專利名稱：太陽(yáng)能輔助二氧化碳熱泵聯(lián)合空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種太陽(yáng)能利用與空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域的系統(tǒng)，具體是一種太陽(yáng)能輔助
二氧化碳熱泵聯(lián)合空調(diào)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
全球性化石能源的緊缺以及溫室效應(yīng)的加劇給環(huán)境和社會(huì)發(fā)展帶來了諸多負(fù)面效應(yīng)，對(duì)高效節(jié)能技術(shù)的迫切需求推動(dòng)了太陽(yáng)能空調(diào)與空氣源熱泵應(yīng)用技術(shù)的快速發(fā)展。 其中，二氧化碳熱泵由于采用自然工質(zhì)，相對(duì)常規(guī)氟利昂工質(zhì)，在環(huán)保方面具有極大的優(yōu)勢(shì)，得到越來越多的重視。此外，步入21世紀(jì)，建筑能耗占全國(guó)能耗的比重越來越高，且其中大部分能耗來自空調(diào)與生活熱水部分，這對(duì)該領(lǐng)域相關(guān)系統(tǒng)研發(fā)提出了更高的要求。二氧化碳熱泵，由于其跨臨界循環(huán)的特性，在供暖和提供生活熱水方面具有超越常規(guī)氟利昂熱泵的性能。同時(shí)如上所述，其為自然工質(zhì)，對(duì)臭氧層的破壞和溫室效應(yīng)的積聚作用，幾乎可以忽略不計(jì)。由于以上兩點(diǎn)，二氧化碳熱泵熱水器近年來在歐美日地區(qū)得到了大力的發(fā)展，截止2010年在日本已累計(jì)銷售7百多萬(wàn)臺(tái)，被譽(yù)為“生態(tài)精靈(Eco-cute) ”。 相對(duì)供暖，二氧化碳熱泵循環(huán)在制冷方面性能不盡如人意，相關(guān)實(shí)驗(yàn)裝置或產(chǎn)品制冷性能較差，與常規(guī)氟利昂工質(zhì)產(chǎn)品相比，不具有競(jìng)爭(zhēng)力，故近年來“二氧化碳熱泵制冷性能的提高”成為高校、研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)的研究熱點(diǎn)。同時(shí)，近年來對(duì)可再生能源利用的呼聲越來越高，將可再生能源、特別是太陽(yáng)能應(yīng)用于熱泵空調(diào)系統(tǒng)中，將大大減少常規(guī)熱泵空調(diào)對(duì)電能的依賴。因此，研制一種不僅滿足建筑供暖和熱水需求，還可滿足制冷需求，達(dá)到較高性能， 同時(shí)可以利用太陽(yáng)能的二氧化碳熱泵產(chǎn)品，即滿足建筑全年制冷、供暖和生活熱水需求的、 利用太陽(yáng)能的、高效的二氧化碳熱泵空調(diào)系統(tǒng)，成為該領(lǐng)域節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品研發(fā)的一個(gè)目標(biāo)。經(jīng)過對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專利公開號(hào)為CN1453516A，發(fā)明名稱為 “太陽(yáng)能熱泵空調(diào)系統(tǒng)和太陽(yáng)能+空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)”的專利提出了一種將太陽(yáng)能與空氣源熱泵系統(tǒng)結(jié)合的設(shè)備，該發(fā)明中太陽(yáng)能收集熱能，作為熱泵供暖模式下的低溫?zé)嵩矗⒉惠o助制冷，制冷主要仍由空氣源熱泵提供，冷凝回收熱用于生活熱水。相對(duì)于該專利中的常規(guī)空氣源熱泵循環(huán)，二氧化碳熱泵循環(huán)工作在更高的跨臨界區(qū)域，其壓力和溫度的工作區(qū)間均有所不同，故在具體設(shè)備的耐壓等方面有特殊要求。而該專利并沒有針對(duì)二氧化碳工質(zhì)進(jìn)行更有針對(duì)性的設(shè)計(jì)。