專利名稱：基于固體吸附制冷機(jī)的太陽能復(fù)合能量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種制冷技術(shù)領(lǐng)域的系統(tǒng)，特別是一種基于固體吸附制冷機(jī)的太陽能復(fù)合能量系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
能源問題是人類發(fā)展面臨的一個(gè)重大問題，能源和環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展成為趨勢。我國建筑能耗的比例已經(jīng)從1978年的10％，上升到27.45％，其中采暖和空調(diào)的能耗占建筑總能耗的55％。在建筑中充分利用太陽能這種綠色的清潔能源，對減少建筑能耗、減少環(huán)境污染、改善能源結(jié)構(gòu)具有重要的意義，同時(shí)為提高我國可持續(xù)發(fā)展能力提供了資源保證。當(dāng)太陽輻射強(qiáng)、氣溫高的時(shí)候，人們更需要的是空調(diào)降溫而不是熱水，這種情況在我國南方地區(qū)尤為突出。因此，將太陽能熱水系統(tǒng)進(jìn)行拓展，開發(fā)出集熱水供應(yīng)、采暖、空調(diào)于一體的太陽能復(fù)合能量系統(tǒng)具有重要的意義。太陽能熱水以及地板采暖技術(shù)較為成熟，太陽能空調(diào)制冷尚未在產(chǎn)業(yè)化突破，一般都采用溴化鋰吸收式制冷機(jī)，目前的熱水型(單級)吸收式制冷機(jī)要求的熱源溫度在88～90℃以上，這對太陽能集熱器的要求比較高。與市場上普遍使用的太陽能熱水器不能很好地接軌。在高溫下運(yùn)行太陽能的有效時(shí)間很短，一天當(dāng)中只有太陽輻射很強(qiáng)的時(shí)候才能達(dá)到溫度要求，同時(shí)太陽能集熱器的熱效率也會(huì)降低。此外，系統(tǒng)投資費(fèi)用高，并且由于溴化鋰吸收式制冷機(jī)本身的容量限制(目前容量最小的溴化鋰吸收式制冷機(jī)的制冷量也在70kW以上)，沒有實(shí)用于家庭的小容量機(jī)組，基于溴化鋰吸收式制冷機(jī)的太陽能空調(diào)系統(tǒng)難以小型化(容量低至10kW以下)，無法直接應(yīng)用于廣大家庭的空調(diào)制冷市場?？傊靸r(jià)高以及太陽能集熱器的非通用性影響了太陽能吸收式空調(diào)的推廣應(yīng)用。
經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國發(fā)明專利名稱為太陽能中高溫集熱吸收式空調(diào)系統(tǒng)，申請?zhí)枮?1251735，該專利公開了一種太陽能中高溫集熱吸收式空調(diào)系統(tǒng)。包括太陽能中高溫集熱裝置及輔助鍋爐，儲(chǔ)熱水箱中的熱水夏季用于驅(qū)動(dòng)吸收式制冷機(jī)組，冬季為空調(diào)器提供采暖用熱水，四季供應(yīng)生活熱水。該專利主要針對于吸收式制冷機(jī)組而言的，沒有涉及高效吸附式制冷技術(shù)在太陽能空調(diào)中的應(yīng)用，另外也沒有包括太陽能強(qiáng)化自然通風(fēng)技術(shù)以及太陽能地板采暖技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是針對現(xiàn)有太陽能熱利用系統(tǒng)的不足，提出一種基于固體吸附制冷機(jī)的太陽能復(fù)合能量系統(tǒng)，使其解決上述的不足，集太陽能熱水供應(yīng)、空調(diào)、地板采暖、自然通風(fēng)功能為一體，相對于常規(guī)太陽能熱利用系統(tǒng)，本發(fā)明具有功能齊全、太陽能利用率高、地域適應(yīng)性廣等突出特點(diǎn)，符合當(dāng)前太陽能熱利用系統(tǒng)與建筑一體化的發(fā)展趨勢。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括太陽能集熱系統(tǒng)、太陽能熱水供應(yīng)系統(tǒng)、太陽能地板采暖系統(tǒng)、太陽能空調(diào)系統(tǒng)、太陽能強(qiáng)化自然通風(fēng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、熱水循環(huán)泵、分水缸以及集水缸。