專利名稱：太陽(yáng)能與建筑一體化復(fù)合能量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域的系統(tǒng)，具體地說(shuō)，涉及一種太陽(yáng)能與建筑一 體化復(fù)合能量系統(tǒng)。
技術(shù)背景中國(guó)的巨大能源消耗中，用于建筑領(lǐng)域的能耗占到25 30%，這其中包括住 宅采暖、空調(diào)、照明、熱水等。太陽(yáng)能作為一種新的清潔能源，在中國(guó)大部分地 區(qū)都有條件采集和利用。將基于太陽(yáng)能的能量系統(tǒng)與建筑集成，在冬季為建筑提 供采暖，夏季提供空調(diào)，過(guò)渡季節(jié)等能量有節(jié)余的時(shí)段提供生活熱水，這樣的方 式能夠有效分擔(dān)建筑能源需求，降低電網(wǎng)壓力，并且清潔安全，無(wú)溫室氣體排放。 目前化石燃料等常規(guī)能源日益緊缺，其使用成本越來(lái)越高，同時(shí)建筑節(jié)能水平的 逐漸提高將使得太陽(yáng)能在將來(lái)建筑能源供應(yīng)中占有更重要的地位，太陽(yáng)能與建筑 一體化是一種有很有前途的能源利用方式。太陽(yáng)能和建筑一體化復(fù)合能量系統(tǒng)的核心是合理的能源利用方式。太陽(yáng)能利 用系統(tǒng)中發(fā)展最久的形式是太陽(yáng)能生活熱水系統(tǒng)，但這種利用方式功能單一，不 能滿足建筑不同季節(jié)各種能源的需要。另一種是近年引起關(guān)注的太陽(yáng)能光伏系 統(tǒng)，但這種系統(tǒng)造價(jià)高，發(fā)電效率低下，在建筑中的作用不明顯。從能源品質(zhì)的 角度來(lái)考慮，最合適利用方式是冬季利用地板進(jìn)行采暖，夏季通過(guò)干式風(fēng)機(jī)盤管 或者輻射供冷等方式并配合獨(dú)立除濕系統(tǒng)進(jìn)行空調(diào)。因?yàn)槎咎?yáng)能制備的熱水約為40 50°C，這個(gè)溫度范圍內(nèi)的熱水如果用于散熱器等對(duì)流為主的采暖方式 效率低下，而采用大面積的地板通過(guò)輻射對(duì)空間進(jìn)行加熱則非常適宜。夏季利用 太陽(yáng)能可以制備近8(TC的熱水，這個(gè)溫度的熱水具備一定制冷能力。但是目前 利用太陽(yáng)能熱水進(jìn)行制冷的系統(tǒng)方式還很少，只有為數(shù)不多的幾個(gè)低層大型公共 建筑采用了吸收式制冷。但是實(shí)際上，在8(TC左右這個(gè)溫度范圍內(nèi)，吸收式制 冷效率難以發(fā)揮，并且對(duì)于一般建筑來(lái)說(shuō)太陽(yáng)能集熱裝置的熱容量與吸收制冷劑的熱量需求不能匹配，運(yùn)行效果和經(jīng)濟(jì)效益差，所以這種制冷方式很難推廣。
經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)發(fā)明專利名稱為太陽(yáng)能地板輻射采暖、 制冷及熱水供應(yīng)裝置，申請(qǐng)?zhí)枮?1224543.7，該專利公開(kāi)了一種基于輻射地板的采暖及制冷系統(tǒng)。該系統(tǒng)在夏季供冷時(shí)采用的是僅適用于大型低層建筑的吸收 式制冷機(jī)，并非采用高效吸附式技術(shù)實(shí)現(xiàn)熱利用，并且供冷末端采用地板輻射而 不是采用舒適度和可控性更強(qiáng)的輻射吊頂加獨(dú)立除濕系統(tǒng)。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的是針對(duì)目前建筑中太陽(yáng)能利用方式的不足，提出一種太陽(yáng)能與建 筑一體化復(fù)合能量系統(tǒng)，使其解決上述不足，相對(duì)于以往系統(tǒng)，本發(fā)明具有適用 性強(qiáng)，舒適度好，能源利用率高，經(jīng)濟(jì)性好等突出特點(diǎn)，與當(dāng)前全球范圍內(nèi)建筑 節(jié)能的趨勢(shì)保持一致。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)、熱水蓄 存系統(tǒng)、生活熱水系統(tǒng)、地板采暖系統(tǒng)、輻射吊頂加獨(dú)立除濕空調(diào)系統(tǒng)及控制系 統(tǒng)。連接方式為太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)與熱水蓄存系統(tǒng)通過(guò)管道連接起來(lái)。