太陽能空氣源低凝固點(diǎn)蓄能溶液塔三熱源無霜熱泵系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于熱栗設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種利用太陽能、空氣源、低凝固點(diǎn)蓄能溶液塔三種熱源的無霜熱栗系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]如今，我國城鎮(zhèn)的建筑面積以達(dá)到約有88億m2，總的采暖能耗約1.53億噸標(biāo)煤/年，約占我國城鎮(zhèn)建筑運(yùn)行能耗總量的40%，因此降低冬季采暖季節(jié)能源消耗是降低我國總體能耗的一條可行道路。
[0003]空氣源熱栗是一種將低位熱源的熱能轉(zhuǎn)移到高位熱源的裝置，它以空氣作為熱源從自然界的空氣獲取低品位熱能，經(jīng)過電力做功，將其轉(zhuǎn)化為可被利用的高品位熱能再向人們提供，具有以其高效、節(jié)能、環(huán)保的特點(diǎn)。其結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，相較傳統(tǒng)供暖方式，使用成本只有電熱供暖方式的1/4，而和傳統(tǒng)的燃?xì)夤┡啾龋挥煤挠萌魏蔚拿簹馊剂?，使用成本只是其?/3。同樣太陽能供暖方式，作為一種利用可再生能源的新型供暖方式，其通過太陽能集熱管中工質(zhì)水的升溫相變收集太陽光中熱能，整個(gè)過程不消耗化石燃料，不排放有害氣體。將空氣源熱栗系統(tǒng)和太陽能供暖系統(tǒng)用以替代我國傳統(tǒng)供暖方式可以提高能源利用率，降低能耗，有效改善我國冬季供暖能耗過大問題。
[0004]然而空氣源熱栗系統(tǒng)和太陽能集熱供暖系統(tǒng)在具有以上優(yōu)勢的同時(shí)也各自具有其局限性。太陽能集熱供暖系統(tǒng)受天氣因素影響較大，只能在白天集熱，供暖的時(shí)間有限和穩(wěn)定系較差，當(dāng)遇到連續(xù)陰雨天氣時(shí)無法使用；而空氣源熱栗在寒冷的北方地區(qū)和高濕寒冷的南方冬季制熱運(yùn)行時(shí)室外翅片管換熱器上會(huì)結(jié)霜。霜層會(huì)增加濕空氣和翅片表面之間的導(dǎo)熱熱阻，并且加大了空氣流過翅片管蒸發(fā)器的阻力，降低了空氣流量；隨著霜層的增厚，熱栗系統(tǒng)制熱性能將逐漸降低，嚴(yán)重時(shí)造成熱栗系統(tǒng)無法工作。結(jié)霜問題是影響熱栗機(jī)組冬季正常制熱的主要因素，一定程度上限制了空氣源熱栗系統(tǒng)的普及應(yīng)用。
[0005]為解決空氣源熱栗系統(tǒng)結(jié)霜問題，提高熱栗系統(tǒng)的季節(jié)和地域適應(yīng)性，能源塔熱栗技術(shù)由此產(chǎn)生。能源塔熱栗技術(shù)一是通過能源塔的熱交換和熱栗機(jī)組作用，實(shí)現(xiàn)供暖、制冷以及提供熱水的技術(shù)。冬天它可以利用低于冰點(diǎn)載體介質(zhì)，高效提取冰點(diǎn)以下的濕球水熱能，實(shí)現(xiàn)冰點(diǎn)以下低溫?zé)崮芟蚋邷匚晦D(zhuǎn)移。能源塔熱栗空調(diào)系統(tǒng)適用于冬季氣候、氣象條件陰雨連綿，空氣濕度大，潮濕陰冷地區(qū)。相較傳統(tǒng)空氣源熱栗系統(tǒng)，能源塔在潮濕陰冷空氣濕度大條件制熱運(yùn)行不會(huì)產(chǎn)生結(jié)霜問題，因而可穩(wěn)定高效提取冰點(diǎn)以下的濕球水體顯熱能。能源塔按照供熱負(fù)荷能力設(shè)計(jì)其換熱面積，其冬季使月波動(dòng)很小的濕球溫度顯熱能作為熱源，換熱性能穩(wěn)定，整個(gè)冬季機(jī)組的性能系數(shù)C0P可達(dá)到3.0?3.5。
[0006]基于太陽能供熱，空氣源熱栗供熱以及能源塔供熱的特點(diǎn)設(shè)計(jì)集三種系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)為一體的新型供暖系統(tǒng)是當(dāng)前供暖節(jié)能技術(shù)的一個(gè)發(fā)展方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明是一種新型供暖系統(tǒng)具體設(shè)備如圖1中所示，其利用太陽能，空氣源熱栗以及低凝固點(diǎn)蓄能溶液塔等多種集熱形式進(jìn)行供暖并提供洗浴熱水，系統(tǒng)的主要集熱裝置有包括太陽能集熱系統(tǒng)、空氣源熱栗系統(tǒng)、低凝固點(diǎn)蓄能溶液塔系統(tǒng)。