其連接方式為太陽能集熱系統(tǒng)和太陽能熱水供應(yīng)系統(tǒng)、太陽能地板采暖系統(tǒng)、太陽能空調(diào)系統(tǒng)、太陽能強(qiáng)化自然通風(fēng)系統(tǒng)通過管道并聯(lián)在分水缸以及集水缸之間，其中熱水循環(huán)泵為太陽能熱水供應(yīng)系統(tǒng)、太陽能地板采暖系統(tǒng)、太陽能空調(diào)系統(tǒng)、太陽能強(qiáng)化自然通風(fēng)系統(tǒng)的公用部件。
太陽能集熱系統(tǒng)包括太陽能集熱器陣列、集熱循環(huán)泵以及蓄熱水箱，三者通過管道連接在一起。以集熱循環(huán)泵為動(dòng)力，將蓄熱水箱下部的水送入太陽能集熱器陣列，加熱后流回到蓄熱水箱上部。為了提高集熱效率，蓄熱水箱可以采用分層水箱。
太陽能地板采暖系統(tǒng)、太陽能空調(diào)系統(tǒng)以及太陽能強(qiáng)化自然通風(fēng)系統(tǒng)通過管道上的閥門進(jìn)行季節(jié)性切換控制，分別在夏季、冬季、過渡季運(yùn)行。太陽能熱水供應(yīng)系統(tǒng)全年運(yùn)行，分水缸和集水缸通過管道再和蓄熱水箱連接。
太陽能空調(diào)系統(tǒng)包括高效吸附制冷機(jī)、空調(diào)末端風(fēng)機(jī)盤管、冷卻塔、冷卻水循環(huán)泵、冷凍水循環(huán)泵。高效吸附制冷機(jī)與空調(diào)末端風(fēng)機(jī)盤管通過冷凍水循環(huán)泵以及管道連接；高效吸附制冷機(jī)與冷卻塔通過冷卻水循環(huán)泵以及管道連接；高效吸附制冷機(jī)與蓄熱水箱通過熱水循環(huán)泵以及管道連接。
其中，太陽能空調(diào)系統(tǒng)的核心部件—高效吸附制冷機(jī)是由兩個(gè)單床系統(tǒng)復(fù)合而成的雙床連續(xù)制冷系統(tǒng)，整個(gè)制冷機(jī)組由三個(gè)真空腔組成，左右為兩個(gè)由吸附床、冷凝器和蒸發(fā)器組成的吸附/解吸工作腔，底部為熱管隔離蒸發(fā)器的工作腔。左右兩個(gè)吸附床交替進(jìn)行加熱解吸和冷卻吸附過程，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)制冷。高效吸附制冷機(jī)由吸附床、冷凝器、蒸發(fā)器組成。兩套吸附床、冷凝器和蒸發(fā)器分別設(shè)置在兩個(gè)絕熱保溫腔體中，底部為熱管隔離蒸發(fā)器的工作腔。冷卻水通過管道在兩個(gè)冷凝器中直通，而后可通過電動(dòng)閥的切換分別進(jìn)入兩個(gè)吸附床；熱水可通過電動(dòng)閥切換分別進(jìn)入兩個(gè)吸附床；冷凍水在熱管隔離蒸發(fā)器中循環(huán)流動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)制冷。吸附式制冷機(jī)采用兩床連續(xù)吸附式制冷循環(huán)，使用硅膠-水作為吸附工質(zhì)對。
太陽能地板采暖系統(tǒng)設(shè)有地板采暖盤管。蓄熱水箱與地板采暖盤管通過熱水循環(huán)泵以及管道連接在一起。太陽能地板采暖系統(tǒng)還設(shè)有溫控閥，連接到控制系統(tǒng)，根據(jù)室溫自動(dòng)調(diào)節(jié)地板采暖盤管的流量。蓄熱水箱上部的太陽能熱水首先送入地板采暖盤管，地板采暖回水回到蓄熱水箱下部。
太陽能強(qiáng)化自然通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)有翅片管式換熱器。翅片管式換熱器固定在屋面通風(fēng)結(jié)構(gòu)的風(fēng)道中。翅片管式換熱器與蓄熱水箱通過熱水循環(huán)泵以及管道連接在一起。將太陽能熱水由蓄熱水箱上部送入翅片管式換熱器，通過翅片管式換熱器與屋面通風(fēng)結(jié)構(gòu)中空氣之間自然對流換熱，加熱空氣，從而誘導(dǎo)熱壓作用下的自然通風(fēng)。翅片管式換熱器的回水同樣回到蓄熱水箱下部。
