專利名稱：一種太陽能熱電聯產蓄冷式別墅中央空調系統的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種中央空調制冷領域，特別涉及一種太陽能熱電聯產蓄冷式別墅中央空調系統。
背景技術：
太陽能光伏發(fā)電技術早在幾十年前已經商業(yè)化生產并與蓄電技術結合應用與太陽能發(fā)電，然而太陽能電池板的發(fā)電效率一直較低，普通電池板發(fā)電效率大都在16%以下， 雖然經過材料改進發(fā)電效率有所提高，但由于其高昂的價格，離推廣應用還有較遠的距離。 目前市場上太陽能電池在實際應用中，有80%太陽能并沒有轉化成電能，而是轉化成了熱能，當太陽輻射較強時，太陽能電池的光電轉換效率會因溫度升高而降低。冰蓄冷作為新世紀的重要節(jié)能手段發(fā)展方向之一，是造福人類并具有廣闊發(fā)展前景的新技術，有著良好的社會效益和經濟效益。在節(jié)能減排方面有著自己獨特的優(yōu)勢，在世界能源和環(huán)保日益重要的今天，冰蓄冷將作為我國電力移峰填谷，提高電網用電負荷率，改善電力投資綜合效益和減少CO2、硫化物排放量來保護環(huán)境的重要手段。目前蓄冷空調商業(yè)發(fā)展前景較好的應用采用的節(jié)能原理為利用夜間電網用電量需求較小，電價較低的特點而進行夜間制冷工作， 通過一定的工質將冷量蓄存起來以供白天制冷需要，利用電價差為用戶節(jié)省中央空調運行費用達40%。但是蓄冷中央空調依然消耗了大量電能，雖然利用政策性的電價差達到經濟上的效益，并沒有減少煤炭的使用量。目前公開的專利主要有
1、上海市寶山區(qū)環(huán)鎮(zhèn)北路400弄204室的胡侃發(fā)明的一種新型的地熱能太陽能中央空調系統，專利號CN200910052194. 9。2、浙江日麗太陽能制品有限公司的王才法發(fā)明的一種太陽能中央空調，專利號 CN200920192168. 1。3、浙江聯豐制冷機有限公司的王紅斌發(fā)明的小型太陽能中央空調機組，專利號 CN200820169115. 3。4、河北省石家莊市高新區(qū)長江大道1號2-3-302的董建亭發(fā)明的太陽能中央空調系統，專利號 CN200820077134. 3。5、山西省太原市西山焦煤集團第三中學范毓仙轉的高源、范毓林發(fā)明的太陽能中央空調，專利號CN200620023716. 4。6、山東省東營市東營區(qū)北二路488號的陳世超等人發(fā)明的多功能太陽能中央空調裝置，專利號 CN2004100;35460. 4。以上專利大都采用太陽能集熱的方式來達到制冷/制熱的目的，沒有通過提高太陽能發(fā)電效率結合蓄冷技術來達到節(jié)能減排的目的。
發(fā)明內容
本發(fā)明是針對現有中央空調耗電大的問題，提出了一種太陽能熱電聯產蓄冷式別墅中央空調系統，將太陽能與中央空調相結合，以滿足人們在追求舒適生活的同時又節(jié)能環(huán)保的要求。本發(fā)明的技術方案為一種太陽能熱電聯產蓄冷式別墅中央空調系統，冷卻水管網安裝于凹形反射面太陽能電池板背面，冷卻水經冷水進水管進入冷水儲水箱，經冷卻管進水管進入冷卻水管網，加熱后的冷卻水經冷卻管出水管回到熱水儲存箱，然后由水泵送經集熱管進水管道送入太陽能集熱管進一步加熱；太陽能電池板將熱能轉換為電能送光伏電池，光伏電池產生的電量儲存在電能儲能及穩(wěn)壓裝置中，電能儲能及穩(wěn)壓裝置穩(wěn)壓后將輸出電流供給雙工況機組；雙工況機組輸出一路通過第一閥門進入冰桶，另一路通過第二閥門進入換熱裝置；冰桶輸出一路通過第三閥門進入換熱裝置，另一路通過第四閥門到冷卻工質循環(huán)泵進入雙工況機組；換熱裝置一路輸出通過第五閥門到冷卻工質循環(huán)泵進入雙工況機組，另一路通過送風機到端管再到室內風機。