[0008]所述空氣源熱栗系統(tǒng)包括板式換熱器3，風(fēng)冷蒸發(fā)器6，板式換熱器7，壓縮機(jī)10，干燥過濾器11，節(jié)流裝置12，三通換向閥A13，單向閥組A16。其中壓縮機(jī)10的高壓出口通過管道與板式換熱器3的一個(gè)管口相連，板式換熱器3的另一個(gè)管口通過管道與干燥過濾器11相連，干燥過濾器11的另一端出口與節(jié)流裝置12連接，節(jié)流裝置12的出口與三通換向閥A13相連，三通換向閥A13的兩個(gè)出口通過管路分別連接板式換熱器7和風(fēng)冷換熱器6的入口，板式換熱器7和風(fēng)冷換熱器6的出口連接單向閥組A16，單向閥組A16的出口與壓縮機(jī)的低壓端入口相連，構(gòu)成空氣源熱栗系統(tǒng)。
[0009]壓縮機(jī)10壓縮制冷劑氣體，并為制冷劑循環(huán)提供動(dòng)力，干燥過濾器11起到干燥過濾制冷劑中水分和雜質(zhì)保證熱栗穩(wěn)定運(yùn)行的作用。液態(tài)制冷劑在風(fēng)冷蒸發(fā)器6中蒸發(fā)吸收外接空氣中的熱量，并通過板式換熱器3將吸收的熱量傳遞給用戶端熱水，實(shí)現(xiàn)供暖的目的。
[0010]所述空氣源熱栗系統(tǒng)中的三通換向閥A13，單向閥組A16起到切換熱栗集熱方式的作用，使熱栗能夠根據(jù)不同工況在利用風(fēng)冷蒸發(fā)器6集熱和利用板式換熱器7通過低凝固點(diǎn)溶液塔集熱兩種不同的工作模式任意切換。熱栗系統(tǒng)通過板式換熱器3和板式換熱器7分別與太陽能集熱系統(tǒng)和低凝固點(diǎn)蓄能溶液塔8相連。
[0011]熱栗系統(tǒng)中的板式換熱器3采用鋁合金材料，其中通過制冷劑和供暖熱水，制冷劑在板式換熱器3冷凝放熱，實(shí)現(xiàn)加熱熱水的作用。板式換熱器7采用特質(zhì)防腐蝕材料制成，其中通過低壓制冷劑液體和來自低凝固點(diǎn)蓄能溶液塔的溶液，通過低壓制冷劑蒸發(fā)吸收溶液中的熱量，實(shí)現(xiàn)從低凝固點(diǎn)溶液塔中集熱的運(yùn)行模式。
[0012]供暖系統(tǒng)的用戶供水設(shè)備包含在太陽能集熱系統(tǒng)中，所述太陽能集熱系統(tǒng)包括太陽能集熱器1，太陽能熱水罐2，板式換熱器3，淋浴水罐4，加熱盤管5，循環(huán)水栗A18、循環(huán)水栗B19。太陽能集熱器1采用真空集熱管結(jié)構(gòu)，其出口與太陽能熱水罐2相連的管路上設(shè)置有電磁閥A24，用以控制太陽能集熱器中水量。太陽能熱水罐2中的熱水用加熱于淋浴用熱水并為房間供暖，循環(huán)水栗A18與太陽能熱水罐2相連為驅(qū)動(dòng)太陽能熱水罐2中的熱水提供動(dòng)力。三通換向閥B14通過管路將循環(huán)水栗A18和板式換熱器3水側(cè)入口管相連，三通換向閥B14與連接板式換熱器3、單向閥組B17共同作用實(shí)現(xiàn)供暖系統(tǒng)在太陽能單獨(dú)供熱和熱栗太陽能復(fù)合供熱兩種運(yùn)行方式間切換。循環(huán)水栗B19與淋浴水罐4用于為驅(qū)動(dòng)淋浴熱水提供動(dòng)力。電磁閥B25的入口通過管道與淋浴水罐4中的加熱盤管5的出口相連，電磁閥B25的出口通過管道與房間供暖設(shè)備入口相連，電磁閥D27的入口通過管路與房間供暖設(shè)備出口相連，其出口通過系統(tǒng)循環(huán)管路與三通換向閥B15的入口相連，電磁閥B25和電磁閥D27用來控制用戶端供暖熱水的水量，電磁閥C26用來控制淋浴供水的水量，電磁閥H31用于用戶端房間供暖設(shè)備維修時(shí)排水使用。管線中的三通換向閥C15連接太陽能集熱器1和太陽能熱水罐2底部入口，其作用是將太陽能集熱器短路，實(shí)現(xiàn)各工況下通過熱栗系統(tǒng)單獨(dú)供熱的運(yùn)行模式。
[0013]太陽能熱水罐2上安裝有壓力表22和安全減壓閥23，其作用分別是顯示太陽能熱水罐2中的壓力和保證其中壓力不超過熱水罐安全壓力。