太陽能熱水供應(yīng)系統(tǒng)設(shè)有生活熱水換熱器。生活熱水換熱器與熱水循環(huán)泵之間通過管道連接在一起。采用二次換熱方式提供生活熱水，以保證水質(zhì)清潔。
控制系統(tǒng)的核心部件是工控機(jī)，包括參數(shù)采樣系統(tǒng)、集熱系統(tǒng)溫差啟停控制系統(tǒng)和太陽能熱水供應(yīng)、地板采暖、空調(diào)、強(qiáng)化自然通風(fēng)系統(tǒng)的變工況控制系統(tǒng)。參數(shù)采樣系統(tǒng)通過傳感器分別和集熱系統(tǒng)溫差啟?？刂葡到y(tǒng)與變工況控制系統(tǒng)連接在一起。
集熱系統(tǒng)溫差啟?？刂葡到y(tǒng)通過判斷設(shè)置在太陽能集熱器出口的溫度傳感器以及蓄熱水箱下部的溫度傳感器顯示值之差控制集熱泵的啟停。
參數(shù)采樣系統(tǒng)由太陽能集熱系統(tǒng)供回水溫度和流量采樣系統(tǒng)、太陽能空調(diào)用熱水、冷卻水、冷凍水供回水溫度和流量采樣系統(tǒng)、太陽能地板采暖用熱水供回水溫度和流量采樣系統(tǒng)、太陽能強(qiáng)化自然通風(fēng)用熱水供回水溫度和流量采樣系統(tǒng)、生活熱水換熱器進(jìn)出口溫度和流量采樣系統(tǒng)以及環(huán)境溫度、太陽輻射強(qiáng)度采樣系統(tǒng)組成。各采樣系統(tǒng)將溫度、流量、太陽輻射強(qiáng)度等信號上傳到工控機(jī)，工控機(jī)通過程序控制電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及水泵、冷卻塔等的運(yùn)行。
太陽能熱水供應(yīng)、地板采暖、空調(diào)、強(qiáng)化自然通風(fēng)系統(tǒng)的變工況控制系統(tǒng)包括電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、變頻水泵，其中，溫度傳感器與電動(dòng)調(diào)節(jié)閥連接，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥與變頻水泵連接。根據(jù)溫度傳感器上傳到工況機(jī)的溫度信號，通過程序判斷用戶冷熱負(fù)荷的變化，從而調(diào)節(jié)水泵流量以及閥門開度。
太陽能集熱器陣列將蓄熱水箱下部的水加熱后，流入蓄熱水箱上部，當(dāng)蓄熱水箱上部水溫達(dá)到生活熱水供應(yīng)、地板采暖、空調(diào)、強(qiáng)化自然通風(fēng)各自的熱水供水設(shè)定溫度時(shí)，開啟熱水循環(huán)泵，將蓄熱水箱上部的水送入末端熱利用系統(tǒng)。隨季節(jié)的變化，其流向則依系統(tǒng)工作模式而定。如果系統(tǒng)處于空調(diào)模式，則蓄熱水箱上部的熱水通入吸附式制冷機(jī)，加熱一個(gè)吸附床使其解析，而另一吸附床被冷卻塔提供冷卻水冷卻，進(jìn)而吸附蒸發(fā)器中的冷劑蒸汽，蒸發(fā)器蒸發(fā)制冷，通過空調(diào)水管道為系統(tǒng)應(yīng)用場合空調(diào)器提供冷凍水以實(shí)現(xiàn)制冷；如果系統(tǒng)工作于地板采暖模式，則蓄熱水箱上部的水通入地板采暖分水器，由此分別送入各地板采暖盤管環(huán)路實(shí)現(xiàn)采暖；如果系統(tǒng)處于強(qiáng)化自然通風(fēng)模式，則蓄熱水箱上部的水通入屋面通風(fēng)結(jié)構(gòu)中的翅片管式換熱器，通過自然對流換熱，加熱風(fēng)道中的空氣以強(qiáng)化熱壓作用下的自然通風(fēng)；生活熱水模式不受季節(jié)性控制，它分別與上述三種運(yùn)行模式并聯(lián)，合用一臺(tái)熱水循環(huán)泵，在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)季節(jié)性工況的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)生活熱水供應(yīng)。