所述冷卻水管網采用換熱性能良好的材料，與太陽能電池板采用銅管膜式板壁接觸。所述熱水儲存箱和冷水儲存箱外部采用隔熱材料。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明一種太陽能熱電聯產蓄冷式別墅中央空調系統， 采用該發(fā)明的中央空調系統，節(jié)能效果明顯，經濟效益良好，在利用太陽能發(fā)電制冷蓄冷、 夜間電網用電制冷蓄冷的同時，還可以獲得太陽能余熱的回收。該系統可連續(xù)工作，穩(wěn)定可罪。
圖1為本發(fā)明太陽能熱電聯產蓄冷式別墅中央空調系統結構示意圖。
具體實施例方式本光伏發(fā)電系統采用凹形太陽能電池板，由于太陽能電池板表面溫度的升高及對光線的選擇利用的特點，有80%太陽能并沒有轉化成電能。本系統采用水管冷卻太陽能電池板，降低太陽能電池表面的溫度，在一定程度上提高了其發(fā)電效率；凹形反射面則將太陽能電池板反射回來的太陽光經集熱管回收，加熱冷卻水，進一步提高冷卻水的溫度；加熱后的熱水送入到用戶，以供日常生活所需。太陽能電池板發(fā)出的電通過蓄能裝置供應到雙工況制冷機組，制冷機組產生的制冷功通過冰桶水蓄冷技術將冷功儲存起來，以便在白天需要制冷的時候給房間供冷；雙工況制冷機組在太陽能發(fā)電量不足的情況下，可以依靠電網電量保證其正常工作，在白天利用太陽能發(fā)電量制冷蓄冷的同時，也可以夜間利用電網低電價電量來蓄冷，以供白天制冷需求。在太陽能充足的時候該系統可以部分或者全部替代制冷系統對電網消耗的電能，在陰雨天氣，該制冷系統可以完全依靠電網電能來實現制冷/ 制熱需要，使生活質量在節(jié)能環(huán)保的條件下不打折扣。如圖1所示太陽能熱電聯產蓄冷式別墅中央空調系統結構示意圖，安裝在太陽能電池板17背面的冷卻水管網8，通過水冷可以將原有市場銷售光伏電池發(fā)電效率提高6 8個百分點，冷卻水因為吸收光伏電池的發(fā)熱量而被加熱。冷卻水經冷水進水管5進入冷水儲水箱2，經冷卻管進水管7進入冷卻水管網8，加熱后的冷卻水經冷卻管出水管6回到熱水儲存箱1，然后由水泵送經集熱管進水管道4送入太陽能集熱管3進一步加熱，之后回到用戶熱水器中以供使用。光伏電池產生的電量儲存在電能儲能及穩(wěn)壓裝置9中，然后穩(wěn)壓后輸出電流供給雙工況機組16，使其正常工作。夜間電價較低且沒有太陽能，此時啟動該系統制冷蓄冷管路系統關閉第二閥F2、第三閥F3、第五閥F5，打開第一閥F1、第四閥F4，在電網電流驅動下啟動雙工況機組16，工作工質在冷卻工質循環(huán)泵13的作用下將冰桶15中的水冷凍為冰或低溫冷水；白天陽光充足，光伏電池發(fā)電量供應到雙工況機組16，關閉第四閥F4，打開第一閥F1、第二閥F2、第三閥F3、第五閥F5，使冰桶和制冷機組同時工作，利用夜間儲存的冷功和太陽能發(fā)電量來制冷，在換熱裝置10中，經過降溫除菌補濕的空氣通過端管11分配到不同房間的室內機組12中。該系統通過閥的調節(jié)也可以使冰桶單獨工作， 調節(jié)方便，滿足不同制冷需求。 