輻射吊頂 加獨(dú)立除濕空調(diào)系統(tǒng)、生活熱水系統(tǒng)、地板采暖系統(tǒng)相互之間為并聯(lián)關(guān)系，并通 過(guò)管路與熱水蓄存系統(tǒng)連接?？刂葡到y(tǒng)與太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)、熱水蓄存系統(tǒng)、輻射 吊頂加獨(dú)立除濕空調(diào)系統(tǒng)、生活熱水系統(tǒng)、地板采暖系統(tǒng)連接，并實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的 優(yōu)化控制。所述太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)包括:真空管式太陽(yáng)能集熱器陣列、集熱器熱水循環(huán)泵、 第一板式換熱器、膨脹水箱、以及集熱器增壓泵。其中真空管式太陽(yáng)能集熱器陣 列由若干U型管式真空管太陽(yáng)能集熱器串、并聯(lián)組成。集熱器熱水循環(huán)位于集熱器陣列之前，其進(jìn)口與膨脹水箱和集熱器增壓泵的出口連接，出口與真空管式太 陽(yáng)能集熱器陣列總管的入口總管連接。用于真空管式太陽(yáng)能集熱器陣列內(nèi)高溫?zé)崴托顭崴鋬?nèi)中溫?zé)崴芰拷粨Q的第一板式換熱器位于真空管式太陽(yáng)能集熱 器陣列的出口 。膨脹水箱和集熱器增壓泵位于第一板式換熱器和集熱器熱水循環(huán) 泵之間，其中集熱器增壓泵的出口直接接到膨脹水箱前的管路上。所述熱水蓄存系統(tǒng)包括蓄熱水箱、第一浮球閥、蓄熱水箱加熱泵，熱水利 用循環(huán)泵。蓄熱水箱與兩組循環(huán)管路相連， 一組通向太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)的第一板式 換熱器，另一組通向并聯(lián)的輻射吊頂加獨(dú)立除濕空調(diào)系統(tǒng)、生活熱水系統(tǒng)及地板 采暖系統(tǒng)。第一浮球閥位于蓄熱水箱內(nèi)部，與補(bǔ)水系統(tǒng)相連。蓄熱水箱加熱泵進(jìn) 口與蓄熱水箱連接，出口太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)中的第一板式換熱器連接。熱水利用循 環(huán)泵位于蓄熱水箱和并聯(lián)的輻射吊頂加獨(dú)立除濕空調(diào)系統(tǒng)、生活熱水系統(tǒng)及地板 采暖系統(tǒng)之間，進(jìn)口連接到蓄熱水箱，出口連接到并聯(lián)的輻射吊頂加獨(dú)立除濕空 調(diào)系統(tǒng)、生活熱水系統(tǒng)及地板采暖系統(tǒng)。所述生活熱水系統(tǒng)包括生活熱水箱，第二浮球閥，第二板式換熱器，與熱 水蓄存系統(tǒng)相連的第二板式換熱器，生活熱水加熱泵，及生活熱水輸送泵。生活 熱水箱與兩組循環(huán)管路相連， 一組進(jìn)出口通向生活熱水系統(tǒng)中的第二板式換熱 器，另一組通向生活熱水使用末端。第二浮球閥位于生活熱水箱內(nèi)部，與補(bǔ)水系 統(tǒng)相連。用于蓄熱水箱內(nèi)中溫?zé)崴蜕顭崴鋬?nèi)低溫?zé)崴芰拷粨Q的第二板式 換熱器上位于生活熱水箱和生活熱水加熱泵之間。生活熱水輸送泵進(jìn)口與生活熱 水箱連接，出口通往生活熱水使用末端。所述地板采暖系統(tǒng)包括碎石混凝土地板、地板下側(cè)的隔熱層、埋于地板中 的熱水盤管。地板采暖系統(tǒng)的進(jìn)口與熱水利用循環(huán)泵連接，出口與蓄熱水箱連接。所述輻射吊頂加獨(dú)立除濕空調(diào)系統(tǒng)包括吸附制冷機(jī)、冷凍水循環(huán)泵、除濕 支路電動(dòng)閥、輻射供冷支路電動(dòng)閥、除濕空調(diào)箱、冷凍水水箱、冷輻射吊頂、及 風(fēng)冷冷卻塔。吸附式冷機(jī)有3對(duì)水路進(jìn)出口，分別走熱水、冷卻水與冷凍水。其 中熱水管路接入熱水循環(huán)回路中，與生活熱水系統(tǒng)及地板采暖系統(tǒng)并聯(lián)；冷卻水 管路接入冷卻塔；冷凍水管路送入輻射吊頂末端及除濕空調(diào)箱。冷凍水循環(huán)泵進(jìn) 口與吸附制冷機(jī)連接，出口與除濕支路電動(dòng)閥及輻射供冷支路電動(dòng)閥。除濕空調(diào) 箱負(fù)責(zé)對(duì)空氣進(jìn)行除濕，除濕空調(diào)箱內(nèi)中包含了兩級(jí)盤管，第一級(jí)是水冷盤管， 負(fù)責(zé)對(duì)被處理空氣進(jìn)行預(yù)冷，水冷盤管進(jìn)出口接入冷凍水回路，與冷輻射吊頂供 冷系統(tǒng)并聯(lián)；第二級(jí)是電制冷驅(qū)動(dòng)直接蒸發(fā)式盤管，與電制冷機(jī)相連，負(fù)責(zé)除濕。 