一種跨季節儲能式供冷與供暖裝置及控制方法
【技術領域】
[0001]本本發明屬于新能源利用技術領域，具體涉及一種跨季節儲能式供冷與供暖裝置及控制方法。
【背景技術】
[0002]目前能源短缺是人類長期面臨的問題，加之生態環境日益惡化，發展可再生能源利用技術迫在眉睫。在建筑能耗中，暖通空調的能耗比例尤為巨大，因此降低暖通空調能耗是實現建筑節能的有效方式。儲能技術的應用在建筑空調節能技術中得到廣泛關注，那么為了實現低碳環保、降低能耗，人們將不斷探索新技術的應用。
【發明內容】
[0003]本發明目的在于應用天然冷熱源，跨季節儲熱或儲冷實現冬季向輻射末端供熱水、夏季向輻射末端供冷水的功能，可降低常規能源的消耗，并且減少碳排放。
[0004]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:
一種跨季節節能儲能式供冷與供暖用裝置，包括回收池、集熱場、換熱器和儲能罐A，集熱場的連接口 Ia通過電磁閥V2與儲能罐A的頂部連接口連接，集熱場的連接口 Ic依次通過電磁閥V6、水泵B與儲能罐A的底部連接口連接，所述儲能罐A的底部連接口還通過水泵A、電磁閥V4與換熱器的連接口 4a連接，所述換熱器通過電磁閥V8與回收池的連接口 5a連接，所述回收池還通過電磁閥VlO與集熱場連接，所述集熱場上還設置有注水口，所述注水口上設置有電磁閥Vl ；
所述集熱場內設置有液位傳感器Tl，所述儲能罐A內設置有液位傳感器T6 ;
在所述集熱場內還設置有溫度傳感器T5，在所述儲能罐A內還設置有溫度傳感器T2 ;所述電磁閥V1、電磁閥V2、電磁閥V4、電磁閥V6、電磁閥V8、電磁閥V10、液位傳感器Tl、液位傳感器T6、溫度傳感器T5、溫度傳感器T2、水泵A、水泵B連接到控制柜上。
[0005]作為本發明的進一步創新，所述裝置還包括儲能罐B，所述的集熱場出口 Ib通過閥門V3與儲能罐B頂部入口相連接，所述的儲能罐B底部出口依次通過水泵D、電磁閥V7與集熱場的入口管道Id連接，儲能罐B的出口端依次經過水泵C和閥門V5連接到換熱器入口 4b，所述換熱器還通過電磁閥V9與回收池的連接口 5b連接；
在儲能罐B內還設置有液位傳感器T7和溫度傳感器T3 ；
所述電磁閥V3、電磁閥V5、電磁閥V9、水泵C、水泵D、液位探測器T7、溫度傳感器T3與控制柜連接。
[0006]作為本發明的進一步創新，所述的換熱器末端出水口順次與閥門VI1、水泵E、分水器相連接，分水器與末端供水管段相連接；末端回水管段接入到集水器上，集水器出口經閥門V12與換熱器末端進水口相連接；所述的換熱器分別經電磁閥V13和電磁閥V14與補充能源的進口管段和出口管段相連接；所述的集熱場底部設有排水管道A，排水管道A上設有閥門V16，回收池底部設有排水管道B，排水管道B上設置關斷閥門V15。
[0007]一種跨季節節能儲能式供冷與供暖用裝置的控制方法，夏季儲熱時，首先上水管通過電磁閥Vl向集熱場注水，當集熱場I中的液位傳感器Tl傳輸到控制柜的液位信號到達設定值時，電磁閥Vl關閉，水在集熱場中吸收太陽能熱量加熱到設定溫度后，控制柜控制電磁閥V2打開，將集熱場中的水注入到儲能罐2中，周而復始將儲能罐A充滿水；當儲能罐A注滿水后，控制柜控制電磁閥V2關閉，電磁閥V3打開，從集熱場加熱到設定溫度的水注入儲能罐B中，周而復始將儲能罐B在充滿水；儲能罐A充滿水后系統將電磁閥V3關閉；當集熱場I水溫大于儲能罐中水溫一定溫差時，系統將控制兩者之間通過循環管道上的水泵B或水泵D自動開啟進行系統內溫差循環，當溫差減少到設定數值后水泵自動關閉，儲熱完成;
冬季采用儲能罐中熱水作為建筑物室內采暖的熱媒，采暖模式運行時，首先控制水泵A開啟，與換熱器中的末端水換熱后熱媒流入回收池中儲存，當末端換熱供水管道上設的溫度傳感器T4傳到控制柜的信號低于設定的溫度值時，將控制水泵A實現調節。當儲能罐的液位傳感器T6傳輸到控制柜的信號顯示熱水用完時，電磁閥V4關閉、V5打開，水泵C開啟，這時儲能罐B中的熱水流入到換熱器中，換熱完畢后流入回收池中存儲。
[0008]冬季，當儲能罐熱水用完后，可以進行儲冷模式，回收池中的水通過電磁閥VlO的開啟向集熱場中注入水，當到達設定液位時，電磁閥VlO關閉，待集熱場中的水達到設定的低溫時，控制柜控制電磁閥V2開啟，冷水注入到儲能罐中，周而復始將儲能罐注滿冷水后，電磁閥V2關閉。當集熱場水溫低于儲能罐中水溫一定溫差時，系統將控制兩者之間通過循環管道上的水泵B自動開啟進行系統內溫差循環，當溫差減少到設定數值后水泵自動關閉。同理，儲能罐B放空熱水后也進入到儲冷模式。