該系統太陽能光伏電池弧形板面要保持清潔且位于有效陽光照射充足的地方，其面積大小視不同工作場合需求而定。太陽能電池板冷卻水管網8應采用換熱性能良好的材料，以強化換熱量且管徑不宜過大，與光伏電池背面保持良好接觸，盡量增大接觸面積，本設計采用銅管膜式板壁接觸。熱水儲存箱1和冷水儲存箱2應采用隔熱性能好的材料，以避免熱量交換影響冷卻效果。冷卻水采用自來水，由水泵送入循環(huán)管路，水泵功率視不同情況而定。太陽能集熱管應保證良好的集熱性能。換熱裝置10應保證良好的換熱性能及表面潔凈度，這里采用板式換熱裝置，風機的選用根據不同工作場合而定。整個工質循環(huán)管路要保證良好的密封性，閥體啟動關閉靈活，雙工況機組功率可調，冰桶外層采用隔熱性能良好的材料，減少冷量損失，體積大小視工作場合而定且應該保證水有足夠的膨脹空間。
權利要求
1.一種太陽能熱電聯產蓄冷式別墅中央空調系統，其特征在于，冷卻水管網(8)安裝于凹形反射面太陽能電池板(17)背面，冷卻水經冷水進水管(5)進入冷水儲水箱(2)，經冷卻管進水管(7)進入冷卻水管網(8)，加熱后的冷卻水經冷卻管出水管(6)回到熱水儲存箱 (1)，然后由水泵送經集熱管進水管道(4)送入太陽能集熱管(3)進一步加熱；太陽能電池板將熱能轉換為電能送光伏電池，光伏電池產生的電量儲存在電能儲能及穩(wěn)壓裝置(9)中， 電能儲能及穩(wěn)壓裝置(9)穩(wěn)壓后將輸出電流供給雙工況機組(16)；雙工況機組(16)輸出一路通過第一閥門(Fl)進入冰桶(15)，另一路通過第二閥門(F2)進入換熱裝置(10)；冰桶(15 )輸出一路通過第三閥門(F3 )進入換熱裝置(10 )，另一路通過第四閥門(F4 )到冷卻工質循環(huán)泵(13)進入雙工況機組(16)；換熱裝置(10) 一路輸出通過第五閥門(F5)到冷卻工質循環(huán)泵(13)進入雙工況機組(16)，另一路通過送風機(14)到端管(11)再到室內風機 (12)。
2.根據權利要求1所述太陽能熱電聯產蓄冷式別墅中央空調系統，其特征在于，所述冷卻水管網(8)采用換熱性能良好的材料，與太陽能電池板采用銅管膜式板壁接觸。
3.根據權利要求1所述太陽能熱電聯產蓄冷式別墅中央空調系統，其特征在于，所述熱水儲存箱(1)和冷水儲存箱(2 )外部采用隔熱材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種太陽能熱電聯產蓄冷式別墅中央空調系統，凹形反射面則將太陽能電池板反射回來的太陽光經集熱管回收，加熱冷卻水，進一步提高冷卻水的溫度；加熱后的熱水送入到用戶，以供日常生活所需。太陽能電池板采集能量通過蓄能裝置供應到雙工況制冷機組，制冷機組產生的制冷功通過冰桶水蓄冷技術將冷功儲存起來，以便在白天需要制冷的時候給房間供冷；雙工況制冷機組在太陽能發(fā)電量不足的情況下，可以依靠電網電量保證其正常工作，在白天利用太陽能發(fā)電量制冷蓄冷的同時，也可以夜間利用電網低電價電量來蓄冷，以供白天制冷需求。節(jié)能效果明顯，經濟效益良好，在利用太陽能發(fā)電制冷蓄冷、夜間電網用電制冷蓄冷的同時，還可以獲得太陽能余熱的回收。
文檔編號F24F5/00GK102425827SQ201110229088
公開日2012年4月25日 申請日期2011年8月11日 優(yōu)先權日2011年8月11日
發(fā)明者代學偉, 任建興, 馮巧波, 吳業(yè)成, 吳江, 姜未汀, 方繼輝, 朱群志, 李彥, 李琦芬, 龔海榮 申請人:上海電力學院