集熱系統(tǒng)溫差啟停控制系統(tǒng)具有相對獨(dú)立性，它在全年均根據(jù)程序設(shè)定的溫差實(shí)現(xiàn)集熱循環(huán)泵的自動(dòng)啟停，同時(shí)要實(shí)現(xiàn)集熱系統(tǒng)冬季防凍保護(hù)以及夏季防過熱保護(hù)；變工況控制系統(tǒng)在空調(diào)模式下首先判斷當(dāng)前的蓄熱水箱上部水溫是否達(dá)到系統(tǒng)設(shè)定的空調(diào)系統(tǒng)開機(jī)溫度，達(dá)到設(shè)定值后開啟吸附式制冷機(jī)組，同時(shí)開啟熱水循環(huán)泵、冷卻塔、冷卻水循環(huán)泵、冷凍水循環(huán)泵以及空調(diào)末端裝置，在空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行過程中，根據(jù)空調(diào)末端所服務(wù)的空間室溫來控制冷凍水循環(huán)泵的流量，當(dāng)蓄熱水箱上部水溫低于系統(tǒng)設(shè)定的停機(jī)溫度時(shí)，關(guān)閉吸附式制冷機(jī)組、同時(shí)關(guān)閉熱水循環(huán)泵、冷卻塔、冷卻水循環(huán)泵、冷凍水循環(huán)泵以及空調(diào)末端裝置；變工況控制系統(tǒng)在地板采暖模式下根據(jù)當(dāng)前蓄熱水箱上部水溫是否超過系統(tǒng)設(shè)定溫度來決定熱水循環(huán)泵的開啟，地板采暖運(yùn)行過程中，根據(jù)地板采暖所服務(wù)的空間室溫以及地板溫度來控制地板采暖盤管環(huán)路的開度，此外，根據(jù)蓄熱水箱上部水溫控制地板采暖供回水管之間旁通閥的開啟，以防供水溫度超溫，破壞地板采暖盤管；變工況控制系統(tǒng)在太陽能強(qiáng)化自然通風(fēng)模式下根據(jù)當(dāng)前蓄熱水箱上部水溫與系統(tǒng)設(shè)定值控制熱水循環(huán)泵的啟停；生活熱水供應(yīng)系統(tǒng)的控制分別隸屬于上述三種模式。另外系統(tǒng)還包括7個(gè)水回路，即太陽能集熱循環(huán)回路、供空調(diào)用熱水回路、冷卻水回路、冷凍水回路；地板采暖用熱水回路；太陽能強(qiáng)化自然通風(fēng)用熱水回路、生活熱水換熱器用熱水回路。
本發(fā)明首先通過太陽能集熱器陣列收集太陽輻射熱，并蓄存于蓄熱水箱，蓄熱水箱中的熱水驅(qū)動(dòng)高效吸附制冷機(jī)提供夏季的冷負(fù)荷，同時(shí)提供生活熱水負(fù)荷；冬季，蓄熱水箱中的熱水直接用于提供采暖負(fù)荷及生活熱水負(fù)荷，過渡季，蓄熱水箱中的熱水通過翅片管式換熱器強(qiáng)化自然通風(fēng)，同時(shí)提供生活熱水負(fù)荷。從而太陽能復(fù)合能量系統(tǒng)在全年均實(shí)現(xiàn)充分合理的利用。
本發(fā)明集太陽能熱水供應(yīng)、空調(diào)、地板采暖、強(qiáng)化自然通風(fēng)于一體，實(shí)現(xiàn)了太陽能熱利用技術(shù)的高度集成，具有環(huán)保節(jié)能、設(shè)備利用率高、太陽能利用率高、符合太陽能建筑一體化趨勢等特點(diǎn)。據(jù)計(jì)算，在太陽能資源較好的地區(qū)，對于一組60m2的太陽能集熱器陣列與固體吸附制冷機(jī)組、地板采暖、強(qiáng)化自然通風(fēng)、熱水供應(yīng)相結(jié)合的太陽能復(fù)合能量系統(tǒng)，在制冷模式中，可向用戶同時(shí)提供冷負(fù)荷10kW及生活熱水負(fù)荷1.5kW；在采暖模式中，系統(tǒng)可向用戶同時(shí)提供采暖熱負(fù)荷及生活熱水負(fù)荷18kW；在太陽能強(qiáng)化自然通風(fēng)模式中，系統(tǒng)可向用戶同時(shí)提供強(qiáng)化自然通風(fēng)用加熱量以及生活熱水負(fù)荷21kW。該太陽能復(fù)合能量系統(tǒng)全年太陽能綜合利用率可達(dá)到70％以上。
本發(fā)明采用翅片管式換熱器強(qiáng)化自然通風(fēng)，解決了過渡季節(jié)太陽能熱水大量過剩的問題，在改善室內(nèi)空氣品質(zhì)、節(jié)約通風(fēng)耗能的同時(shí)，提供了一種新穎的強(qiáng)化自然通風(fēng)設(shè)計(jì)思路。
