S6
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3：第六控制阀、第七控制阀和第八控制阀开启，第九控制阀和第十控制阀关闭，从储热罐出来的热水进入发生器的加热盘管来驱动单效吸收子系统工作，单效吸收子系统的蒸发器制备的高温冷水，一部分进入辐射末端承担部分建筑显热负荷，另一部分进入水源换热器承担压缩子系统的冷凝热，由压缩子系统的制冷剂
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水换热器制备的低温冷水进入翅片管式换热器承担建筑潜热负荷和剩余建筑显热负荷；S6
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4：第七控制阀和第八控制阀关闭，第九控制阀和第十控制阀开启，压缩子系统的制冷剂
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水换热器制备的低温冷水进入翅片管式换热器承担全部建筑冷负荷。
[0012]太阳能吸收压缩复合式热泵系统的辐射采暖方法如下：S7
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1：在制热工况下，第一控制阀、第二控制阀和第三控制阀关闭，第四控制阀和第五控制阀开启；S7
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2：选择“太阳能热水子系统和中间并联子系统联合工作”模式、“太阳能热水子系统、中间并联子系统和压缩子系统联合工作”模式或“压缩子系统独立工作”模式；选择“太阳能热水子系统和中间并联子系统联合工作”模式则进入步骤S7
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3；选择“太阳能热水子系统、中间并联子系统和压缩子系统联合工作”模式则进入步骤S7
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4；选择“压缩子系统独立工作”模式则进入步骤S7
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5；S7
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3：第六控制阀关闭，从储热罐出来的中温热水进入辐射末端承担全部建筑热负荷；S7
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4：第六控制阀、第七控制阀和第八控制阀开启，第九控制阀和第十控制阀关
闭，从储热罐出来的低温热水，一部分进入辐射末端承担部分建筑热负荷，另一部分进入压缩子系统的水源换热器提供热量，由压缩子系统的制冷剂
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水换热器制备高温热水进入翅片管式换热器承担剩余建筑热负荷；S7
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5：第七控制阀和第八控制阀关闭，第九控制阀和第十控制阀开启，压缩子系统的制冷剂
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水换热器制备的高温热水进入翅片管式换热器承担全部建筑热负荷。
[0013]本专利技术有益效果为：1、相比起现有技术，本专利技术提供的太阳能吸收压缩复合式热泵系统利用辐射末端采用高温冷水的特点，通过太阳能集热器制备热水驱本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太阳能吸收压缩复合式热泵系统，其特征在于，包括太阳能热水子系统、单效吸收子系统、压缩子系统和中间并联子系统；所述太阳能热水子系统包括太阳能集热循环和热水循环，在太阳能集热循环中，太阳能集热器（1）出口、加热盘管（2a）、第二热水泵（29）、太阳能集热器（1）入口依次相连；在热水循环中，储热罐（2）出口分为两路，一路与第四控制阀（21）入口相连，另一路与第一控制阀（18）、发生器（6）中加热盘管、第二控制阀（19）入口依次相连，第二控制阀（19）出口与第五控制阀（22）出口汇合后，再与第一热水泵（28）、储热罐（2）入口依次相连；在单效吸收子系统中，发生器（6）浓溶液出口、溶液热交换器（5）浓溶液侧盘管、第一节流阀（15）、吸收器（4）浓溶液进口、吸收器（4）稀溶液出口、溶液泵（31）、溶液热交换器（5）稀溶液侧盘管、发生器（6）稀溶液进口依次相连；发生器（6）过热蒸汽出口、冷凝器（7）、第二节流阀（16）、蒸发器（3）、吸收器（4）制冷剂进口依次相连；冷却塔（8）出口与冷却水泵（30）串联，冷却水泵（30）出口分为两路，一路经冷凝器（7）冷却盘管，另一路经吸收器（4）冷却盘管与冷凝器（7）冷却盘管出口汇合，再与冷却塔（8）入口相连；在压缩子系统中，制冷剂
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水换热器（12）制冷剂侧出口、四通换向阀（14）、压缩机（13）依次相连，压缩机（13）出口分为两路，一路依次与第八控制阀（25）、水源换热器（10）制冷剂侧盘管、第七控制阀（24）相连，另一路依次与第十控制阀（27）、空气源换热器（11）、第九控制阀（26）相连，第九控制阀（26）与第七控制阀（24）出口汇合，再与第三节流阀（17）、制冷剂
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水换热器（12）制冷剂侧进口依次相连；在中间并联子系统中，蒸发器（3）换热盘管出口与第三控制阀（20）相连，第三控制阀（20）出口与第四控制阀（21）出口汇合后再分为两路，一路与辐射末端（9）相连，另一路经第六控制阀（23）、水源换热器（10）水侧盘管与辐射末端（9）的出口汇合，再与循环水泵（32）入口相连，循环水泵（32）的出口分为两路，一路与蒸发器（3）换热盘管入口相连，另一路与第五控制阀（22）入口相连。2.如权利要求1所述的一种太阳能吸收压缩复合式热泵系统，其特征在于，所述制冷剂
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水换热器（12）的水侧盘管连接翅片管式换热器用于处理室内送风，所述室内送风为全部的户外新风，或所述室内送风为户外新风与室内回风的混合。3.如权利要求1所述的一种太阳能吸收压缩复合式热泵系统，其特征在于，所述辐射末端（9）采用对流屏蔽、辐射屏蔽或创造超疏水表面的预防冷凝措施。4.如权利要求1所述的一种太阳能吸收压缩复合式热泵系统，其特征在于，所述冷却塔（8）采用闭式冷却塔。5.如权利要求1所述的一种太阳能吸收压缩复合式热泵系统，其特征在于，所述太阳能热水子系统和中间并联子系统的工作介质包括水、盐水溶液或乙二醇溶液，所述单效吸收子系统的工作介质包括溴化锂水溶液或氨水溶液，所述压缩子系统的工作介质包括二氟甲烷、二氟甲烷和五氟乙烷组成的混合物或碳氢化合物制冷剂。6.一种太阳能吸收压缩复合式热泵系统辐射供冷方法，其特征在于，采用如权利要求1
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5任一所述的太阳能吸收压缩复合式热泵系统，操作方法如下：S6
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1：在制冷工况下，第一控制阀（18）、第二控制阀（19）和第三控制阀（20）开...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋梦宇，李念平，阿勇嘎，李传铭，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：