冷卻水循環(huán)泵進(jìn)口與冷卻塔連接，出口與吸附制冷機(jī)連接。所述控制系統(tǒng)包括參數(shù)采樣系統(tǒng)、集熱循環(huán)控制系統(tǒng)、熱水利用控制系統(tǒng)、 空調(diào)及除濕控制系統(tǒng)、以及中央控制電腦。央控制電腦通過(guò)信號(hào)線與采樣系統(tǒng)、 熱水利用控制系統(tǒng)、空調(diào)及除濕控制系統(tǒng)連接起來(lái)。所述參數(shù)采樣系統(tǒng)采集到的 系統(tǒng)信號(hào)經(jīng)過(guò)調(diào)理,傳輸?shù)街醒肟刂齐娔X上，中央控制電腦對(duì)系統(tǒng)狀況進(jìn)行判斷， 確定下一步的運(yùn)行策略并給系統(tǒng)中的執(zhí)行器發(fā)送信號(hào)，同時(shí)系統(tǒng)的逐時(shí)運(yùn)行狀況 也被保存在中央控制電腦上。所述集熱循環(huán)控制系統(tǒng)接受中央控制電腦發(fā)出的動(dòng) 作信號(hào)對(duì)集熱循環(huán)進(jìn)行控制。所述熱水利用控制系統(tǒng)接受中央控制電腦發(fā)出的動(dòng) 作信號(hào)對(duì)熱水利用進(jìn)行控制。所述空調(diào)及除濕控制系統(tǒng)接受中央控制電腦發(fā)出的 動(dòng)作信號(hào)對(duì)空調(diào)箱以及冷輻射吊頂回路進(jìn)行控制。真空管太陽(yáng)能集熱器吸收太陽(yáng)輻射，在系統(tǒng)正常工作的4個(gè)大氣壓下，流經(jīng) 集熱器的循環(huán)水可以被加熱到溫度IO(TC以上。高溫?zé)崴?jīng)過(guò)第一板式換熱器， 把熱量傳遞到蓄熱水箱內(nèi)并蓄存起來(lái)。根據(jù)系統(tǒng)以及被控房間狀況，在冬季熱水 泵把熱水送入埋于辦公室地板內(nèi)的盤管，均勻的加熱整個(gè)地板，隨后熱量以輻射 及對(duì)流的形式加熱室內(nèi)空間。在夏季，熱水回路切換至吸附式制冷機(jī)，同時(shí)冷卻 塔、冷卻水循環(huán)泵、冷凍水循環(huán)泵、以及吸附式制冷機(jī)也開(kāi)啟，進(jìn)入到制冷工況， 產(chǎn)出周期性變化的15 2(TC的冷水。根據(jù)系統(tǒng)以及受控房間參數(shù)，中央控制電 腦控制位于水路上的除濕支路電動(dòng)閥和輻射供冷支路電動(dòng)閥執(zhí)行相應(yīng)的開(kāi)啟或 者關(guān)閉動(dòng)作，保證在需要的情況下，在一個(gè)水溫變化周期內(nèi)溫度較低的冷凍水能 夠有效參與除濕處理潛熱負(fù)荷，周期內(nèi)溫度較高的冷卻水不具備除濕能力的則進(jìn) 入輻射吊頂內(nèi)處理顯熱負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)能量的梯級(jí)高效利用。當(dāng)室內(nèi)潛熱負(fù)荷較大以 至無(wú)法通過(guò)調(diào)節(jié)冷凍水分配而完全消除時(shí)，自控系統(tǒng)打開(kāi)空調(diào)箱內(nèi)的輔助電制冷 系統(tǒng)，承擔(dān)剩余負(fù)荷。在制冷或者供熱負(fù)荷不大的時(shí)期，生活熱水泵受控開(kāi)啟， 經(jīng)由第二板式換熱器把多余的熱量傳遞到生活熱水箱里儲(chǔ)存，并在需要的時(shí)候承 擔(dān)樓內(nèi)部分生活用水。本發(fā)明通過(guò)太陽(yáng)能集熱器收集熱量，并將熱量用于地板采暖，輻射吊頂以及 除濕空調(diào)箱，處理了建筑的冷、熱負(fù)荷，并在過(guò)渡季提供生活熱水。從而實(shí)現(xiàn)了 對(duì)太陽(yáng)能的綜合，高效利用。本發(fā)明在太陽(yáng)能與建筑結(jié)合方面有較大突破，實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能的供熱、供冷、 供熱水復(fù)合利用，具有運(yùn)行穩(wěn)定、高效等特點(diǎn)，可與現(xiàn)有空調(diào)方式配合廣泛用于 公共建筑以及住宅小區(qū)。據(jù)測(cè)試及計(jì)算，對(duì)于一般的辦公類公共建筑，在樓頂鋪 設(shè)100m2面積的U型管式真空管太陽(yáng)能集熱器，與地暖系統(tǒng)以及冷輻射吊頂以及 除濕空調(diào)箱，可以滿足200 1112使用面積的冬季采暖以及夏季制冷需求。


