太陽能系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本公開內(nèi)容提供一種太陽能系統(tǒng)。太陽能系統(tǒng)包括太陽能收集器，太陽能收集器用于提供從入射的太陽能輻射生成的能量。該系統(tǒng)包括第一熱交換系統(tǒng)，第一熱交換系統(tǒng)包括噴射器，噴射器被設(shè)置成使用由太陽能收集器提供的能量的至少一部分來工作。另外，該系統(tǒng)包括第二熱交換系統(tǒng)，第二熱交換系統(tǒng)被設(shè)置成使用來自除太陽能源的源之外的能量源的能量來工作。太陽能系統(tǒng)被設(shè)置用于在第一熱交換系統(tǒng)與區(qū)域之間以及在第二熱交換系統(tǒng)與該區(qū)域之間直接地或間接地傳遞熱能。另外，太陽能系統(tǒng)被設(shè)置用于從第二熱交換系統(tǒng)直接地或間接地傳遞熱能用于由第一熱交換系統(tǒng)和用于加熱水的系統(tǒng)中的至少一個(gè)系統(tǒng)來使用。
【專利說明】太陽能系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]太陽能可以用于加熱和/或冷卻建筑物中的內(nèi)部空間。例如，可以使用光伏太陽能板將陽光轉(zhuǎn)換為可以用于操作冷卻系統(tǒng)的壓縮機(jī)的電能。然而，太陽能不能以穩(wěn)定的水平可用，并且已經(jīng)提出了被使用太陽能和傳統(tǒng)的能量源二者來操作的雙重系統(tǒng)。
[0003]然而，如果這樣的雙重系統(tǒng)的效率可以被進(jìn)一步提高，則是有利的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種太陽能系統(tǒng)，包括:
[0005]用于提供從入射的太陽能輻射生成的能量的太陽能收集器；
[0006]包括噴射器的第一熱交換系統(tǒng)，噴射器被設(shè)置成使用由太陽能收集器提供的能量的至少一部分來工作；以及
[0007]被設(shè)置成使用來自除太陽能源的源之外的能量源的能量來工作的第二熱交換系統(tǒng)；
[0008]其中，太陽能系統(tǒng)被設(shè)置用于在第一熱交換系統(tǒng)與區(qū)域之間以及在第二熱交換系統(tǒng)與該區(qū)域之間直接地或間接地傳遞熱能；以及
[0009]其中，太陽能系統(tǒng)被設(shè)置用于從第二熱交換系統(tǒng)直接地或間接地傳遞熱能用于由第一熱交換系統(tǒng)和用于加熱水的系統(tǒng)中的至少一個(gè)系統(tǒng)來使用。
[0010]例如，除太陽能能量源之外的能量源可以為傳統(tǒng)的能量源，例如電能源。在一種具體示例中，第二熱交換系統(tǒng)包括電動(dòng)壓縮機(jī)。
[0011]太陽能系統(tǒng)可以被設(shè)置成直接地或間接地從第二熱交換系統(tǒng)向第一熱交換系統(tǒng)傳遞熱能。
[0012]例如，太陽能系統(tǒng)可以被設(shè)置成直接從第二熱交換系統(tǒng)向第一熱交換系統(tǒng)的部件例如包括太陽能收集器或噴射器的太陽能回路傳遞熱能。
[0013]替選地，太陽能系統(tǒng)可以被設(shè)置成經(jīng)由中間熱交換系統(tǒng)間接地從第二熱交換系統(tǒng)向第一熱交換系統(tǒng)傳遞熱能。例如，太陽能系統(tǒng)可以包括:第一熱交換器和第二熱交換器，第一熱交換器用于從中間熱交換系統(tǒng)向第一熱交換系統(tǒng)傳遞熱能，第二熱交換器用于從第二熱交換系統(tǒng)向中間熱交換系統(tǒng)傳遞熱。第一熱交換器可以為預(yù)熱器，第二熱交換器可以為減溫器。
[0014]太陽能系統(tǒng)還可以包括:也可以用作能量存儲(chǔ)系統(tǒng)和/或分立的能量存儲(chǔ)系統(tǒng)的用于加熱水的系統(tǒng)。能量存儲(chǔ)系統(tǒng)可以被設(shè)置使得通?；谔柲芟到y(tǒng)的工作條件(例如加熱和冷卻條件和/或基于外部條件例如陽光的強(qiáng)度)由太陽能收集器系統(tǒng)提供的能量的至少一部分被直接地或間接地傳遞至用于加熱水的系統(tǒng)和/或能量存儲(chǔ)系統(tǒng)。另外，太陽能系統(tǒng)可以被設(shè)置使得由第二熱交換系統(tǒng)從區(qū)域傳遞的熱能的一部分被直接地或間接地傳遞至用于加熱水的系統(tǒng)和/或能量存儲(chǔ)系統(tǒng)。例如，用于加熱水的系統(tǒng)和/或能量存儲(chǔ)系統(tǒng)可以形成中間熱交換系統(tǒng)的一部分。
[0015]在一種【具體實(shí)施方式】中，第二熱交換系統(tǒng)包括電動(dòng)壓縮機(jī)，并且太陽能系統(tǒng)被設(shè)置使得由壓縮機(jī)提供的過多的熱能被直接地或間接地傳遞至第一熱交換系統(tǒng)和/或用于加熱水的系統(tǒng)。在這一【具體實(shí)施方式】中，第二熱交換系統(tǒng)通常被設(shè)置成在冷卻模式下工作。