本發(fā)明采用地板采暖盤管作為太陽能采暖系統(tǒng)的末端設(shè)備，地板采暖要求的供水溫度較低，是太陽能采暖的最佳方式。
本發(fā)明采用吸附制冷機(jī)實(shí)現(xiàn)太陽能系統(tǒng)的熱冷轉(zhuǎn)換，突破了太陽能空調(diào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)瓶頸，具有容量小(可低至10kW以下)、驅(qū)動(dòng)熱源溫度低、運(yùn)行操作簡單、易于維修等突出優(yōu)點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)制冷機(jī)組與市場上現(xiàn)有的常規(guī)太陽能熱水器的高度匹配，具有廣闊的市場前景?？蓮V泛應(yīng)用于家庭及小規(guī)模業(yè)務(wù)場所(如會(huì)所、游泳池等)的制冷、采熱、通風(fēng)及熱水供應(yīng)，推廣應(yīng)用具有極大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值。


圖1本發(fā)明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意2高效固體吸附制冷機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖太陽能集熱系統(tǒng)1、太陽能熱水供應(yīng)系統(tǒng)2、太陽能地板采暖系統(tǒng)3、為太陽能空調(diào)系統(tǒng)4、太陽能強(qiáng)化自然通風(fēng)系統(tǒng)5、控制系統(tǒng)6、熱水循環(huán)泵7、分水缸8、集水缸9、太陽能集熱器陣列10、集熱循環(huán)泵11、蓄熱水箱12、生活熱水換熱器13、地板采暖盤管14、高效吸附制冷機(jī)15、空調(diào)末端風(fēng)機(jī)盤管16、冷卻塔17、冷卻水循環(huán)泵18、冷凍水循環(huán)泵19、冷凝器20、蒸發(fā)器21、吸附床22、翅片管式換熱器23、工控機(jī)24、參數(shù)采樣系統(tǒng)25、集熱系統(tǒng)溫差啟停控制系統(tǒng)26、變工況控制系統(tǒng)27、溫控閥28、太陽能集熱系統(tǒng)供回水溫度和流量采樣系統(tǒng)29、太陽能空調(diào)用熱水、冷卻水、冷凍水供回水溫度和流量采樣系統(tǒng)30、太陽能地板采暖用熱水供回水溫度和流量采樣系統(tǒng)31、太陽能強(qiáng)化自然通風(fēng)用熱水供回水溫度和流量采樣系統(tǒng)32、生活熱水換熱器進(jìn)出口溫度和流量采樣系統(tǒng)33、環(huán)境溫度、太陽輻射強(qiáng)度采樣系統(tǒng)34、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥35、變頻水泵36、溫度傳感器37。
具體實(shí)施例方式
如圖1、圖2所示，本發(fā)明包括太陽能集熱系統(tǒng)1、太陽能熱水供應(yīng)系統(tǒng)2、太陽能地板采暖系統(tǒng)3、太陽能空調(diào)系統(tǒng)4、太陽能強(qiáng)化自然通風(fēng)系統(tǒng)5、控制系統(tǒng)6、熱水循環(huán)泵7、分水缸8以及集水缸9。其連接方式為太陽能集熱系統(tǒng)1和太陽能熱水供應(yīng)系統(tǒng)2、太陽能地板采暖系統(tǒng)3、太陽能空調(diào)系統(tǒng)4、太陽能強(qiáng)化自然通風(fēng)系統(tǒng)5通過管道并聯(lián)在分水缸8以及集水缸9之間，其中熱水循環(huán)泵7為太陽能熱水供應(yīng)系統(tǒng)2、太陽能地板采暖系統(tǒng)3、太陽能空調(diào)系統(tǒng)4、太陽能強(qiáng)化自然通風(fēng)系統(tǒng)5的公用部件。
太陽能集熱系統(tǒng)1包括太陽能集熱器陣列10、集熱循環(huán)泵11以及蓄熱水箱12，三者通過管道連接，蓄熱水箱12通過管道和分水缸8、集水缸9連接在一起。
太陽能熱水供應(yīng)系統(tǒng)2設(shè)有生活熱水換熱器13，生活熱水換熱器13與熱水循環(huán)泵7之間通過管道連接在一起。