圖l本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)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(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù) 范圍不限于下述的實(shí)施例。
如圖1所示，本實(shí)施例包括太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)l、熱水蓄存系統(tǒng)2、輻射吊 頂加獨(dú)立除濕空調(diào)系統(tǒng)3、生活熱水系統(tǒng)4、地板采暖系統(tǒng)5、及控制系統(tǒng)6。連 接方式為太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)1熱水蓄存系統(tǒng)2通過(guò)管道連接起來(lái)。輻射吊頂加獨(dú)立除濕空調(diào)系統(tǒng)3，生活熱水系統(tǒng)4，地板采暖系統(tǒng)5相互之間為并聯(lián)關(guān)系，并 通過(guò)管路與熱水蓄存系統(tǒng)2連接?？刂葡到y(tǒng)6通過(guò)傳感器以及繼電器與太陽(yáng)能集 熱系統(tǒng)l，熱水蓄存系統(tǒng)2，輻射吊頂加獨(dú)立除濕空調(diào)系統(tǒng)3，生活熱水系統(tǒng)4， 地板采暖系統(tǒng)5相連。所述太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)l包括真空管式太陽(yáng)能集熱器陣列7、集熱器熱水循 環(huán)泵8、第一板式換熱器9、膨脹水箱10以及集熱器增壓泵11。所述真空管式 太陽(yáng)能集熱器陣列7為U型管式真空管式太陽(yáng)能集熱器陣列，第一板式換熱器9 連接兩個(gè)回路，第一條回路一端與真空管式太陽(yáng)能集熱器陣列7的出口連接，另 一端與集熱器熱水循環(huán)泵8的入口連接；第二條回路一端與熱水蓄存系統(tǒng)2中蓄 熱水箱加熱泵14的出口連接，另一端與蓄熱水箱12連接。膨脹水箱10在第一 板式換熱器9的后方接入熱水循環(huán)管路。集熱器增壓泵11 一頭與自來(lái)水管道相 連，另一頭接入膨脹水箱10和熱水循環(huán)管路之間的短管中。所述熱水蓄存系統(tǒng)2包括蓄熱水箱12、第一浮球閥13、蓄熱水箱加熱泵 14、熱水利用循環(huán)泵15。蓄熱水箱12內(nèi)的第一浮球閥13入水端接入自來(lái)水管 路中。熱水蓄存系統(tǒng)2連接了兩個(gè)循環(huán)水路。第一條從水箱下側(cè)開(kāi)始，進(jìn)入蓄熱 水箱加熱泵14，再接到太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)l中的第一板式換熱器9上，回水管路 從水箱上側(cè)接回水箱。第二條循環(huán)回路從水箱上側(cè)開(kāi)始，經(jīng)過(guò)熱水利用循環(huán)泵 15，進(jìn)入輻射吊頂加獨(dú)立除濕空調(diào)系統(tǒng)3、生活熱水系統(tǒng)4、或地板采暖系統(tǒng)5， 回水管路從水箱下側(cè)接入。所述輻射吊頂加獨(dú)立除濕空調(diào)系統(tǒng)3包括吸附制冷機(jī)16、冷凍水循環(huán)水 泵17、除濕支路電動(dòng)閥18、輻射供冷支路電動(dòng)閥19、除濕空調(diào)箱20、冷凍水水 箱21、冷輻射吊頂22、風(fēng)冷冷卻塔23、以及冷卻水循環(huán)泵24。吸附式冷機(jī)16 連接著3個(gè)回路，分別走熱水、冷凍水與冷卻水。其中熱水回路進(jìn)口與熱水蓄存 系統(tǒng)2中熱水利用循環(huán)泵15的出口相連，熱水回路的出口與蓄熱水箱12相連。 冷凍水回路的進(jìn)口與除濕空調(diào)箱20及冷凍水水箱21的出口相連，冷凍水回路出 口與冷凍水循環(huán)水泵17的進(jìn)口相連。冷卻水回路的進(jìn)口與冷卻水循環(huán)泵24的出 口相連，冷卻水回路的出口與風(fēng)冷冷卻塔23相連。冷凍水回路包括并聯(lián)的兩個(gè) 支路，起始端與冷凍水循環(huán)水泵17的出口相連，終結(jié)端與吸附式制冷機(jī)16相連。 冷凍水回路的兩條支路一條是除濕支路，包括除濕支路電動(dòng)閥18和除濕空調(diào)箱 20，另一條是輻射供冷支路，包括輻射供冷支路電動(dòng)閥19、冷凍水水箱21、冷 輻射吊頂22。冷輻射吊頂22的入口與冷凍水水箱21連接，出口與吸附制冷機(jī) 16連接。所述生活熱水系統(tǒng)4包括生活熱水箱25，第二浮球閥26，第二板式換熱 器27，生活熱水加熱泵28，生活熱水輸送泵29。