[0016]第一熱交換系統(tǒng)可以被設(shè)置成在直接地或間接地向區(qū)域傳遞熱能(第一模式)與直接地或間接地從區(qū)域傳遞熱能(第二模式)之間可配置。在一種實(shí)施方式中，第一熱交換系統(tǒng)包括噴射器回路并且被設(shè)置用于在第一工作模式下旁路噴射器回路的至少一部分，且并第一熱交換系統(tǒng)被設(shè)置使得在第二工作模式下不旁路噴射器回路的上述部分。
[0017]第二熱交換系統(tǒng)還可以被設(shè)置用于在用于加熱區(qū)域的第一模式與用于冷卻區(qū)域的第二模式之間選擇。在一種示例中，第二熱交換系統(tǒng)為逆循環(huán)熱交換系統(tǒng)并且可以為分離系統(tǒng)熱交換系統(tǒng)。
[0018]太陽能系統(tǒng)可以包括控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)被設(shè)置成根據(jù)預(yù)定的或預(yù)選擇的加熱或冷卻條件和/或根據(jù)第一熱交換系統(tǒng)的加熱或冷卻貢獻(xiàn)來控制第二熱交換系統(tǒng)的冷卻或加熱貢獻(xiàn)，第一熱交換系統(tǒng)的加熱或冷卻貢獻(xiàn)又取決于外部參數(shù)例如陽光情況。
[0019]第一熱交換系統(tǒng)和第二熱交換系統(tǒng)中的每個(gè)熱交換系統(tǒng)可以被設(shè)置成通過與循環(huán)回路交換熱量來向或從區(qū)域間接地傳遞熱能。第一熱交換系統(tǒng)和第二熱交換系統(tǒng)可以包括被設(shè)置成與循環(huán)回路交換熱量的熱交換器，并且熱交換器可以被設(shè)置成在向循環(huán)回路傳遞熱能時(shí)用作冷凝器以及在從循環(huán)回路傳遞熱能時(shí)用作蒸發(fā)器。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種在區(qū)域與太陽能系統(tǒng)之間傳遞熱能的方法，該方法包括步驟:
[0021]提供被設(shè)置成接收從太陽能輻射生成的能量的第一熱交換系統(tǒng)，第一熱交換系統(tǒng)包括噴射器并且被設(shè)置成在第一熱交換系統(tǒng)與區(qū)域之間傳遞熱能；
[0022]提供被使用除太陽能能量源之外的源來操作的第二熱交換系統(tǒng)；以及
[0023]直接地或間接地從區(qū)域向第二熱交換系統(tǒng)傳遞熱能并且將所述熱能的至少一部分直接地或間接地傳遞至第一熱交換系統(tǒng)和用于加熱水的系統(tǒng)中的至少一個(gè)系統(tǒng)。
[0024]例如，被傳遞至第一熱交換系統(tǒng)的熱能的至少一部分可以用于噴射器的工作。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]為了可以更清楚地確定本發(fā)明，現(xiàn)在將參照附圖、僅通過示例來描述本發(fā)明的實(shí)施方式，附圖中:
[0026]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的太陽能系統(tǒng)的示意圖，太陽能系統(tǒng)被設(shè)置成在加熱模式下工作；
[0027]圖2是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的太陽能系統(tǒng)的示意圖，太陽能系統(tǒng)被設(shè)置成在冷卻模式下工作；以及
[0028]圖3是圖示了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的一種在圖1的太陽能系統(tǒng)與區(qū)域之間傳遞熱量的方法的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0029]圖1示出了用于在加熱或冷卻區(qū)域時(shí)使用的太陽能系統(tǒng)100的示例。系統(tǒng)100可以在參照?qǐng)D1更詳細(xì)描述的加熱模式下以及在參照?qǐng)D2更詳細(xì)描述的冷卻模式下工作。
[0030]通常，系統(tǒng)100被設(shè)置使得系統(tǒng)100的第一熱交換系統(tǒng)102由從太陽能收集器104獲得的熱能來驅(qū)動(dòng)，并且第一熱交換系統(tǒng)102被設(shè)置成以使得能夠加熱或冷卻區(qū)域的方式來交換熱量。
[0031]系統(tǒng)100還包括由傳統(tǒng)的能量源例如市電供電的第二熱交換系統(tǒng)106。例如在第一熱交換系統(tǒng)102沒有從太陽能收集器104接收足以滿足加熱或冷卻需求的熱能時(shí)，采用第二熱交換系統(tǒng)106以補(bǔ)償?shù)谝粺峤粨Q系統(tǒng)102。從而除第一熱交換系統(tǒng)102之外，第二熱交換系統(tǒng)106被設(shè)置成以能夠冷卻或加熱區(qū)域這樣的方式來交換熱能(“熱量”)。