中國(guó)專利授權(quán)公告號(hào)為CN25^115Y，實(shí)用新型名稱為“太陽(yáng)能熱泵冷暖空調(diào)器” 的專利采用空氣源熱泵作為制冷的主要手段，沒有把太陽(yáng)能的熱量轉(zhuǎn)化為冷量，輔助空氣源熱泵制冷。此外，也沒有描述針對(duì)二氧化碳特殊工質(zhì)的跨臨界特性，對(duì)換熱器與壓縮機(jī)進(jìn)行何種具體改良。中國(guó)專利公開號(hào)為CN1888726A，發(fā)明名稱為“太陽(yáng)能熱泵及使用該熱泵的冬夏兩用空調(diào)系統(tǒng)”的專利使用冷凝器作為重要部件，事實(shí)上，如果應(yīng)用二氧化碳作為工質(zhì)，由于其工作在跨臨界區(qū)域，需應(yīng)用氣體冷卻器替代常規(guī)工質(zhì)熱泵系統(tǒng)中應(yīng)用的冷凝器。中國(guó)專利授權(quán)公告號(hào)為CN100470170C，發(fā)明名稱為“太陽(yáng)能輔助空氣源跨臨界二氧化碳熱泵綜合空調(diào)系統(tǒng)”的專利考慮了二氧化碳工質(zhì)特性，有較強(qiáng)的針對(duì)性，但其太陽(yáng)能集熱器收集熱量并不直接轉(zhuǎn)化為冷量補(bǔ)充二氧化碳熱泵制冷，而只是在供暖和熱水模式下，輔助熱泵產(chǎn)生熱量，或者獨(dú)立提供熱量。因此，制冷仍然是由二氧化碳熱泵獨(dú)立承擔(dān)。如前所述，二氧化碳熱泵制冷性能較差，供暖和制熱水能力較強(qiáng)，太陽(yáng)能的引入并沒有將其優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)進(jìn)行平衡、彌補(bǔ)二氧化碳熱泵循環(huán)原有在制冷上的不足。專利公開號(hào)為W02006124776 (A2)，發(fā)明名稱為HYBRID VAPOR COMPRESSION-ABSORPTION CYCLE,中文譯名為混合壓縮-吸收循環(huán)，該發(fā)明首先在循環(huán)構(gòu)型上與常規(guī)吸收式熱泵循環(huán) (ABSC, ABSorption Cycle)和氣體壓縮式循環(huán)(VCC，Vapor Compression Cycle)不同，習(xí)慣上稱為復(fù)合循環(huán)(VCCSC, Vapor Compression Cycles with Solution Circuits)。該種循環(huán)無論對(duì)壓縮機(jī)設(shè)計(jì)和循環(huán)工質(zhì)都提出了新的要求，通常為復(fù)合兩元或三元工質(zhì)， 二氧化碳自然工質(zhì)并不在該循環(huán)適應(yīng)工質(zhì)范圍內(nèi)，目前也沒有相關(guān)專利或報(bào)道VCCSC循環(huán)使用太陽(yáng)能作為輔助制冷的熱源。類似的國(guó)際專利的專利文獻(xiàn)號(hào)為US4031712(A)，名禾爾為 Combined absorption and vapor-compression refrigeration system(中文譯名聯(lián)合吸收壓縮式制冷系統(tǒng))和專利文獻(xiàn)號(hào)為US7765823(B2)，名稱為Hybrid vapor compression-absorption cycle (中文譯名復(fù)合壓縮吸收式循環(huán))。NIPP0NDENS0公司申請(qǐng)的三個(gè)專利，專利文獻(xiàn)號(hào)分別為JP1122:3414-A(Solar heat utilization type combined cycle refrigeration system for air conditioning of residential and factory buildings-desorbs refrigerant from absorbent by solar heat inabsorption refrigerating cycle which cools refrigerant discharged from compressor of vapor compression refrigerating