太陽能地板采暖系統(tǒng)3設(shè)有地板采暖盤管14，蓄熱水箱12與地板采暖盤管14通過熱水循環(huán)泵7以及管道連接在一起。太陽能地板采暖系統(tǒng)3還設(shè)有溫控閥28，根據(jù)室溫自動(dòng)調(diào)節(jié)地板采暖盤管14的流量，連接到控制系統(tǒng)6。
太陽能空調(diào)系統(tǒng)4包括高效吸附制冷機(jī)15、空調(diào)末端風(fēng)機(jī)盤管16、冷卻塔17、冷卻水循環(huán)泵18、冷凍水循環(huán)泵19。高效吸附制冷機(jī)15與空調(diào)末端風(fēng)機(jī)盤管16通過冷凍水循環(huán)泵19以及管道連接在一起，高效吸附制冷機(jī)15與冷卻塔17通過冷卻水循環(huán)泵18以及管道連接在一起，高效吸附制冷機(jī)15與蓄熱水箱12通過熱水循環(huán)泵7以及管道連接在一起。
太陽能強(qiáng)化自然通風(fēng)系統(tǒng)5設(shè)有翅片管式換熱器23。翅片管式換熱器23與蓄熱水箱12通過熱水循環(huán)泵7以及管道連接在一起。
高效吸附制冷機(jī)15由冷凝器20、蒸發(fā)器21、吸附床22組成。兩套吸附床22、冷凝器20和蒸發(fā)器21分別設(shè)置在兩個(gè)絕熱保溫腔體中，底部為熱管隔離蒸發(fā)器的工作腔。冷卻水通過管道在兩個(gè)冷凝器20中直通，而后可通過電動(dòng)閥的切換分別進(jìn)入兩個(gè)吸附床22；熱水可通過電動(dòng)閥切換分別進(jìn)入兩個(gè)吸附床22；冷凍水在熱管隔離蒸發(fā)器21中循環(huán)流動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)制冷。吸附式制冷機(jī)15采用兩床連續(xù)吸附式制冷循環(huán)，使用硅膠—水作為吸附工質(zhì)對。
控制系統(tǒng)6的核心部件是工控機(jī)24，包括參數(shù)采樣系統(tǒng)25、集熱系統(tǒng)溫差啟停控制系統(tǒng)26和太陽能熱水供應(yīng)、地板采暖、空調(diào)、強(qiáng)化自然通風(fēng)系統(tǒng)的變工況控制系統(tǒng)27，參數(shù)采樣系統(tǒng)25通過傳感器分別和集熱系統(tǒng)溫差啟?？刂葡到y(tǒng)26與變工況控制系統(tǒng)27連接在一起。
集熱系統(tǒng)溫差啟?？刂葡到y(tǒng)26通過判斷設(shè)置在太陽能集熱器陣列10出口的溫度傳感器37以及蓄熱水箱12下部的溫度傳感器37顯示值之差控制集熱循環(huán)泵11的啟停。
參數(shù)采樣系統(tǒng)25由太陽能集熱系統(tǒng)供回水溫度和流量采樣系統(tǒng)29、太陽能空調(diào)用熱水、冷卻水、冷凍水供回水溫度和流量采樣系統(tǒng)30、太陽能地板采暖用熱水供回水溫度和流量采樣系統(tǒng)31、太陽能強(qiáng)化自然通風(fēng)用熱水供回水溫度和流量采樣系統(tǒng)32、生活熱水換熱器進(jìn)出口溫度和流量采樣系統(tǒng)33以及環(huán)境溫度、太陽輻射強(qiáng)度采樣系統(tǒng)34組成。各采用系統(tǒng)將溫度、流量、太陽輻射強(qiáng)度等信號上傳到工控機(jī)24，工控機(jī)24通過程序控制執(zhí)行部件的運(yùn)行。
太陽能熱水供應(yīng)、地板采暖、空調(diào)、強(qiáng)化自然通風(fēng)系統(tǒng)的變工況控制系統(tǒng)27包括電動(dòng)調(diào)節(jié)閥35、變頻水泵36，其中，溫度傳感器37與電動(dòng)調(diào)節(jié)閥35連接，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥35與變頻水泵36連接。根據(jù)溫度傳感器37上傳到工控機(jī)24的溫度信號，通過程序判斷用戶冷熱負(fù)荷的變化，從而調(diào)節(jié)水泵流量以及閥門開度。
權(quán)利要求