[0032]系統(tǒng)100還被設(shè)置成從第二熱交換系統(tǒng)106傳遞熱量用于由第一熱交換系統(tǒng)102來使用。例如，當(dāng)?shù)诙峤粨Q系統(tǒng)106從用以冷卻區(qū)域的循環(huán)回路112移除熱量時(shí)，可以傳遞所移除的熱量用于由第一熱交換系統(tǒng)102來使用。
[0033]如先前所提及的，第一熱交換系統(tǒng)102由從太陽能收集器104獲得的熱量來驅(qū)動(dòng)。因此，從第二熱交換系統(tǒng)106提供附加的熱用于由第一熱交換系統(tǒng)102來使用將提高太陽能系統(tǒng)100的效率。
[0034]第二熱交換系統(tǒng)106還可以例如通過電動(dòng)壓縮機(jī)的工作產(chǎn)生其自己的熱量，并且該熱量還可以從第二熱交換系統(tǒng)106被傳遞用于由第一熱交換系統(tǒng)102來使用。
[0035]可以從第二熱交換系統(tǒng)106向包括太陽能收集器104的太陽能回路114傳遞熱量，使得提供至第一熱交換系統(tǒng)102的熱量的總量大于由太陽能收集器104單獨(dú)提供的熱量。替選地，以及在參照附圖更詳細(xì)地描述的示例中，可以經(jīng)由中間熱交換系統(tǒng)例如熱水系統(tǒng)116從第二熱交換系統(tǒng)106向第一熱交換系統(tǒng)102傳遞熱量,熱水系統(tǒng)116還被設(shè)置成接收來自太陽能收集器104的至少一些能量?？梢詷?gòu)思，可以通過其它方式例如通過將熱量直接傳遞至第一熱交換系統(tǒng)102來傳遞熱量用于由第一熱交換系統(tǒng)106來使用。
[0036]在一種示例中，第二熱交換系統(tǒng)106被設(shè)置成在太陽能系統(tǒng)100在冷卻模式下工作時(shí)將熱量傳遞至第一熱交換系統(tǒng)102。
[0037]應(yīng)當(dāng)理解，從第二熱交換系統(tǒng)106傳遞至第一熱交換系統(tǒng)102的熱量可以為來自區(qū)域的熱量和/或在工作期間由第二熱交換系統(tǒng)生成的熱量，例如由驅(qū)動(dòng)第二熱交換系統(tǒng)106的電動(dòng)壓縮機(jī)所產(chǎn)生的廢熱。
[0038]太陽能系統(tǒng)100可以包括控制系統(tǒng)(未示出)，控制系統(tǒng)被設(shè)置成改變從第二熱交換系統(tǒng)106傳遞至第一熱交換系統(tǒng)102的熱量的量?？刂葡到y(tǒng)是軟件控制的并且例如由用戶可編程，以與太陽能系統(tǒng)在加熱模式下工作時(shí)相比，增加在太陽能系統(tǒng)在冷卻模式下工作時(shí)從第二熱交換系統(tǒng)106傳遞至第一熱交換系統(tǒng)102的熱量的量。
[0039]在圖1所示的具體示例中，第一熱交換系統(tǒng)102包括噴射器108。噴射器108在被供應(yīng)來自太陽能收集器104的熱能時(shí)用作壓縮機(jī)。噴射器108從而使用從太陽能獲得的熱能。這與傳統(tǒng)的壓縮機(jī)例如在第二熱交換系統(tǒng)106中使用的電動(dòng)壓縮機(jī)110形成對(duì)比，在傳統(tǒng)的壓縮機(jī)中壓縮機(jī)由傳統(tǒng)的能量源例如市電來驅(qū)動(dòng)。
[0040]設(shè)置系統(tǒng)100以使由第一熱交換系統(tǒng)102對(duì)區(qū)域的冷卻或加熱的量最大化提供使在冷卻或加熱區(qū)域時(shí)使用的可再生能量的量最大化的優(yōu)點(diǎn)。在提供用于冷卻或加熱的能量的量不足的情形下，以傳統(tǒng)方式供電的第二熱交換系統(tǒng)106用于補(bǔ)充冷卻或加熱。
[0041]現(xiàn)在將參照?qǐng)D1和圖2更詳細(xì)地描述系統(tǒng)100在加熱模式下的工作。
[0042]除了第一熱交換系統(tǒng)102和第二熱交換系統(tǒng)106之外，系統(tǒng)100還包括循環(huán)回路112，循環(huán)回路112被設(shè)置成與第一熱交換系統(tǒng)102和第二熱交換系統(tǒng)106中的每個(gè)熱交換系統(tǒng)交換熱量用于在向區(qū)域供應(yīng)對(duì)區(qū)域的冷卻或加熱時(shí)使用。系統(tǒng)100還包括太陽能回路114和太陽能熱水系統(tǒng)116,太陽能回路114被設(shè)置成向第一熱交換系統(tǒng)102和太陽能熱水系統(tǒng)116供應(yīng)從太陽能收集器104獲得的熱能。
[0043]系統(tǒng)100被設(shè)置成經(jīng)由適當(dāng)?shù)牧黧w傳遞熱能。例如，第一熱交換系統(tǒng)102和第二熱交換系統(tǒng)106利用制冷劑用于熱傳遞，循環(huán)回路112、太陽能回路114以及太陽能熱水系統(tǒng)116利用水用于熱傳遞(以及用于在太陽能熱水系統(tǒng)116的情況下供應(yīng)熱水)。