cycle，中文譯名適合家庭禾口廠房空調(diào)的、聯(lián)合制冷循環(huán)的太陽(yáng)能熱利用系統(tǒng)-吸收制冷循環(huán)中使用太陽(yáng)能解吸制冷劑， 產(chǎn)生的冷量用來冷卻壓縮制冷循環(huán)中的壓縮機(jī)排出制冷劑)、JP11223415-A(Solar heat utilization type combined cycle refrigeration system for air conditioning of residential and factory buildings-uses vapor compression refrigerating cycle to cool condenser of absorption refrigerating cycle which uses solar heat for desorption of refrigerant from absorber，中文譯名適合家庭和廠房空調(diào)的、聯(lián)合制冷循環(huán)的太陽(yáng)能熱利用系統(tǒng)-壓縮制冷循環(huán)的冷量用來冷卻吸收制冷循環(huán)中的冷凝器， 吸收制冷循環(huán)中太陽(yáng)能用來解吸制冷劑)、JP1122:3416-A(Solar heat utilization type combined cycle refrigeration system for air conditioning of residential and factory buildings-uses evaporator of vapor compression refrigerating cycle to recool air cooled with absorption refrigerating cycle，中文譯名適合家庭禾口廠房空調(diào)的、聯(lián)合制冷循環(huán)的太陽(yáng)能熱利用系統(tǒng)-壓縮制冷循環(huán)的冷量用來再冷卻、輔助吸收制冷循環(huán)中的空冷)，這三個(gè)發(fā)明專利的共同點(diǎn)是設(shè)計(jì)了一種制冷系統(tǒng)，該系統(tǒng)應(yīng)用太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)吸收式制冷機(jī)組，產(chǎn)生冷量與壓縮式制冷配合工作，區(qū)別在于補(bǔ)充冷量使用的位置不同，其中專利文獻(xiàn)號(hào)為JP11223414-A將太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)吸收式制冷機(jī)產(chǎn)生的這部分冷量應(yīng)用于壓縮式制冷循環(huán)的冷凝器后、節(jié)流閥前。但該專利發(fā)明相對(duì)于前文所述的預(yù)期產(chǎn)品—— 應(yīng)用太陽(yáng)能輔助二氧化碳熱泵的聯(lián)合空調(diào)系統(tǒng)仍有幾項(xiàng)不足第一，用途單一，僅為制冷系統(tǒng)，并未考慮全年時(shí)間段內(nèi)對(duì)建筑綜合需求的滿足；第二，壓縮式制冷部分并未考慮針對(duì)二氧化碳特性的相關(guān)諸多改造，比如冷凝器部分并未表示改造為氣體冷卻器等；第三，吸收式制冷裝置與壓縮式制冷裝置為單獨(dú)兩臺(tái)裝置，雖然通過管路連接，但其發(fā)明專利描述或圖示并未考慮在實(shí)際產(chǎn)品中合并為一體。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種太陽(yáng)能輔助二氧化碳熱泵聯(lián)合空調(diào)系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)建筑全年制冷、供暖和生活熱水綜合需求，能夠使系統(tǒng)整體的制冷和供暖能力得到平衡，整機(jī)性能較為完善，具有更高的性能指標(biāo)，工質(zhì)綠色環(huán)保，利用可再生能源，降低了系統(tǒng)整體對(duì)一次能源的依賴性。