1.一種基于固體吸附制冷機(jī)的太陽能復(fù)合能量系統(tǒng)，包括太陽能集熱系統(tǒng)(1)、太陽能熱水供應(yīng)系統(tǒng)(2)、太陽能空調(diào)系統(tǒng)(4)、控制系統(tǒng)(6)、熱水循環(huán)泵(7)、分水缸(8)以及集水缸(9)，其特征在于，還包括太陽能地板采暖系統(tǒng)(3)、太陽能強(qiáng)化自然通風(fēng)系統(tǒng)(5)，組成中的六個(gè)系統(tǒng)通過管道并聯(lián)在分水缸(8)以及集水缸(9)之間，太陽能地板采暖系統(tǒng)(3)設(shè)有地板采暖盤管(14)，太陽能集熱系統(tǒng)(1)與地板采暖盤管(14)通過熱水循環(huán)泵(7)以及管道連接；太陽能空調(diào)系統(tǒng)(4)包括高效吸附制冷機(jī)(15)、空調(diào)末端風(fēng)機(jī)盤管(16)、冷卻塔(17)、冷卻水循環(huán)泵(18)、冷凍水循環(huán)泵(19)，高效吸附制冷機(jī)(15)與空調(diào)末端風(fēng)機(jī)盤管(16)通過冷凍水循環(huán)泵(19)以及管道連接，高效吸附制冷機(jī)(15)與冷卻塔(17)通過冷卻水循環(huán)泵(18)以及管道連接，高效吸附制冷機(jī)(15)與太陽能集熱系統(tǒng)(1)通過熱水循環(huán)泵(7)以及管道連接；太陽能強(qiáng)化自然通風(fēng)系統(tǒng)(5)設(shè)有翅片管式換熱器(23)，翅片管式換熱器(23)與太陽能集熱系統(tǒng)(1)通過熱水循環(huán)泵(7)以及管道連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于固體吸附制冷機(jī)的太陽能復(fù)合能量系統(tǒng)，其特征是，太陽能集熱系統(tǒng)(1)包括太陽能集熱器陣列(10)、集熱循環(huán)泵(11)以及蓄熱水箱(12)，三者通過管道連接，蓄熱水箱(12)通過管道和分水缸(8)、集水缸(9)連接在一起。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于固體吸附制冷機(jī)的太陽能復(fù)合能量系統(tǒng)，其特征是，蓄熱水箱(12)與地板采暖盤管(14)、高效吸附制冷機(jī)(15)、翅片管式換熱器(23)均通過熱水循環(huán)泵(7)以及管道連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或者3所述的基于固體吸附制冷機(jī)的太陽能復(fù)合能量系統(tǒng)，其特征是，高效吸附制冷機(jī)(15)由冷凝器(20)、蒸發(fā)器(21)、吸附床(22)組成，兩套吸附床(22)、冷凝器(20)和蒸發(fā)器(21)分別設(shè)置在兩個(gè)絕熱保溫腔體中，底部為熱管隔離蒸發(fā)器的工作腔，高效吸附制冷機(jī)(4)采用硅膠-水作為吸附工質(zhì)對。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于固體吸附制冷機(jī)的太陽能復(fù)合能量系統(tǒng)，其特征是，太陽能熱水供應(yīng)系統(tǒng)(2)設(shè)有生活熱水換熱器(13)，生活熱水換熱器(13)與熱水循環(huán)泵(7)通過管道連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于固體吸附制冷機(jī)的太陽能復(fù)合能量系統(tǒng)，其特征是，太陽能地板采暖系統(tǒng)(3)還設(shè)有溫控閥(28)，根據(jù)室溫自動(dòng)調(diào)節(jié)地板采暖盤管(14)的流量，連接到控制系統(tǒng)(6)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于固體吸附制冷機(jī)的太陽能復(fù)合能量系統(tǒng)，其特征是，控制系統(tǒng)(6)的核心部件是工控機(jī)(24)，包括參數(shù)采樣系統(tǒng)(25)、集熱系統(tǒng)溫差啟?？刂葡到y(tǒng)(26)和太陽能熱水供應(yīng)、地板采暖、空調(diào)、強(qiáng)化自然通風(fēng)系統(tǒng)的變工況控制系統(tǒng)(27)，參數(shù)采樣系統(tǒng)(25)通過傳感器分別和集熱系統(tǒng)溫差啟?？