[0044]在加熱模式下，太陽能回路114將來自太陽能收集器104的熱能經(jīng)由蒸氣生成器(熱交換器)118傳遞至第一熱交換系統(tǒng)102。太陽能回路114中的水由在圖1中還被標(biāo)記為泵Pl的太陽能收集器循環(huán)泵115繞太陽能回路114來泵送。
[0045]如圖1所示的包括閥120a、120b以及120c的旁通閥系統(tǒng)Vl被設(shè)置(即旁通閥系統(tǒng)Vl被啟用)，使得由太陽能回路114供應(yīng)的熱能旁路噴射器回路124的噴射器108和冷凝器122。熱能流動(dòng)通過熱交換器126，熱交換器126在系統(tǒng)100在加熱模式下工作時(shí)用作冷凝器以從第一熱交換系統(tǒng)102向循環(huán)回路112傳遞熱量。
[0046]在已經(jīng)向循環(huán)回路112供應(yīng)至少一些熱能之后，經(jīng)冷卻的制冷劑流動(dòng)通過噴射器回路124的打開的膨脹閥128并且通過閥120c以由在圖1中還被標(biāo)記為泵P3的噴射器壓力泵130來泵送。
[0047]制冷劑然后流動(dòng)通過預(yù)熱器132，預(yù)熱器132被設(shè)置成在某些情況下例如在第二熱交換系統(tǒng)106在冷卻模式(如稍后更詳細(xì)地解釋的)下工作、第二熱交換系統(tǒng)106產(chǎn)生的熱量由熱水供應(yīng)系統(tǒng)116經(jīng)由減溫器回收時(shí)，使用來自熱水供應(yīng)系統(tǒng)116的熱量來加熱制冷劑。制冷劑然后返回生成器118，在生成器118處制冷劑被太陽能回路114進(jìn)一步加熱，制冷劑傳遞熱量通過第一熱交換系統(tǒng)102的循環(huán)再次開始。
[0048]如早先所提及的，第一熱交換系統(tǒng)102經(jīng)由熱交換器126向循環(huán)回路112傳遞熱量，熱交換器126在這種情形下用作傳統(tǒng)的液體到液體熱交換器,熱交換器126從第一熱交換系統(tǒng)102向循環(huán)回路112傳遞熱量。所傳遞的熱量加熱循環(huán)回路112中的水，水然后流動(dòng)通過在圖1中還被標(biāo)記為閥V2的循環(huán)回路熱交換器旁通閥134，旁通閥134被設(shè)置(即旁通閥134被停用)以將經(jīng)加熱的水引導(dǎo)至熱交換器136用于在區(qū)域提供熱量時(shí)使用。在本示例中，熱交換器136是用于冷卻或加熱區(qū)域的室內(nèi)熱交換單元。
[0049]已經(jīng)向熱交換器136提供至少一些熱量用于加熱區(qū)域的水然后流動(dòng)通過冷卻/加熱存儲(chǔ)裝置138，在冷卻/加熱存儲(chǔ)裝置138處附加的熱量可以被存儲(chǔ)在例如儲(chǔ)存器中。水從冷卻/加熱存儲(chǔ)裝置138流動(dòng)至在圖1中還被標(biāo)記為泵P5的循環(huán)回路泵140，水被泵送通過熱交換器126，在熱交換器126處熱量從第一熱交換系統(tǒng)102被傳遞至循環(huán)回路112，傳遞熱量通過循環(huán)回路112的循環(huán)再次開始。
[0050]如果系統(tǒng)100不向循環(huán)回路112供應(yīng)充足的熱量用于由熱交換器136來使用以加熱區(qū)域，則系統(tǒng)100被設(shè)置成向第二熱交換系統(tǒng)106提供動(dòng)力。在本示例中，第二熱交換系統(tǒng)106是可以在加熱模式或冷卻模式下工作的逆循環(huán)分離系統(tǒng)并且包括熱交換器142，熱交換器142被設(shè)置成在第二熱交換系統(tǒng)106與循環(huán)回路112之間傳遞熱量。在本示例中，第二熱交換系統(tǒng)106在加熱模式下工作,熱交換器142用作冷凝器以從第二熱交換系統(tǒng)106向循環(huán)回路Π2傳遞熱量。
[0051]第二熱交換系統(tǒng)106的壓縮機(jī)110被設(shè)置成接收來自除太陽能收集器104之外的源的動(dòng)力。在本具體示例中，壓縮機(jī)110是被設(shè)置成接收來自市電的電力的電動(dòng)壓縮機(jī)。壓縮機(jī)110壓縮在該階段為蒸氣的制冷劑。加壓后的制冷劑然后流動(dòng)通過減溫器144并且然后經(jīng)由換向閥146到達(dá)熱交換器142，在減溫器144處可以將過多的的熱從制冷劑傳遞至熱水供應(yīng)系統(tǒng)116。經(jīng)由減溫器144被傳遞至熱水供應(yīng)系統(tǒng)116的任何熱量可以經(jīng)由預(yù)熱器132傳遞至第一熱交換系統(tǒng)102。以這種方式，可以將來自第二熱交換系統(tǒng)106的熱量傳遞至第一熱交換系統(tǒng)102用于在驅(qū)動(dòng)噴射器108時(shí)使用。