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括集熱系統(tǒng)、蓄熱系統(tǒng)、生活熱水供應(yīng)系統(tǒng)、熱泵空調(diào)系統(tǒng)和空調(diào)室內(nèi)末端系統(tǒng)，其中集熱系統(tǒng)依次與蓄熱系統(tǒng)和生活熱水供應(yīng)系統(tǒng)串聯(lián)，蓄熱系統(tǒng)依次與熱泵空調(diào)系統(tǒng)和空調(diào)室內(nèi)末端系統(tǒng)串聯(lián)。所述的熱泵空調(diào)系統(tǒng)包括太陽(yáng)能制冷閥、熱泵控制組件、太陽(yáng)能水泵、熱泵獨(dú)立工作水泵和聯(lián)合工作主機(jī)，所述的聯(lián)合工作主機(jī)由串聯(lián)連接的吸收式制冷機(jī)和集水器組成，其中太陽(yáng)能制冷閥的一端與蓄熱系統(tǒng)和熱泵控制組件連接，太陽(yáng)能制冷閥的另一端與吸收式制冷機(jī)的一端連接，吸收式制冷機(jī)的另一端與太陽(yáng)能水泵的一端和熱泵控制組件連接，太陽(yáng)能水泵的另一端與蓄熱系統(tǒng)連接，熱泵獨(dú)立工作水泵的一端與集水器連接，熱泵獨(dú)立工作水泵的另一端與熱泵控制組件連接，熱泵控制組件分別與蓄熱系統(tǒng)和空調(diào)室內(nèi)末端系統(tǒng)連接。所述的集水器的輸入端設(shè)有二氧化碳熱泵，該二氧化碳熱泵采用二氧化碳作為工質(zhì)，該熱泵的工作壓力范圍為3MPa至15MPa，工作溫度范圍為_20°C至95°C，二氧化碳熱泵內(nèi)部所采用的設(shè)備原件能夠滿足跨臨界工質(zhì)特性。所述的熱泵控制組件包括兩個(gè)三通閥和四個(gè)閥門，其中第一三通閥的蓄熱端與蓄熱系統(tǒng)連接，第一三通閥的主機(jī)端與太陽(yáng)能制冷閥連接，第一三通閥的控制端與第一閥門的一端連接，第一閥門的另一端與空調(diào)室內(nèi)末端系統(tǒng)和第二閥門的一端連接，第二閥門的另一端與集水器連接，第二三通閥的蓄熱端與太陽(yáng)能水泵連接，第二三通閥的主機(jī)端與吸收式制冷機(jī)連接，第二三通閥的控制端與第四閥門的一端連接，第四閥門的另一端與空調(diào)室內(nèi)末端系統(tǒng)和第三閥門的一端連接，第三閥門的另一端與熱泵獨(dú)立工作水泵連接。所述的集熱系統(tǒng)包括太陽(yáng)能采集循環(huán)裝置和熱交換裝置，其中太陽(yáng)能采集循環(huán)裝置與熱交換裝置連接，熱交換裝置與蓄熱系統(tǒng)連接。所述的蓄熱系統(tǒng)包括帶有熱交換管的保溫循環(huán)水箱、感溫控制器和電加熱器，其中感溫控制器和電加熱器均與保溫循環(huán)水箱連接，保溫循環(huán)水箱分別與集熱系統(tǒng)和熱泵空調(diào)系統(tǒng)連接，保溫循環(huán)水箱的熱交換管與生活熱水供應(yīng)系統(tǒng)連接。所述的生活熱水供應(yīng)系統(tǒng)包括混水閥、兩個(gè)供水閥門和熱水水泵，其中混水閥的控制端依次與第一供水閥門和熱水水泵串聯(lián)，熱水水泵依次與第二供水閥門、蓄熱系統(tǒng)和混水閥的水箱端串聯(lián)。所述的吸收式制冷機(jī)的工質(zhì)采用溴化鋰溶液。本發(fā)明有五種工作模式，包括制冷模式，制冷兼供熱水模式，供暖模式，供暖兼供熱水模式和熱水模式。同時(shí)，依據(jù)太陽(yáng)輻照度不同，供暖有太陽(yáng)能直接供暖和熱泵供暖兩種運(yùn)行形式，制冷有太陽(yáng)能吸收式單獨(dú)制冷、二氧化碳熱泵單獨(dú)制冷和太陽(yáng)能吸收式制冷與二氧化碳熱泵聯(lián)合制冷三種運(yùn)行形式，熱水有太陽(yáng)能供熱和電加熱輔助兩種運(yùn)行形式。綜上所述，對(duì)不同系統(tǒng)運(yùn)行模式切換進(jìn)行描述。制冷模式下，當(dāng)感溫控制器所測(cè)得溫度高于85°C時(shí)，使用太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)吸收式制冷機(jī)制冷；當(dāng)感溫控制器所測(cè)得溫度低于85°C 時(shí)，使用二氧化碳熱泵制冷。供暖模式下，當(dāng)感溫控制器所測(cè)得溫度高于45°C時(shí)，使用太陽(yáng)能蓄存熱水直接供暖；當(dāng)感溫控制器所測(cè)得溫度低于45°C時(shí)，使用二氧化碳熱泵供暖。