第二板式換熱器27連接兩個(gè) 回路，第一條回路一端與熱水蓄存系統(tǒng)2中熱水利用循環(huán)泵15的出口連接，另 一端與熱水回路的出口與蓄熱水箱12相連。第二條回路一端接入生活熱水箱25 的上側(cè)，另一端與生活熱水加熱泵28的出口連接。生活熱水箱25內(nèi)的第二浮球 閥26入水端接入自來(lái)水管路中。生活熱水輸送泵29的入口與生活熱水箱25的 上側(cè)相連，生活熱水的回水管路與生活熱水箱25的下側(cè)連接。所述地板采暖系統(tǒng)5包括熱水盤管30、碎石混凝土地板31、地板下側(cè)的 隔熱層32。熱水盤管30埋于地板中，其進(jìn)口與熱水蓄存系統(tǒng)2中熱水利用循環(huán) 泵15的出口連接，熱水盤管30的出口與蓄熱水箱12相連。所述控制系統(tǒng)6包括參數(shù)采樣系統(tǒng)33、集熱循環(huán)控制系統(tǒng)34、熱水利用 控制系統(tǒng)35、空調(diào)及除濕控制系統(tǒng)36、以及中央控制電腦37。中央控制電腦37 通過(guò)信號(hào)線與采樣系統(tǒng)33、熱水利用控制系統(tǒng)35、空調(diào)及除濕控制系統(tǒng)36連接 起來(lái)。所述參數(shù)采樣系統(tǒng)33采集到的系統(tǒng)信號(hào)經(jīng)過(guò)調(diào)理，傳輸?shù)街醒肟刂齐娔X 37上，中央控制電腦37對(duì)系統(tǒng)狀況進(jìn)行判斷，確定下一步的運(yùn)行策略并給系統(tǒng) 中的執(zhí)行器發(fā)送信號(hào)，同時(shí)系統(tǒng)的逐時(shí)運(yùn)行狀況也被保存在中央控制電腦37上。 所述集熱循環(huán)控制系統(tǒng)34接受中央控制電腦37發(fā)出的動(dòng)作信號(hào)對(duì)集熱循環(huán)進(jìn)行 控制。所述熱水利用控制系統(tǒng)35接受中央控制電腦37發(fā)出的動(dòng)作信號(hào)對(duì)熱水利 用進(jìn)行控制。所述空調(diào)及除濕控制系統(tǒng)36接受中央控制電腦37發(fā)出的動(dòng)作信號(hào) 對(duì)空調(diào)箱以及冷輻射吊頂回路進(jìn)行控制。
所述參數(shù)采樣系統(tǒng)33包括太陽(yáng)輻射計(jì)，以及分布于系統(tǒng)中溫度傳感器。這 些溫度傳感器分別連接到真空管式太陽(yáng)能集熱器陣列熱水管路，蓄熱水箱12 通向第一板式換熱器9的進(jìn)、出口 ，蓄熱水箱12通向熱水利用循環(huán)泵15的出口 ， 吸附式制冷機(jī)16熱水回路通往蓄熱水箱12的出口，第二板式換熱器27通往蓄 熱水箱12的出口，熱水盤管30通往蓄熱水箱12的出口，吸附式制冷機(jī)16冷凍 水回路的進(jìn)、出口，除濕空調(diào)箱20的出口，冷凍水水箱21的出口，冷輻射吊頂 22的出口，吸附式制冷機(jī)16冷卻水回路的進(jìn)、出口，生活熱水箱25通向第二 板式換熱器27的入口，生活熱水箱25通向生活熱水加熱泵28的出口，以及室 內(nèi)、外環(huán)境中。所述集熱循環(huán)控制系統(tǒng)34包括與中央控制電腦相連的繼電器輸出模塊以及 連接到集熱器熱水循環(huán)泵8，集熱器增壓泵11，蓄熱水箱加熱泵14的繼電器組。所述熱水利用控制系統(tǒng)35包括與中央控制電腦相連的繼電器輸出模塊，以 及連接到熱水利用循環(huán)泵15的繼電器組。所述空調(diào)及除濕控制系統(tǒng)36包括與中央控制電腦相連的繼電器輸出模塊， 吸附式制冷機(jī)16的專用控制器，連接到除濕支路電動(dòng)閥18、輻射供冷支路電動(dòng) 閥19、除濕空調(diào)箱20、冷凍水循環(huán)泵17的繼電器組。中央控制電腦37內(nèi)置了 系統(tǒng)采集、控制程序以及用戶操作界面。在白天，真空管式太陽(yáng)能集熱器陣列7接收太陽(yáng)直射輻射以及天空散射輻 射，加熱內(nèi)部循環(huán)流動(dòng)的高溫?zé)崴?。熱水流?jīng)第一板式換熱器9時(shí)，與來(lái)自蓄熱 水箱13的中溫?zé)崴M(jìn)行熱交換，把熱量蓄存在蓄熱水箱13中。蓄熱水箱內(nèi)蓄存 的熱水，在不同的條件下，接收控制系統(tǒng)6的管理和調(diào)配，實(shí)現(xiàn)不同的用途。在 夏季當(dāng)用戶房間溫度較高時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入空調(diào)模式，熱水被送入輻射吊頂加獨(dú)立除 濕空調(diào)系統(tǒng)3中。