[0052]應(yīng)當(dāng)理解，盡管可以使用減溫器144將過多的熱量從制冷劑傳遞至熱水供應(yīng)系統(tǒng)116，但是在加熱模式下優(yōu)選的是通過壓縮機(jī)減溫將熱量引導(dǎo)至熱交換器142。通常，當(dāng)系統(tǒng)在冷卻模式下工作時(shí)，過多的的熱量經(jīng)由減溫器144被傳遞至熱水供應(yīng)系統(tǒng)116，冷卻模式隨后參照?qǐng)D2進(jìn)行描述。
[0053]制冷劑在熱交換器142中冷凝成液體，熱量從熱交換器142傳遞至水，水流動(dòng)通過循環(huán)回路112用于由熱交換器136來使用以向區(qū)域提供熱量。
[0054]已經(jīng)向循環(huán)回路112傳遞至少一些熱量的制冷劑然后流動(dòng)通過降低制冷劑壓力的膨脹閥148。制冷劑然后流動(dòng)通過在該模式下用作蒸發(fā)器的熱交換器150，熱交換器150向制冷劑傳遞熱量以通過使用來自區(qū)域外部的熱量來蒸發(fā)并加熱制冷劑。制冷劑然后流回壓縮機(jī)110用于壓縮，向循環(huán)回路112傳遞熱量的循環(huán)再次開始。
[0055]系統(tǒng)100還被設(shè)置成根據(jù)需要(例如在第一熱交換系統(tǒng)102不滿足加熱需求的情況下)傳遞來自冷卻/加熱存儲(chǔ)裝置138的熱量用于在循環(huán)回路中使用以向熱交換器136
提供熱量。
[0056]系統(tǒng)100還被設(shè)置成經(jīng)由太陽能熱水系統(tǒng)116提供太陽能熱水。太陽能熱水系統(tǒng)116從冷水源152接收水。水流動(dòng)通過預(yù)熱器154，預(yù)熱器154被設(shè)置成傳遞來自太陽能回路114的熱量以預(yù)熱水。水然后將至少一些熱量傳遞至熱水存儲(chǔ)裝置156，熱水存儲(chǔ)裝置156在本示例中為被設(shè)置成存儲(chǔ)熱水的水箱。水然后由在圖1中還被標(biāo)記為泵P2的熱水循環(huán)泵158泵送通過減溫器144，在減溫器144處在可用的情況下來自第二熱交換系統(tǒng)106的過多的熱量被傳遞至水。水然后流動(dòng)通過預(yù)熱器132，在預(yù)熱器132處熱量從水被傳遞至第一熱交換系統(tǒng)102中的制冷劑以預(yù)熱制冷劑。水然后通過生成器118，在生成器118處熱量從太陽能回路114被傳遞至水。經(jīng)加熱的水然后流動(dòng)至熱水存儲(chǔ)裝置156，在熱水存儲(chǔ)裝置156處熱水被存儲(chǔ)用于由熱水源160來使用。
[0057]現(xiàn)在將參照?qǐng)D2更詳細(xì)地描述系統(tǒng)100在冷卻模式下的工作。
[0058]在冷卻模式下，太陽能回路114將熱能從太陽能收集器104經(jīng)由生成器118傳遞至弟一熱父換系統(tǒng)102。芳通閥120a、120b以及120c (芳通閥系統(tǒng)VI)被設(shè)直(即芳通閥系統(tǒng)Vl被停用)，使得從太陽能回路114獲得的熱能被供應(yīng)至噴射器108。使用熱能的噴射器108用作壓縮機(jī)以對(duì)制冷劑(制冷劑在該階段為蒸氣)加壓。制冷劑然后流動(dòng)至冷凝器122，在冷凝器122處制冷劑被冷卻為高壓中溫液體。制冷劑然后由閥120c引導(dǎo)至膨脹閥128，在膨脹閥128處制冷劑的壓力被降低。制冷劑然后流動(dòng)通過用作蒸發(fā)器以吸收來自循環(huán)回路112的熱量的熱交換器126，以有效地冷卻循環(huán)回路112中的水并且將噴射器回路124中的制冷劑加熱為熱蒸氣。制冷劑然后返回噴射器108，在噴射器108處熱蒸氣被壓縮，循環(huán)被重復(fù)。
[0059]以這種方式，第一熱交換系統(tǒng)從循環(huán)回路112吸取熱量，從而將熱交換器136可以使用的冷傳遞至循環(huán)回路112以冷卻區(qū)域。
[0060]制冷劑的至少一部分由噴射器壓力泵130泵送通過預(yù)熱器132，在預(yù)熱器132處制冷劑可以吸收源自熱水供應(yīng)系統(tǒng)116中的減溫器144或熱水存儲(chǔ)裝置156的熱量；并且制冷劑然后到達(dá)生成器118，在生成器118處制冷劑被太陽能回路114再次加熱，制冷劑傳遞熱量通過第一熱交換系統(tǒng)102的循環(huán)再次開始。
[0061]如早先所提及的，第一熱交換系統(tǒng)102經(jīng)由熱交換器126傳遞來自循環(huán)回路112的熱能。熱傳遞會(huì)冷卻循環(huán)回路112中的水，水然后流動(dòng)通過循環(huán)回路熱交換器旁通閥134 (閥V2)，循環(huán)回路熱交換器旁通閥134 (閥V2)被設(shè)置(即旁通閥134被停用)成將經(jīng)冷卻的水引導(dǎo)至熱交換器136用于在冷卻區(qū)域時(shí)使用。