熱水模式、制冷兼供熱水模式和供暖兼供熱水模式下，當(dāng)感溫控制器所測(cè)得溫度低于時(shí)， 均開啟電加熱器對(duì)保溫水箱內(nèi)的熱水進(jìn)行輔助加熱。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)建筑全年制冷、供暖和生活熱水綜合需求；在夏季制冷模式下，通過吸收式制冷機(jī)輔助二氧化碳熱泵，彌補(bǔ)了其制冷能力較差的劣勢(shì)，使系統(tǒng)整體的制冷和供暖能力得到平衡，整機(jī)性能較為完善，具有更高的性能指標(biāo)；使用二氧化碳作為主要工質(zhì)，代替常規(guī)氟利昂，綠色環(huán)保；應(yīng)用太陽(yáng)能降低了系統(tǒng)整體對(duì)一次能源的依賴性。


圖1和圖2為實(shí)施例1系統(tǒng)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。實(shí)施例1如圖1所示，本實(shí)施例包括集熱系統(tǒng)1、蓄熱系統(tǒng)2、生活熱水供應(yīng)系統(tǒng)3、熱泵空調(diào)系統(tǒng)4和空調(diào)室內(nèi)末端系統(tǒng)5，其中集熱系統(tǒng)1依次與蓄熱系統(tǒng)2和生活熱水供應(yīng)系統(tǒng) 3串聯(lián)，蓄熱系統(tǒng)2依次與熱泵空調(diào)系統(tǒng)4和空調(diào)室內(nèi)末端系統(tǒng)5串聯(lián)。如圖1和2所示，所述的熱泵空調(diào)系統(tǒng)4包括太陽(yáng)能制冷閥6、熱泵控制組件7、 太陽(yáng)能水泵8、熱泵獨(dú)立工作水泵9和聯(lián)合工作主機(jī)10，所述的聯(lián)合工作主機(jī)10由串聯(lián)連接的吸收式制冷機(jī)11和集水器12組成，其中太陽(yáng)能制冷閥6的一端與蓄熱系統(tǒng)2和熱泵控制組件7連接，太陽(yáng)能制冷閥6的另一端與吸收式制冷機(jī)11的一端連接，吸收式制冷機(jī) 11的另一端與太陽(yáng)能水泵8的一端和熱泵控制組件7連接，太陽(yáng)能水泵8的另一端與蓄熱系統(tǒng)2連接，熱泵獨(dú)立工作水泵9的一端與集水器12連接，熱泵獨(dú)立工作水泵9的另一端與熱泵控制組件7連接，熱泵控制組件7分別與蓄熱系統(tǒng)2和空調(diào)室內(nèi)末端系統(tǒng)5連接。所述的集水器12的輸入端設(shè)有二氧化碳熱泵13。所述的熱泵控制組件7包括第一三通閥14、第二三通閥15、第一閥門16、第二閥門17、第三閥門18和第四閥門19，其中第一三通閥14的蓄熱端與蓄熱系統(tǒng)2連接，第一三通閥14的主機(jī)端與太陽(yáng)能制冷閥6連接，第一三通閥14的控制端與第一閥門16的一端連接，第一閥門16的另一端與空調(diào)室內(nèi)末端系統(tǒng)5和第二閥門17的一端連接，第二閥門 17的另一端與集水器12連接，第二三通閥15的蓄熱端與太陽(yáng)能水泵8連接，第二三通閥 15的主機(jī)端與吸收式制冷機(jī)11連接，第二三通閥15的控制端與第四閥門19的一端連接， 第四閥門19的另一端與空調(diào)室內(nèi)末端系統(tǒng)5和第三閥門18的一端連接，第三閥門18的另一端與熱泵獨(dú)立工作水泵9連接。
所述的集熱系統(tǒng)1包括太陽(yáng)能采集循環(huán)裝置20、第五閥門21、第一循環(huán)泵22和熱交換裝置23，其中太陽(yáng)能采集循環(huán)裝置20依次與第五閥門21、熱交換裝置23和第一循環(huán)泵22串聯(lián)，熱交換裝置23與蓄熱系統(tǒng)2連接。所述的蓄熱系統(tǒng)2包括帶有熱交換管的保溫循環(huán)水箱M、第六閥門25、第二循環(huán)泵沈、感溫控制器27和電加熱器觀，其中感溫控制器27和電加熱器28均與保溫循環(huán)水箱M連接，感溫控制器27與電加熱器觀連接，保溫循環(huán)水箱M分別與第六閥門25的一端和第二循環(huán)泵26的一端連接，第六閥門25的另一端和第二循環(huán)泵沈的另一端均與熱交換器連接，保溫循環(huán)水箱M分別與太陽(yáng)能水泵8和第一三通閥14的蓄熱端連接，保溫循環(huán)水箱M的熱交換管與生活熱水供應(yīng)系統(tǒng)3連接。