[0014]淋浴水罐4中放置有加熱盤管5，其上部設(shè)置有與自來水管相連的加水電磁閥30實(shí)現(xiàn)向罐中加水的功能；加熱盤管5中通過來自太陽能熱水罐2中的供暖用熱水，通過加熱盤管5的換熱實(shí)現(xiàn)對(duì)淋浴水罐4中的水加熱的作用；淋浴水罐4的底部設(shè)有排水閥33。
[0015]所述低凝固點(diǎn)蓄能溶液塔系統(tǒng)包括低凝固點(diǎn)蓄能溶液塔8，補(bǔ)水箱9以及溶液循環(huán)栗20和溶液補(bǔ)水栗21 ;低凝固點(diǎn)蓄能溶液塔8通過溶液補(bǔ)水栗21與補(bǔ)水箱9相連，溶液補(bǔ)水栗21用以為低凝固點(diǎn)蓄能溶液塔8提供動(dòng)力，補(bǔ)水過程的補(bǔ)水量通過電磁閥F29控制。補(bǔ)水箱9上方設(shè)置有與自來水管相連的加水電磁閥132用于向補(bǔ)水箱9中加水。溶液循環(huán)栗20為驅(qū)動(dòng)溶液在低凝固點(diǎn)蓄能溶液塔8和板式換熱器7之間循環(huán)提供動(dòng)力，電磁閥E28用來控制循環(huán)過程中溶液的水量。
【附圖說明】
[0016]圖1 ;三熱源無霜熱栗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
[0017]圖2 ;系統(tǒng)太陽能獨(dú)立供熱運(yùn)行方式圖
[0018]圖3 ;系統(tǒng)太陽能、空氣源熱栗供熱運(yùn)行方式圖
[0019]圖4 ;系統(tǒng)太陽能、熱栗及低凝固點(diǎn)溶液塔供熱運(yùn)行方式圖
[0020]圖5 ;系統(tǒng)空氣源熱栗獨(dú)立供熱運(yùn)行方式圖
[0021]圖6 ;系統(tǒng)熱栗及低凝固點(diǎn)溶液塔供熱運(yùn)行方式圖
[0022]圖中:1、太陽能集熱器，2、太陽能熱水罐，3、板式換熱器，4、淋浴水罐，5、加熱盤管，6、風(fēng)冷蒸發(fā)器，7、板式換熱器，8、低凝固點(diǎn)蓄能溶液塔，9、補(bǔ)水箱，10、壓縮機(jī)，11、干燥過濾器，12、節(jié)流裝置，13、三通換向閥A，14、三通換向閥B，15、三通換向閥C，16、單向閥組A，17、單向閥組B，18、循環(huán)水栗A，19、循環(huán)水栗B，20、循環(huán)水栗C，21、循環(huán)水栗D，22、壓力表，23、安全減壓閥，24、電磁閥A，25、電磁閥B，26、電磁閥C，27、電磁閥D，28、電磁閥E，29、電磁閥F，30、電磁閥G，31、電磁閥H，32、電磁閥I，33、排水閥。
【具體實(shí)施方式】
[0023]本發(fā)明所述供暖供熱水系統(tǒng)可以根據(jù)冬季不同的運(yùn)行工況選擇與之相適應(yīng)的五中不同的運(yùn)行方式，這五種不同的運(yùn)行方式分別如圖2至圖6所示。
[0024]本發(fā)明所述系統(tǒng)的太陽能獨(dú)立供熱運(yùn)行方式如圖2所示。在冬季日間太陽光充足的工況下采用太陽能獨(dú)立供熱的運(yùn)行方式，此時(shí)供暖用循環(huán)水在太陽能集熱器1中吸收太陽的熱量被加熱后進(jìn)入太陽能熱水罐2，在循環(huán)水栗A18的驅(qū)動(dòng)下流經(jīng)三通換向閥B14，三通換向閥B14采用電子控制方式，此時(shí)其左側(cè)通路關(guān)閉下側(cè)通路開啟，熱水不流經(jīng)板式換熱器3直接通過單向閥組B17進(jìn)入位于淋浴水罐4中的加熱盤管5，所述加熱盤管5采用銅質(zhì)盤管，熱水流過加熱盤管5不斷加熱淋浴水罐4中淋浴用水，知道加熱盤管5中水溫與淋浴水罐4水溫達(dá)到相同溫度。熱水流出加熱盤管5后進(jìn)入用戶房間進(jìn)行房間供暖，暖熱水的水量通過電磁閥B25和電磁閥D27控制。流出用戶房間的供暖熱水通過三通換向閥C15重新進(jìn)入太陽能集熱器1完成一次循環(huán)。
[0025]本發(fā)明所述系統(tǒng)的太陽能、空氣源熱栗供熱運(yùn)行方式如圖3所示。在冬季日間太陽光不充足，外界環(huán)境溫度不低于-5°C的工況下可以采用太陽能、空氣源熱栗供熱的運(yùn)行方式，此時(shí)供暖用循環(huán)水在太陽能集熱器1中吸收太陽的熱量被加熱后進(jìn)入太陽能熱水罐2，在循環(huán)水栗A18的驅(qū)動(dòng)下流經(jīng)三通換向閥B14，三通換向閥B14采用電子控制方式，此時(shí)其左側(cè)通路開啟下