[0062]已經(jīng)冷卻室內(nèi)單元136的水然后流動(dòng)通過冷卻/加熱存儲(chǔ)裝置138，附加的“冷”可以存儲(chǔ)在冷卻/加熱存儲(chǔ)裝置138中。水從冷卻/加熱存儲(chǔ)裝置138流動(dòng)至循環(huán)回路泵140并且水被泵送通過熱交換器126，在熱交換器126處熱從循環(huán)回路112被傳遞至第一熱交換系統(tǒng)102，經(jīng)由循環(huán)回路112傳遞熱能的循環(huán)再次開始。
[0063]如果系統(tǒng)100未向循環(huán)回路112供應(yīng)足以由熱交換器136使用以冷卻區(qū)域的冷，則系統(tǒng)100被設(shè)置成在冷卻模式下工作時(shí)向第二熱交換系統(tǒng)106提供動(dòng)力，在冷卻模式下，熱交換器142用作蒸發(fā)器以將熱量從循環(huán)回路112傳遞至第二熱交換系統(tǒng)106中的制冷劑。
[0064]第二熱交換系統(tǒng)106的壓縮機(jī)110接收來自市電的電力并壓縮制冷劑。經(jīng)加熱并壓縮的制冷劑然后流動(dòng)通過減溫器144，在減溫器144處過多的熱量從制冷劑傳遞至熱水供應(yīng)系統(tǒng)116，制冷劑然后經(jīng)由換向閥146到達(dá)在該模式下用作冷凝器的熱交換器150。應(yīng)當(dāng)理解，過多的熱是否從減溫器144被傳遞至熱水供應(yīng)系統(tǒng)116取決于熱水循環(huán)泵158 (泵P2)是打開還是關(guān)閉。
[0065]經(jīng)由減溫器144被傳遞至熱水供應(yīng)系統(tǒng)116的任何熱量可以經(jīng)由預(yù)熱器132被傳遞至第一熱交換系統(tǒng)102。以這種方式，可以將來自第二熱交換系統(tǒng)106的熱量傳遞至第一熱交換系統(tǒng)102用于在驅(qū)動(dòng)噴射器108時(shí)使用。
[0066]如早先關(guān)于參照?qǐng)D1描述的冷卻模式所提及的，在太陽能系統(tǒng)100在冷卻模式下工作時(shí)，優(yōu)選的是從第二熱交換系統(tǒng)106向第一熱交換系統(tǒng)102傳遞熱量。以這種方式，從循環(huán)回路112移除的熱量沒有被浪費(fèi)，而是被傳遞至第一熱交換系統(tǒng)102用于在驅(qū)動(dòng)噴射器108時(shí)使用，從而提聞太陽能系統(tǒng)100的效率。
[0067]返回第二熱交換系統(tǒng)106的循環(huán)，制冷劑流動(dòng)至熱交換器150，在熱交換器150處制冷劑被冷凝為較冷的液體。
[0068]已經(jīng)通過熱交換器150的冷凝動(dòng)作被冷卻的制冷劑然后流動(dòng)通過膨脹閥148，以降低制冷劑的壓力。制冷劑然后流動(dòng)通過在該模式下用作蒸發(fā)器的熱交換器142，熱交換器142通過將熱量從循環(huán)回路112傳遞至制冷劑來使制冷劑蒸發(fā)。使制冷劑蒸發(fā)冷卻循環(huán)回路112中的水，并且經(jīng)加熱且蒸發(fā)的制冷劑流回壓縮機(jī)110，傳遞熱能的循環(huán)再次開始。
[0069]系統(tǒng)100還被設(shè)置成根據(jù)需要(例如在第一熱交換系統(tǒng)102不滿足冷卻需求的情況下)傳遞來自冷卻/加熱存儲(chǔ)裝置138的熱量用于在循環(huán)回路112中使用用于在熱交換器136冷卻區(qū)域時(shí)使用。
[0070]當(dāng)系統(tǒng)100以與系統(tǒng)100在加熱模式下工作時(shí)的方式相同的方式在冷卻模式下工作時(shí)，系統(tǒng)100還被設(shè)置成經(jīng)由熱水系統(tǒng)116提供太陽能熱水。
[0071]圖3圖示了一種在區(qū)域與太陽能系統(tǒng)100之間傳遞熱量的方法300。
[0072]方法300包括第一步驟302:例如經(jīng)由太陽能收集器104從太陽能能量源獲得能量。在步驟304中，將所獲得的能量提供至第一熱交換系統(tǒng)106。如早先所描述的，第一熱交換系統(tǒng)106包括噴射器108并且被設(shè)置用于與區(qū)域進(jìn)行熱交換，噴射器108被設(shè)置成使用所獲得的能量的至少一部分來工作。
[0073]在步驟306中，從除太陽能能量源之外的能量源例如傳統(tǒng)的市電的源獲得能量。在步驟308中，將從除太陽能源之外的源獲得的能量提供至第二熱交換系統(tǒng)106，如早先所描述的，第二熱交換系統(tǒng)106被設(shè)置成使用來自另外的能量源的能量來工作并且還被設(shè)置用于與區(qū)域進(jìn)行熱交換。
[0074]方法300還包括第五步驟310:傳遞來自第二熱交換系統(tǒng)106的熱量用于由第一熱交換系統(tǒng)102來使用。如早先所描述的，應(yīng)當(dāng)理解，從第二熱交換系統(tǒng)106傳遞至第一熱交換系統(tǒng)102的熱量可以為從區(qū)域獲得的熱量例如在冷卻區(qū)域時(shí)獲得的熱量、和/或在工作期間由第二熱交換系統(tǒng)106生成的熱量例如由壓縮機(jī)110生成的熱量。