在冷卻塔23的配合下，吸附制冷機(jī)16通過(guò)受控的吸附和解析 過(guò)程，對(duì)來(lái)自蓄熱水箱的熱水進(jìn)行高效利用，產(chǎn)出15 2(TC的冷凍水。隨后冷 水被送往空調(diào)箱20中對(duì)流經(jīng)其中的空氣進(jìn)行預(yù)冷，或者經(jīng)過(guò)冷凍水水箱21送入 冷輻射吊頂22為用戶房間供冷，冷凍水具體送入哪一條支路也根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行狀 況由控制系統(tǒng)6通過(guò)對(duì)除濕支路電動(dòng)閥18和輻射供冷支路電動(dòng)閥19的控制來(lái)調(diào) 節(jié)。在冬季當(dāng)用戶房間溫度較低時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入采暖模式，熱水被送入地板采暖系 統(tǒng)5中，通過(guò)傳導(dǎo)、對(duì)流以及輻射等多種傳熱方式，熱量被送入用戶室內(nèi)，加熱室內(nèi)空間。在春季秋季這些過(guò)渡季節(jié)，以及在夏季和冬季熱量有富余時(shí)，系統(tǒng)進(jìn) 入生活熱水產(chǎn)出模式，熱水被送入生活熱水系統(tǒng)4中。在第二板式換熱器27中， 來(lái)自蓄熱水箱13的熱水把熱量傳遞給生活熱水箱25，并蓄存起來(lái)。在需要的時(shí) 候，生活熱水箱25中的熱水通過(guò)生活熱水輸送泵29，送往用戶末端。
權(quán)利要求
1、 一種太陽(yáng)能與建筑一體化復(fù)合能量系統(tǒng)，包括太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)(1)、熱水蓄存系統(tǒng)(2)、輻射吊頂加獨(dú)立除濕空調(diào)系統(tǒng)(3)、生活熱水系統(tǒng)(4)、地 板采暖系統(tǒng)(5)及控制系統(tǒng)(6)，其特征在于，太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)(1)與熱水蓄 存系統(tǒng)(2)通過(guò)管道連接起來(lái)，輻射吊頂加獨(dú)立除濕空調(diào)系統(tǒng)(3)，生活熱水 系統(tǒng)(4)，地板采暖系統(tǒng)(5)相互之間為并聯(lián)關(guān)系，并通過(guò)管路與熱水蓄存系 統(tǒng)(2)連接，控制系統(tǒng)(6)通過(guò)傳感器以及繼電器與太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)(1)，熱 水蓄存系統(tǒng)(2)，輻射吊頂加獨(dú)立除濕空調(diào)系統(tǒng)(3)，生活熱水系統(tǒng)(4)，地板 采暖系統(tǒng)(5)連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能與建筑一體化復(fù)合能量系統(tǒng)，其特征是， 太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)(1)包括真空管式太陽(yáng)能集熱器陣列(7)、集熱器熱水循環(huán) 泵(8)、第一板式換熱器(9)、膨脹水箱(10)以及集熱器增壓泵(11)，第一 板式換熱器(9)連接兩個(gè)回路，第一條回路一端與真空管式太陽(yáng)能集熱器陣列(7)的出口連接，另一端與集熱器熱水循環(huán)泵(8)的入口連接；第二條回路一 端與熱水蓄存系統(tǒng)(2)中蓄熱水箱加熱泵(14)的出口連接，另一端與蓄熱水 箱(12)連接，膨脹水箱(10)在第一板式換熱器(9)的后方接入熱水循環(huán)管 路，集熱器增壓泵(11) 一頭與自來(lái)水管道相連，另一頭接入膨脹水箱(10)和 熱水循環(huán)管路之間的短管中。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能與建筑一體化復(fù)合能量系統(tǒng)，其特征是， 熱水蓄存系統(tǒng)(2)包括蓄熱水箱(12)、第一浮球閥(13)、蓄熱水箱加熱泵(14)、熱水利用循環(huán)泵(15)，水箱內(nèi)的第一浮球閥(13)入水端接入自來(lái)水管 路中，熱水蓄存系統(tǒng)(2)連接了兩個(gè)循環(huán)水路，第一條從水箱下側(cè)開(kāi)始，進(jìn)入 蓄熱水箱加熱泵(14)，再接到太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)(1)中的第一板式換熱器(9) 上，回水管路從蓄熱水箱(12)上側(cè)接回蓄熱水箱(12)，第二條循環(huán)回路從水 箱上側(cè)開(kāi)始，經(jīng)過(guò)熱水利用循環(huán)泵(15)，進(jìn)入輻射吊頂加獨(dú)立除濕空調(diào)系統(tǒng)(3)、 生活熱水系統(tǒng)(4)、或地板采暖系統(tǒng)(5)，回水管路從水箱下側(cè)接入。