所述的生活熱水供應(yīng)系統(tǒng)3包括混水閥四、第一供水閥門30、熱水水泵31和第二供水閥門32，其中混水閥四的控制端依次與第一供水閥門30和熱水水泵31串聯(lián)，熱水水泵31依次與第二供水閥門32、蓄熱系統(tǒng)2和混水閥四的水箱端串聯(lián)。所述的二氧化碳熱泵13采用二氧化碳作為工質(zhì)，該熱泵的工作壓力范圍為3MPa 至15MPa，工作溫度范圍為-20°C至95°C，二氧化碳熱泵13內(nèi)部所采用的設(shè)備原件能夠滿足跨臨界工質(zhì)特性。所述的吸收式制冷機(jī)11的工質(zhì)采用溴化鋰溶液。本裝置有五種工作模式，包括制冷模式、制冷兼供熱水模式、供暖模式、供暖兼供熱水模式和熱水模式。同時(shí)，依據(jù)太陽(yáng)輻照度不同，供暖有太陽(yáng)能直接供暖和熱泵供暖兩種運(yùn)行形式，制冷有太陽(yáng)能吸收式單獨(dú)制冷、二氧化碳熱泵13單獨(dú)制冷和太陽(yáng)能吸收式制冷與二氧化碳熱泵13聯(lián)合制冷三種運(yùn)行形式，熱水有太陽(yáng)能供熱和電加熱輔助兩種運(yùn)行形式。所述的太陽(yáng)能采集循環(huán)裝置20可布置在屋頂、陽(yáng)臺(tái)等建筑外立面，實(shí)現(xiàn)建筑太陽(yáng)能裝置一體化。所述的太陽(yáng)能采集循環(huán)裝置20收集太陽(yáng)能輻射熱能，傳遞給工質(zhì)水，水通過第一循環(huán)泵22，在環(huán)路內(nèi)循環(huán)，持續(xù)將熱量傳遞給熱交換裝置23。所述的熱交換裝置23將熱量傳遞給工質(zhì)水，通過第二循環(huán)泵沈，在環(huán)路內(nèi)循環(huán)， 持續(xù)將熱量?jī)?chǔ)存在感溫保溫水箱。所述的保溫循環(huán)水箱M，將儲(chǔ)存的熱量傳遞給熱交換管內(nèi)的工質(zhì)水。該工質(zhì)水來自市政管網(wǎng)，其通過熱水水泵31，分為兩個(gè)支路，一路通過第二供水閥門32，經(jīng)過保溫循環(huán)水箱M的熱交換管，升溫變?yōu)闊崴硪宦吠ㄟ^第一供水閥門30，保持低水溫，兩路不同溫度的水，通過混水閥四進(jìn)行混合，供給生活熱水。當(dāng)感溫控制器27測(cè)得水溫低于55°C，則開啟電加熱器觀，補(bǔ)充熱量進(jìn)入保溫水箱。熱水模式下，系統(tǒng)內(nèi)除上述設(shè)備外，其余設(shè)備均不開啟，沒有制冷或供暖輸出，只提供生活熱水。制冷模式下，所述的水熱水水泵31、第一供水閥門30、第二供水閥門32和混水閥 29關(guān)閉，不提供生活熱水。保溫循環(huán)水箱M通過太陽(yáng)能水泵8，將儲(chǔ)存的熱水供給至聯(lián)合工作主機(jī)10內(nèi)部的溴化鋰吸收式制冷機(jī)11，產(chǎn)生冷量，此時(shí)第一三通閥14使水流向太陽(yáng)能制冷閥6，太陽(yáng)能制冷閥6開啟，第一閥門16關(guān)閉，第二三通閥15使水流向太陽(yáng)能水泵8。 所述的溴化鋰吸收式制冷機(jī)11，將產(chǎn)生的冷量傳遞至集水器12。所述的集水器12還與二
7氧化碳熱泵13相連接，當(dāng)冷量不足時(shí)，開啟二氧化碳熱泵13，輔助制冷。制冷模式下，所述的水熱水水泵31、第一供水閥門30、第二供水閥門32和混水閥 29關(guān)閉，不提供生活熱水。當(dāng)感溫控制器27測(cè)得水溫低于85°C，則溴化鋰吸收式制冷機(jī)11 不啟動(dòng)，太陽(yáng)能水泵8不啟動(dòng)，太陽(yáng)能制冷閥6、第一閥門16和第四閥門19關(guān)閉，第二閥門 17和第三閥門18開啟，熱泵獨(dú)立工作水泵9開啟，二氧化碳熱泵13單獨(dú)制冷。制冷模式兼供熱水模式，在如上所述的制冷模式基礎(chǔ)上，所述的水熱水水泵31、第一供水閥門30、第二供水閥門32和混水閥四開啟，提供生活熱水。