[0075]另外，應(yīng)當(dāng)理解，從第二熱交換系統(tǒng)106傳遞的熱量可以經(jīng)由熱水系統(tǒng)116被傳遞至第一熱交換系統(tǒng)102，但是可以構(gòu)思的是，通過如下其它方式來傳遞熱量用于第一熱交換系統(tǒng)106來使用:例如通過將熱量直接傳遞至第一熱交換系統(tǒng)102，或通過將熱量傳遞至太陽能回路114，在太陽能回路114處熱量可以貢獻(xiàn)于由太陽能收集器104獲得的太陽能，并且然后熱量被傳遞至第一熱交換器102用于由噴射器108來使用。
[0076]對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言明顯的修改和變型被確定落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0077]在所附權(quán)利要求和本發(fā)明的在前描述中，除非上下文需要，否則由于表達(dá)用語或必要暗示，詞語“包括(comprise) ”或其變型例如“包括(comprises) ”或“包含(comprising) ”以包容性含義來使用，即在本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方式中指定所陳述的特征的存在但不排除另外的特征的存在或添加。
【權(quán)利要求】
1.一種太陽能系統(tǒng)，包括: 太陽能收集器，所述太陽能收集器用于提供從入射的太陽能輻射生成的能量； 第一熱交換系統(tǒng)，所述第一熱交換系統(tǒng)包括噴射器，所述噴射器被設(shè)置成使用由所述太陽能收集器提供的能量的至少一部分來工作；以及 第二熱交換系統(tǒng)，所述第二熱交換系統(tǒng)被設(shè)置成使用來自除太陽能源的源之外的能量源的能量來工作； 其中，所述太陽能系統(tǒng)被設(shè)置用于在所述第一熱交換系統(tǒng)與區(qū)域之間以及在所述第二熱交換系統(tǒng)與所述區(qū)域之間直接地或間接地傳遞熱能；以及 其中，所述太陽能系統(tǒng)被設(shè)置用于從所述第二熱交換系統(tǒng)直接地或間接地傳遞熱能用于由所述第一熱交換系統(tǒng)和用于加熱水的系統(tǒng)中的至少一個(gè)系統(tǒng)來使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能系統(tǒng)，其中，所述除太陽能能量源之外的能量源為電能源，以及其中，所述第二熱交換系統(tǒng)包括電動(dòng)壓縮機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太陽能系統(tǒng)，其中，所述太陽能系統(tǒng)被設(shè)置成直接從所述第二熱交換系統(tǒng)向所述第一熱交換系統(tǒng)的部件傳遞熱能。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太陽能系統(tǒng)，其中，所述太陽能系統(tǒng)被設(shè)置成經(jīng)由中間熱交換系統(tǒng)間接地從所述第二熱交換系統(tǒng)向所述第一熱交換系統(tǒng)傳遞所述熱能。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的太陽能系統(tǒng)，包括第一熱交換器和第二熱交換器，所述第一熱交換器用于從所述中間熱交換系統(tǒng)向所述第一熱交換系統(tǒng)傳遞熱能，所述第二熱交換器用于從所述第二熱交換系統(tǒng)向所述中間熱交換系統(tǒng)傳遞熱。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽能系統(tǒng)，其中，所述第一熱交換器為預(yù)熱器。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的太陽能系統(tǒng)，其中，所述第二熱交換器為減溫器。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的太陽能系統(tǒng)，包括所述用于加熱水的系統(tǒng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的太陽能系統(tǒng)，其中，所述太陽能系統(tǒng)被設(shè)置使得由所述太陽能收集器系統(tǒng)提供的能量的一部分被直接地或間接地傳遞至所述用于加熱水的系統(tǒng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的太陽能系統(tǒng)，其中，所述太陽能系統(tǒng)被設(shè)置使得由所述第二熱交換系統(tǒng)從所述區(qū)域傳遞的熱能的一部分被直接地或間接地傳遞至所述用于加熱水的系統(tǒng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的太陽能系統(tǒng)，其中，所述用于加熱水的系統(tǒng)形成中間熱交換系統(tǒng)的一部分。