[0009]夏季制冷模式開始時，首先系統開啟水泵A，儲能罐中的冷水進入到換熱器與末端水換熱后流入到回收池中待用，當儲能罐中冷水用完時，系統控制電磁閥V4關閉，開啟電磁閥V2進入到儲熱模式。此時，水泵C開啟，儲能罐B進入制冷模式，儲能罐B中儲存的冷水經換熱器后，流入回收池中，回收池中的水通過電磁閥VlO的開啟和關閉間斷向集熱場注水。
[0010]本發明的有益效果是:
1、通過以上設置，本發明可充分利用自然冷熱源為建筑輻射末端提供制冷和采暖所需的空調水，本發明結構比較簡易，只需要簡單的安裝幾個罐體就可以實現整體功能。
[0011]2、本發明采用兩個儲能罐，極大的提升了系統儲冷和儲熱的能力，同時也提高了整套設備的續航能力。
[0012]3、本發明的集水器、分水器可以提高傳熱管道的鋪設數量，回收池可以提升系統內的儲水能力，防止水量不足，導致系統內溫過高或者過低引起的損壞。
[0013]4、本發明的自動控制單元可以進一步提高本裝置的效率，無需人工操作和干預就可以實現本裝置的全部功能，使得使用更加的便捷和安全。
【附圖說明】
[0014]下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
[0015]圖中:圖1為本發明系統原理圖
圖中集熱場；2儲能罐A ;3儲能罐B ;4換熱器；5回收池；6分水器；7集水器； 8控制柜；9水泵A;10水泵B;ll水泵C;12水泵D;13水泵E。
【具體實施方式】
[0016]現在結合附圖對本發明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發明的基本結構，因此其僅顯示與本發明有關的構成。
[0017]如圖1所示，一種跨季節儲能式供冷與供暖的裝置，主要由集熱場1、儲能罐A2、儲能罐B3、換熱器4、回收池5、分水器6、集水器7和控制柜8組成；所述的集熱場1，上接的入水管裝有電磁閥VI，集熱場I的出口 Ia順次與電磁閥V2、儲能罐A2頂部進口相連接，儲能罐A2底部出口順次與水泵B10、電磁閥V6、集熱場Ic入口管道連接；所述的儲能罐A2的出口端經過閥門V3連接到換熱器經過關斷閥門V5后，與回收池5入口 5a相連接；所述的集熱場出口 Ib，順次與閥門V2、儲能罐B3頂部入口相連接，所述的儲能罐B3底部出口順次與水泵D12、電磁閥V7、集熱場Id入口管道連接，儲能罐B3的出口端經過閥門V4連接到換熱器入口 4b，經過關斷閥門V9與回收池5入口端5b相連接。所述的回收池5出口端經過電磁閥VlO與集熱器I相連接。所述的換熱器4末端出水口順次與閥門VI1、水泵E13、分水器6相連接，分水器6與末端供水管段相連接；末端回水管段接入到集水器7，集水器7出口經閥門V12與換熱器4末端進水口相連接。所述的換熱器4經閥門V13與補充能源進口管段相連接、經閥門V14與補充能源出口管段相連接。所述的集熱場底部設有排水管道，其上設有閥門V16，回收池底部設有排水管道，其上設置關斷閥門V15。
[0018]所述的集熱場I內設置液位探測器Tl和溫度傳感器T5與控制柜8連接，儲能罐A2、3內部設有溫度傳感器T2、T3和液位探測器Τ6、Τ7與控制柜8相連接，末端供水管道上設有溫度傳感器Τ4與控制柜8相連接，所述的電磁閥V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7、V10、V11、V12、V13、V14均與控制柜8相連接。
[0019]集熱場I可以是采用磚塊水泥砌成的池子，也可以是太陽能集熱器，也可以是其他能夠收集天然冷能和熱能的裝置。
[0020]儲能罐A2和儲能罐B3布置于地下，罐頂距離地面至少I米，采用鋼筋混凝土砌成，做保溫處理；同時儲能罐的形狀不限于圓柱體，可以為長方體、球體等形式。
[0021]換熱器4外接熱源可以是地源熱泵、空氣源熱泵，但不限于這幾種輔助供能方式。
[0022]控制柜8的控制功能通過一塊可編程的PLC以及其擴展模塊實現，其中閥門控制輸入信號接到PLC數字量輸入接口，輸出信號與數字量輸出接口連接；液位傳感器的輸入信號、溫度傳感器的輸入信號以及變頻輸入水泵的信號分別接到PLC相對應的模擬量輸入接口，其相應的控制輸出信號接到模擬量輸出接口。通過導入其中的程序，對相關接入口、輸出口的動作，實現不同季節的運行