供暖模式下，所述的水熱水水泵31、第一供水閥門30、第二供水閥門32和混水閥四關(guān)閉，不提供生活熱水。所述的保溫循環(huán)水箱M內(nèi)的熱水，通過第一三通閥14和第一閥門16至空調(diào)室內(nèi)末端系統(tǒng)5，再通過第四閥門19、第二三通閥15和太陽(yáng)能水泵8，回到保溫循環(huán)水箱M，完成太陽(yáng)能熱水獨(dú)立供暖，二氧化碳熱泵13不開啟，此時(shí)，太陽(yáng)能制冷閥6、第二閥門17和第三閥門18關(guān)閉。供暖模式下，所述的水熱水水泵31、第一供水閥門30、第二供水閥門32和混水閥四關(guān)閉，不提供生活熱水。當(dāng)感溫控制器27內(nèi)水溫低于45°C，不再采用太陽(yáng)能熱水獨(dú)立供暖，而使用二氧化碳熱泵13供暖，此時(shí)，太陽(yáng)能制冷閥6、第一閥門16、第四閥門19和太陽(yáng)能水泵8關(guān)閉，二氧化碳熱泵13開啟，熱泵獨(dú)立工作水泵9開啟。所述的二氧化碳熱泵13 供應(yīng)熱水，通過熱泵獨(dú)立工作水泵9、集水器12和第二閥門17至空調(diào)室內(nèi)末端系統(tǒng)5，供給熱量至室內(nèi)，其后通過第三閥門18回到熱泵獨(dú)立工作水泵9。供暖模式兼供熱水模式，在如上所述的供暖模式基礎(chǔ)上，所述的水熱水水泵31、第一供水閥門30、第二供水閥門32和混水閥四開啟，提供生活熱水。所述的集水器12，與熱泵獨(dú)立工作水泵9相連接，通過熱泵獨(dú)立工作水泵9使環(huán)路內(nèi)工質(zhì)水維持循環(huán)，工質(zhì)水離開集水器12后，通過第二閥門17，到達(dá)空調(diào)室內(nèi)末端系統(tǒng)5，向室內(nèi)輸送冷量或熱量，其后通過第三閥門18回到熱泵獨(dú)立工作水泵9。綜上所述，對(duì)不同系統(tǒng)運(yùn)行模式切換進(jìn)行描述。制冷模式下，當(dāng)感溫控制器27所測(cè)得溫度高于85°C時(shí)，使用太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)吸收式制冷機(jī)11制冷；當(dāng)感溫控制器27所測(cè)得溫度低于85°C時(shí)，使用二氧化碳熱泵13制冷。供暖模式下，當(dāng)感溫控制器27所測(cè)得溫度高于45°C時(shí)，使用太陽(yáng)能蓄存熱水直接供暖；當(dāng)感溫控制器27所測(cè)得溫度低于45°C時(shí)，使用二氧化碳熱泵13供暖。熱水模式、制冷兼供熱水模式和供暖兼供熱水模式下，當(dāng)感溫控制器27所測(cè)得溫度低于55°C時(shí)，均開啟電加熱器28對(duì)保溫水箱內(nèi)的熱水進(jìn)行輔助加熱。
權(quán)利要求
1.一種太陽(yáng)能輔助二氧化碳熱泵聯(lián)合空調(diào)系統(tǒng)，包括集熱系統(tǒng)、蓄熱系統(tǒng)、生活熱水供應(yīng)系統(tǒng)、熱泵空調(diào)系統(tǒng)和空調(diào)室內(nèi)末端系統(tǒng)，集熱系統(tǒng)依次與蓄熱系統(tǒng)和生活熱水供應(yīng)系統(tǒng)串聯(lián)，蓄熱系統(tǒng)依次與熱泵空調(diào)系統(tǒng)和空調(diào)室內(nèi)末端系統(tǒng)串聯(lián)，其特征在于所述的熱泵空調(diào)系統(tǒng)包括太陽(yáng)能制冷閥、熱泵控制組件、太陽(yáng)能水泵、熱泵獨(dú)立工作水泵和聯(lián)合工作主機(jī)，聯(lián)合工作主機(jī)由串聯(lián)連接的吸收式制冷機(jī)和集水器組成，其中太陽(yáng)能制冷閥的一端與蓄熱系統(tǒng)和熱泵控制組件連接，太陽(yáng)能制冷閥的另一端與吸收式制冷機(jī)的一端連接，吸收式制冷機(jī)的另一端與太陽(yáng)能水泵的一端和熱泵控制組件連接，太陽(yáng)能水泵的另一端與蓄熱系統(tǒng)連接，熱泵獨(dú)立工作水泵的一端與集水器連接，熱泵獨(dú)立工作水泵的另一端與熱泵控制組件連接，熱泵控制組件分別與蓄熱系統(tǒng)和空調(diào)室內(nèi)末端系統(tǒng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能輔助二氧化碳熱泵聯(lián)合空調(diào)系統(tǒng)，其特征是，所述的集水器的輸入端設(shè)有二氧化碳熱泵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能輔助二氧化碳熱泵聯(lián)合空調(diào)系統(tǒng)，其特征是，所述的熱泵控制組件包括兩個(gè)三通閥和四個(gè)閥門，其中第一三通閥的蓄熱端與蓄熱系統(tǒng)連接， 