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的太陽(yáng)能與建筑一體化復(fù)合能量系統(tǒng)，其特征是， 輻射吊頂加獨(dú)立除濕空調(diào)系統(tǒng)(3)包括吸附制冷機(jī)(16)、冷凍水循環(huán)水泵(17)、 除濕支路電動(dòng)闊(18)、輻射供冷支路電動(dòng)閥(19)、除濕空調(diào)箱(20)、冷凍水 水箱(21)、冷輻射吊頂(22)、風(fēng)冷冷卻塔(23)、以及冷卻水循環(huán)泵(24)，吸 附式冷機(jī)(16)連接著3個(gè)回路，分別走熱水，冷凍水與冷卻水，其中熱水回路 進(jìn)口與熱水蓄存系統(tǒng)(2)中熱水利用循環(huán)泵(15)的出口相連，熱水回路的出 口與蓄熱水箱(12)相連，冷凍水回路的進(jìn)口與除濕空調(diào)箱(20)及冷凍水水箱 (21)的出口相連，冷凍水回路出口與冷凍水循環(huán)水泵(17)的進(jìn)口相連，冷卻 水回路的進(jìn)口與冷卻水循環(huán)泵(24)的出口相連，冷卻水回路的出口與風(fēng)冷冷卻 塔(23)相連，冷凍水回路包括并聯(lián)的兩個(gè)支路，起始端與冷凍水循環(huán)水泵(17) 的出口相連，終結(jié)端與吸附式制冷機(jī)(16)相連，冷凍水回路的兩條支路一條是 除濕支路，包括除濕支路電動(dòng)閥(18)和除濕空調(diào)箱(20)，另一條是輻射供冷 支路，包括輻射供冷支路電動(dòng)閥(19)，冷凍水水箱(21)，冷輻射吊頂(22)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能與建筑一體化復(fù)合能量系統(tǒng)，其特征是， 生活熱水系統(tǒng)(4)包括生活熱水箱(25)、第二浮球閥(26)、第二板式換熱 器(27)、生活熱水加熱泵(28)、生活熱水輸送泵(29)，第二板式換熱器(27) 連接兩個(gè)回路，第一條回路一端與熱水蓄存系統(tǒng)(2)中熱水利用循環(huán)泵(15) 的出口連接，另一端與熱水回路的出口與蓄熱水箱(12)相連，第二條回路一端 接入生活熱水箱(25)的上側(cè)，另一端與生活熱水加熱泵(28)的出口連接，生 活熱水輸送泵(29)的入口與生活熱水箱(25)的上側(cè)相連，生活熱水的回水管 路與生活熱水箱(25)的下側(cè)連接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能與建筑一體化復(fù)合能量系統(tǒng)，其特征是， 地板采暖系統(tǒng)(5)包括熱水盤管(30)、碎石混凝土地板(31)、地板下側(cè)的 隔熱層(32)，熱水盤管(30)埋于地板中，其進(jìn)口與熱水蓄存系統(tǒng)(2)中熱水 利用循環(huán)泵(15)的出口連接，熱水盤管(30)的出口與蓄熱水箱(12)相連。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能與建筑一體化復(fù)合能量系統(tǒng)，其特征是， 控制系統(tǒng)(6)包括參數(shù)采樣系統(tǒng)(33)、集熱循環(huán)控制系統(tǒng)(34)、熱水利用 控制系統(tǒng)(35)、空調(diào)及除濕控制系統(tǒng)(36)、以及中央控制電腦(37)，央控制 電腦(37)通過(guò)信號(hào)線與采樣系統(tǒng)(33)、熱水利用控制系統(tǒng)(35)、空調(diào)及除濕 控制系統(tǒng)(36)連接起來(lái)，所述參數(shù)采樣系統(tǒng)(33)采集到的系統(tǒng)信號(hào)經(jīng)過(guò)調(diào)理， 傳輸?shù)街醒肟刂齐娔X(37)上，中央控制電腦(37)對(duì)系統(tǒng)狀況進(jìn)行判斷，確定 下一步的運(yùn)行策略并給系統(tǒng)中的執(zhí)行器發(fā)送信號(hào)，同時(shí)系統(tǒng)的逐時(shí)運(yùn)行狀況也被 保存在中央控制電腦(37)上，所述集熱循環(huán)控制系統(tǒng)(34)接受中央控制電腦 (37)發(fā)出的動(dòng)作信號(hào)對(duì)集熱循環(huán)進(jìn)行控制，所述熱水利用控制系統(tǒng)(35)接受 中央控制電腦(37)發(fā)出的動(dòng)作信號(hào)對(duì)熱水利用進(jìn)行控制，所述空調(diào)及除濕控制 系統(tǒng)(36)接受中央控制電腦(37)發(fā)出的動(dòng)作信號(hào)對(duì)空調(diào)箱以及冷輻射吊頂回 路進(jìn)行控制。