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的太陽能系統(tǒng)，其中，所述第二熱交換系統(tǒng)包括電動(dòng)壓縮機(jī)，并且所述太陽能系統(tǒng)被設(shè)置使得由所述壓縮機(jī)提供的過多的熱能被直接地或間接地傳遞至所述第一熱交換系統(tǒng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求8或在從屬于權(quán)利要求8時(shí)的權(quán)利要求9至12中任一項(xiàng)所述的太陽能系統(tǒng)，其中，所述第二熱交換系統(tǒng)包括電動(dòng)壓縮機(jī)，并且所述太陽能系統(tǒng)被設(shè)置使得由所述壓縮機(jī)提供的過多的熱能被直接地或間接地傳遞至所述用于加熱水的系統(tǒng)。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的太陽能系統(tǒng)，其中，所述第一熱交換系統(tǒng)被設(shè)置成在直接地或間接地向所述區(qū)域傳遞熱能(第一模式)與直接地或間接地從所述區(qū)域傳遞熱能(第二模式)之間可配置。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的太陽能系統(tǒng)，其中，所述第一熱交換系統(tǒng)包括噴射器回路并且被設(shè)置用于在所述第一工作模式下旁路所述噴射器回路的至少一部分，并且所述第一熱交換系統(tǒng)被設(shè)置使得在所述第二工作模式下不旁路所述噴射器回路的所述部分。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的太陽能系統(tǒng)，其中，所述第二熱交換系統(tǒng)被設(shè)置用于在用于加熱所述區(qū)域的第一模式與用于冷卻所述區(qū)域的第二模式之間選擇。
17.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的太陽能系統(tǒng)，包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)被設(shè)置成根據(jù)預(yù)定的或預(yù)選擇的加熱或冷卻條件來控制所述第二熱交換系統(tǒng)的冷卻或加熱貢獻(xiàn)。
18.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的太陽能系統(tǒng)，其中，所述第一熱交換系統(tǒng)和所述第二熱交換系統(tǒng)被設(shè)置成通過與循環(huán)回路交換熱量來間接地向或從所述區(qū)域傳遞熱能。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的太陽能系統(tǒng)，其中，所述第一熱交換系統(tǒng)和所述第二熱交換系統(tǒng)包括被設(shè)置成與所述循環(huán)回路交換熱量的熱交換器，并且其中，所述熱交換器被設(shè)置成在向所述循環(huán)回路傳遞熱能時(shí)用作冷凝器以及在從所述循環(huán)回路傳遞熱能時(shí)用作蒸發(fā)器。
20.一種在區(qū)域與太陽能系統(tǒng)之間傳遞熱能的方法，所述方法包括步驟: 提供被設(shè)置成接收從太陽能輻射生成的能量的第一熱交換系統(tǒng)，所述第一熱交換系統(tǒng)包括噴射器并且被設(shè)置成在所述第一熱交換系統(tǒng)與區(qū)域之間傳遞熱能； 提供被使用除太陽能能量源之外的源來操作的第二熱交換系統(tǒng)；以及 直接地或間接地從所述區(qū)域向所述第二熱交換系統(tǒng)傳遞熱能并且將所述熱能的至少一部分直接地或間接地傳遞至所述第一熱交換系統(tǒng)和用于加熱水的系統(tǒng)中的至少一個(gè)系統(tǒng)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，被傳遞至所述第一熱交換系統(tǒng)的所述熱能的至少一部分用于所述噴射器的工作。
【文檔編號(hào)】F24D12/00GK104364587SQ201380031191
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2013年6月11日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月12日
【發(fā)明者】邁克爾·丹尼斯 申請(qǐng)人:永久太陽能有限公司