第一三通閥的主機(jī)端與太陽(yáng)能制冷閥連接，第一三通閥的控制端與第一閥門的一端連接， 第一閥門的另一端與空調(diào)室內(nèi)末端系統(tǒng)和第二閥門的一端連接，第二閥門的另一端與集水器連接，第二三通閥的蓄熱端與太陽(yáng)能水泵連接，第二三通閥的主機(jī)端與吸收式制冷機(jī)連接，第二三通閥的控制端與第四閥門的一端連接，第四閥門的另一端與空調(diào)室內(nèi)末端系統(tǒng)和第三閥門的一端連接，第三閥門的另一端與熱泵獨(dú)立工作水泵連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能輔助二氧化碳熱泵聯(lián)合空調(diào)系統(tǒng)，其特征是，所述的集熱系統(tǒng)包括太陽(yáng)能采集循環(huán)裝置和熱交換裝置，其中太陽(yáng)能采集循環(huán)裝置與熱交換裝置連接，熱交換裝置與蓄熱系統(tǒng)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能輔助二氧化碳熱泵聯(lián)合空調(diào)系統(tǒng)，其特征是，所述的蓄熱系統(tǒng)包括帶有熱交換管的保溫循環(huán)水箱、感溫控制器和電加熱器，其中感溫控制器和電加熱器均與保溫循環(huán)水箱連接，保溫循環(huán)水箱分別與集熱系統(tǒng)和熱泵空調(diào)系統(tǒng)連接， 保溫循環(huán)水箱的熱交換管與生活熱水供應(yīng)系統(tǒng)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能輔助二氧化碳熱泵聯(lián)合空調(diào)系統(tǒng)，其特征是，所述的生活熱水供應(yīng)系統(tǒng)包括混水閥、兩個(gè)供水閥門和熱水水泵，其中混水閥的控制端依次與第一供水閥門和熱水水泵串聯(lián)，熱水水泵依次與第二供水閥門、蓄熱系統(tǒng)和混水閥的水箱端串聯(lián)。
全文摘要
一種太陽(yáng)能利用與空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域的太陽(yáng)能輔助二氧化碳熱泵聯(lián)合空調(diào)系統(tǒng)，包括集熱系統(tǒng)、蓄熱系統(tǒng)、生活熱水供應(yīng)系統(tǒng)、熱泵空調(diào)系統(tǒng)和空調(diào)室內(nèi)末端系統(tǒng)，集熱系統(tǒng)依次與蓄熱系統(tǒng)和生活熱水供應(yīng)系統(tǒng)串聯(lián)，蓄熱系統(tǒng)依次與熱泵空調(diào)系統(tǒng)和空調(diào)室內(nèi)末端系統(tǒng)串聯(lián)。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)建筑全年制冷、供暖和生活熱水綜合需求，能夠使系統(tǒng)整體的制冷和供暖能力得到平衡，整機(jī)性能較為完善，具有更高的性能指標(biāo)，工質(zhì)綠色環(huán)保，利用可再生能源，降低了系統(tǒng)整體對(duì)一次能源的依賴性。
文檔編號(hào)F25B27/00GK102168871SQ201110072189
公開日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2011年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月24日
發(fā)明者代彥軍, 周敬雯, 王如竹, 鄧帥 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)