刂葡到y(tǒng)(26)與變工況控制系統(tǒng)(27)連接在一起。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于固體吸附制冷機(jī)的太陽能復(fù)合能量系統(tǒng)，其特征是，集熱系統(tǒng)溫差啟停控制系統(tǒng)(26)通過判斷設(shè)置在太陽能集熱器陣列(10)出口的溫度傳感器(37)以及蓄熱水箱(12)下部的溫度傳感器(37)顯示值之差控制集熱循環(huán)泵(11)的啟停。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于固體吸附制冷機(jī)的太陽能復(fù)合能量系統(tǒng)，其特征是，參數(shù)采樣系統(tǒng)(25)由太陽能集熱系統(tǒng)供回水溫度和流量采樣系統(tǒng)(29)、太陽能空調(diào)用熱水、冷卻水、冷凍水供回水溫度和流量采樣系統(tǒng)(30)、太陽能地板采暖用熱水供回水溫度和流量采樣系統(tǒng)(31)、太陽能強(qiáng)化自然通風(fēng)用熱水供回水溫度和流量采樣系統(tǒng)(32)、生活熱水換熱器進(jìn)出口溫度和流量采樣系統(tǒng)(33)以及環(huán)境溫度、太陽輻射強(qiáng)度采樣系統(tǒng)(34)組成，各采用系統(tǒng)將溫度、流量、太陽輻射強(qiáng)度信號上傳到工控機(jī)(24)，工控機(jī)(24)通過程序控制執(zhí)行部件的運(yùn)行。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于固體吸附制冷機(jī)的太陽能復(fù)合能量系統(tǒng)，其特征是，太陽能熱水供應(yīng)、地板采暖、空調(diào)、強(qiáng)化自然通風(fēng)系統(tǒng)的變工況控制系統(tǒng)(27)包括電動(dòng)調(diào)節(jié)閥(35)、變頻水泵(36)，其中，溫度傳感器(37)與電動(dòng)調(diào)節(jié)閥(35)連接，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥(35)與變頻水泵(36)連接，根據(jù)溫度傳感器(37)上傳到工控機(jī)(24)的溫度信號，通過程序判斷用戶冷熱負(fù)荷的變化，從而調(diào)節(jié)水泵流量以及閥門開度。
全文摘要
一種節(jié)能領(lǐng)域的基于固體吸附制冷機(jī)的太陽能復(fù)合能量系統(tǒng)，包括太陽能集熱系統(tǒng)、太陽能熱水供應(yīng)系統(tǒng)、太陽能地板采暖系統(tǒng)、太陽能空調(diào)系統(tǒng)、太陽能強(qiáng)化自然通風(fēng)系統(tǒng)及控制系統(tǒng)。太陽能集熱系統(tǒng)和太陽能熱水供應(yīng)、地板采暖、空調(diào)、強(qiáng)化自然通風(fēng)系統(tǒng)以蓄熱水箱為中介通過管道連接起來，控制系統(tǒng)以工控機(jī)為核心部件，利用溫度傳感器的采集信號，實(shí)現(xiàn)對太陽能集熱系統(tǒng)以及太陽能熱水供應(yīng)、地板采暖、空調(diào)、強(qiáng)化自然通風(fēng)系統(tǒng)的控制。本發(fā)明集生活熱水供應(yīng)、地板采暖、空調(diào)、強(qiáng)化自然通風(fēng)四項(xiàng)功能于一體，提高太陽能熱利用系統(tǒng)的設(shè)備利用率，提高系統(tǒng)的太陽能利用率，可極大地促進(jìn)太陽能建筑一體化進(jìn)程，具有極大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值。
文檔編號F24J2/00GK1719158SQ20051002821
公開日2006年1月11日 申請日期2005年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月28日
發(fā)明者王如竹, 翟曉強(qiáng), 代彥軍, 吳靜怡, 許煜雄, 馬強(qiáng) 申請人:上海交通大學(xué)