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的太陽(yáng)能與建筑一體化復(fù)合能量系統(tǒng)，其特征是， 所述參數(shù)采樣系統(tǒng)(33)包括太陽(yáng)輻射計(jì)，以及分布于系統(tǒng)中溫度傳感器，這些 溫度傳感器分別連接到真空管式太陽(yáng)能集熱器陣列熱水管路，蓄熱水箱(12) 通向第一板式換熱器(9)的進(jìn)、出口，蓄熱水箱(12)通向熱水利用循環(huán)泵(15) 的出口，吸附式制冷機(jī)(16)熱水回路通往蓄熱水箱(12)的出口，第二板式換 熱器(27)通往蓄熱水箱(12)的出口，熱水盤管(30)通往蓄熱水箱(12)的 出口，吸附式制冷機(jī)(16)冷凍水回路的進(jìn)、出口，除濕空調(diào)箱(20)的出口， 冷凍水水箱(21)的出口，冷輻射吊頂(22)的出口，吸附式制冷機(jī)(16)冷卻 水回路的進(jìn)、出口，生活熱水箱(25)通向第二板式換熱器(27)的入口，生活 熱水箱(25)通向生活熱水加熱泵(28)的出口，以及室內(nèi)、外環(huán)境中。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的太陽(yáng)能與建筑一體化復(fù)合能量系統(tǒng)，其特征是， 所述集熱循環(huán)控制系統(tǒng)(34)包括與中央控制電腦相連的繼電器輸出模塊以及連 接到集熱器熱水循環(huán)泵(8)、集熱器增壓泵(11)、蓄熱水箱加熱泵(14)的繼 電器組；所述熱水利用控制系統(tǒng)(35)包括與中央控制電腦相連的繼電器輸出模 塊，以及連接到熱水利用循環(huán)泵(15)的繼電器組。
10、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的太陽(yáng)能與建筑一體化復(fù)合能量系統(tǒng)，其特征是， 所述空調(diào)及除濕控制系統(tǒng)(36)包括與中央控制電腦相連的繼電器輸出模塊，吸 附式制冷機(jī)(16)的控制器，連接到除濕支路電動(dòng)閥(18)、輻射供冷支路電動(dòng) 閥(19)、除濕空調(diào)箱(20)、冷凍水循環(huán)泵(17)的繼電器組，中央控制電腦(37) 內(nèi)置了系統(tǒng)采集、控制程序以及用戶操作界面。
全文摘要
一種太陽(yáng)能與建筑一體化復(fù)合能量系統(tǒng)，屬于節(jié)能領(lǐng)域。本發(fā)明包括太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)，熱水蓄存系統(tǒng)，輻射吊頂加獨(dú)立除濕空調(diào)系統(tǒng)，生活熱水系統(tǒng)，地板采暖系統(tǒng)，及控制系統(tǒng)。太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)與熱水蓄存系統(tǒng)2通過(guò)管道連接起來(lái)。輻射吊頂加獨(dú)立除濕空調(diào)系統(tǒng)，生活熱水系統(tǒng)，地板采暖系統(tǒng)相互之間并聯(lián)，并通過(guò)管路與熱水蓄存系統(tǒng)連接?？刂葡到y(tǒng)通過(guò)傳感器以及繼電器與太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)，熱水蓄存系統(tǒng)，輻射吊頂加獨(dú)立除濕空調(diào)系統(tǒng)，生活熱水系統(tǒng)，地板采暖系統(tǒng)連接。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能的供熱、供冷、供熱水復(fù)合利用，具有運(yùn)行穩(wěn)定、高效等特點(diǎn)，可與現(xiàn)有空調(diào)方式配合廣泛用于公共建筑以及住宅小區(qū)。
文檔編號(hào)F24D17/00GK101144632SQ20071004767
公開(kāi)日2008年3月19日 申請(qǐng)日期2007年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月1日
發(fā)明者宋兆培, 王如竹, 翟曉強(qiáng) 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)