[發明專利]一種復合冷熱源系統及其控制方法

有效

• 申請號: 201310446789.9
• 申請日: 2013-09-27
• 公開（公告）號: CN104515321B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發明（設計）人: 陳廷敏;王學峰;趙寶山;張孝德;邱斌
• 申請（專利權）人: 寧夏銀晨太陽能科技有限公司
• 主分類號: F25B29/00
• 分類號: F25B29/00;F24F5/00;F24J2/04;F24F13/30;F24F11/00
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技術領域

本發明涉及空調領域，特別是一種空調所使用的復合冷熱源系統，以及該復合冷熱源系統的控制方法。

背景技術

在空調系統領域，節約能源是大勢所趨。傳統的空調系統依靠電力作為唯一的能源輸入，空調系統制冷時所產生的熱量被擴散入空氣中，即以空氣作為冷源。為了節約電力能源，現有技術中提出了多種采用多冷熱源構成的復合系統。例如，中國專利公開CN101988775A公開了一種同時利用了地源、空氣源和太陽能的復合冷熱源系統，中國實用新型專利CN202869082U公開了一種太陽能熱泵與光電結合的復合系統。但是，現有技術中所公開的多源系統中，太陽能集熱器所產生的能源均為通過熱交換器來接入復合系統中，作為傳熱介質的水在多種熱源之間循環。這種設計有兩個缺點：

一是目前常用的太陽能集熱器均附帶有一個容量有限的水箱，太陽能集熱器的集熱管（例如真空玻璃管）與水相中的水直接接觸并對其加熱。如果使用熱交換器將太陽能集熱器接入復合系統，則不僅需要至少一臺液-液熱交換器，還需要對現有的太陽能集熱器的結構做出改變，將其圓柱形水箱更換為便于換熱介質（一般為水）循環的設備，常為采用小而薄的水箱。如此，整套的空調系統不僅難以利用市場中廣泛銷售的現有產品，而且需要增加額外的設備，最終導致了產品成本的提升。太陽能集熱器水箱體積的縮小也直接導致了用戶可用熱水量的下降。

二是太陽能熱水器的循環水需要遍歷整個空調系統的水相管路，不僅導致水受到二次污染而不宜被直接作為熱水以供應用戶，而且用戶在使用熱水時、特別是進行諸如沐浴等大量耗水的用途時，水箱管路的水量迅速減少，嚴重影響了換熱效率乃至空調系統的穩定性。

另外，現有設計中，太陽能集熱器僅作為供熱源，而不具有儲熱功能，在夜晚條件下，一旦水箱中存儲的熱水耗盡，往往需要電加熱等手段來提供熱水，反而增加了電量的使用和能源的消耗。

發明內容

為解決現有技術中復合冷熱源系統需要特殊和額外設備、環境適應能力差等缺點，本發明提出了一種新的空調系統所使用的復合冷熱源系統，構成所述復合冷熱源系統的設備包括壓縮機（1）、空氣散熱器（2）、中間桶（3）、換熱盤管（4）、太陽能集熱器水箱（5）和太陽能集熱器面板（6），

所述復合冷熱源系統包括制冷劑循環管路（7）和水循環管路（8），

所述壓縮機（1）和換熱盤管（4）位于制冷劑循環管路（7）之上，壓縮機（1）與空氣散熱器（2）并聯，空氣散熱器（2）前后分別設置有制冷劑閥門1（10-1）和制冷劑閥門2（10-2），壓縮機（1）與空氣散熱器（2）的并聯管路與制冷劑閥門3（10-3）和換熱盤管（4）串聯，

所述換熱盤管（4）位于中間桶（3）底部，其高度不超過中間桶（3）高度的1/5，

所述中間桶（3）和太陽能集熱器水箱（5）依次位于水循環管路（8）之上，中間桶至上而下1/3高度處設有水閥門1（9-1）和水閥門（9-3）、中間桶自下而上1/3高度處設有水閥門2（9-2）和水閥門4（9-4），水閥門1（9-1）和水閥門2（9-2）所在管路合流后引入太陽能集熱器水箱（5），水閥門3（9-3）和水閥門4（9-4）所在管路合流后引入太陽能集熱器水箱（5），所述水循環管路（8）上還設置有水循環泵，

太陽能集熱器面板（6）集熱管末端伸入太陽能集熱器水箱（5）中，太陽能集熱器水箱（5）設有熱水出口，

中間桶（3）頂部設有冷水入口，中間桶（5）水位不低于中間桶高度的4/5，中間桶外部設有保溫隔熱層。

所述復合冷熱源系統的控制分為白天和夜間兩種情況。

白天，太陽能集熱器提供大量熱源，并對太陽能集熱器水箱（5）中的水加熱。當太陽能集熱器水箱（5）的水達到設定溫度T_高時，熱水流入中間桶（5）中以存儲熱能；當太陽能集熱器水箱（5）的水低于T_低時，則關閉水循環管路的閥門，從而對太陽能集熱器水箱（5）中的水進行加熱。當流出壓縮機的制冷劑的溫度低于警告溫度T_警時，制冷劑僅通過加熱盤管（4）散熱，從而對中間桶（3）底部的水進行加熱；當高于T_警時，則僅通過空氣散熱器（2）對制冷劑降溫。

所述T_高為75-90℃，優選85℃；所述T_低為35-45℃，優選40℃。所述T_警為35-45℃，優選40℃。

其具體流程為：