专利名称：太阳能地板辐射采暖、制冷及热水供应装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种太阳能利用装置，特别是一种太阳能地板辐射采暖、制冷及热水供应装置。
目前，国内外的建筑采暖、制冷，其能源主要还是采用煤、油、气、电等不可再生的能源，这些能源的大量使用，不但消耗了有限的地球资源，而且造成了严重的环境污染。然而利用可再生能源，尤其是利用太阳能进行建筑采暖、制冷的系统还比较少。最近国内外也出现了一些相应的系统形式，但是这些系统还存在一些问题。
1、系统冬季末端的发热体使用散热器。由于散热器的散热面积较小，而太阳能集热的温度又不是很高，所以散热效果较差，太阳能的利用率较低。
2、系统主要为商业、工业建筑设计，不适合民用建筑的使用。其采暖、制冷的方式均不是辐射换热的方式，增加了太阳能利用的难度。
3、现有系统形式复杂，造价高，难于在民用建筑中推广使用。
4、系统的可操作性差，使用过程中的技术要求高，使用的稳定性、安全性没有保证。
本实用新型的目的是提供一种太阳能地板辐射采暖、制冷及热水供应装置，其散热面积大，散热效果好，太阳能利用率高，具有采暖、制冷及供应热水等多功能，且结构简单，造价低，使用经济性、稳定性好。
本实用新型的目的是按如下技术方案实现的。太阳能地板辐射采暖、制冷及热水供应装置，其特征是它包括太阳能集热器、地板盘管、蓄热水箱，在所述太阳能集热器的介质进口和出口之间连接有位于蓄热水箱中的采暖制冷换热盘管，而蓄热水箱的入水口和出水口分别与地板盘管的二端相连；所述地板盘管布置于房间内，被安放在原地面上铺设的保温层上，并用豆石混凝土铺设在地板盘管上，最上层铺设新建地面。还装有溴化锂冷水机组，其冷水出、入口分别与地板盘管的二端相连，其热水出、入口分别与采暖制冷蓄热水箱的入水、出水口相连。还具有生活蓄热水箱，在该水箱中的生活换热盘管的二端分别与太阳能集热的介质进口和出口相连。本实用新型采用地板辐射采暖，将发热体布置在房间内全部的地面下面，既用于采暖也用于制冷，同时也大大增加了其加热或制冷面积，增加其效果，更主要的是解决了太阳能吸热温度不够高的缺点，使太阳能得以充分利用，提高了其利用率，由于采用太阳能集热器、蓄热水箱、溴化锂冷水机组，及地板盘管结构，使其可用于采暖、制冷，通过增设生活蓄热器可提供生活用水，形成了多功能的太阳能装置。采用辅助热源用来调节采暖制冷蓄热水箱的出力。用蓄冷水箱来调节溴化锂冷水机组的出力。通过生活蓄热水箱来提供生活用水。
以下结合附图以实施例做具体介绍。
图1为本实用新型的原理图，图2为
图1中的A-A放大剖视图(逆时针转90度)。
图中代号1太阳能集热器 2采暖制冷蓄热水箱3溴化锂冷水机组 4蓄冷水箱5地板盘管 6生活蓄热水箱7开水器 8辅助热源9采暖制冷换热盘管 10生活换热盘管11饮水换热盘管 12新建地面13豆石混凝土14膨胀缝15外缘保温层16保温层17原地面B1热水循环泵B2集热循环泵B3冷水循环泵V1、V2、V4-V13阀门如
图1，本实用新型太阳能地板辐射采暖、制冷及热水供应装置包括太阳能集热器1、地板盘管5、采暖制冷蓄热水箱2，在太阳能集热器1的介质进口和出口之间连有位于采暖制冷蓄热水箱2中的采暖制冷换热盘管9，蓄热水箱2的进水口和出水口分别与地面板盘管5的二端相连。如图2，示出了地板盘管5的安装结构，地板盘管5布置于房间内，位于铺设在原地面17上的保温层16上，用豆石混凝土13铺设在地板盘管9上，以保证地面温度均匀，保护管道，起到蓄热作用，并将其砌筑固定，中间留有膨胀缝14，并用外缘保温层15围住，在最上层铺设新建地面12，如地板或地面砖等。如
图1，在蓄热水箱2的出水口与地板盘管5间的管路上，与阀门V4并联有辅助热源8，用于将蓄热水箱2中的水加热。在地板盘管5的进水口和出水口之间装有溴化锂冷水机组3。在地板盘管5的进水口和出水口之间还装有与溴化锂冷水机组3并联的蓄冷水箱4。生活蓄热水箱6用于供给生活用水，在该水箱中穿过生活换热盘管10，该生活盘管10的回路与采暖制冷换热盘管9成并联方式，其二端与太阳能集热器1相连，在生活蓄热水箱6中还装有电热器6A，二者均用于加热该水箱6中的水，还具有出口接洗浴间，盘管11的二端分别与自来水和开水器7相连，用于供给开水。
本装置是一个间接式的系统，即太阳能集热系统和热水利用系统是两个各自封闭的系统，系统间靠换热达到热量交换的目的。
(1)太阳能集热部分的循环集热器1可以根据水温的要求采取串、并联方式，集热器1中的介质在泵B2的作用下，在集热回路中循环流动。介质在集热器1中吸热升温后，进入生活蓄热水箱6和采暖制冷蓄热水箱2中的换热盘管10、9中，和各水箱中的水进行换热，将热量传递给各水箱中的水，使各水箱中的水升温，同时，循环介质的温度降低，然后循环介质再次进入太阳能集热器1吸收热量，如此循环，达到连续集热和蓄热的目的。当集热系统的集热量不足时可以关闭阀门V2，使全部的集热介质都进入采暖制冷蓄热水箱2进行换热。
(2)采暖制冷系统的循环
a、冬季工况将阀门V5、V6开启，阀门V7、V8、V9、V10、V11、V12、V13关闭，冷水循环泵B3也处于关闭状态。在泵B1的作用下，采暖蓄热水箱2中的热水进入地下盘管5，将整个地面加热，靠地面与房间的辐射换热，使房间温度保持在一个适宜的水平。水流经房间地板下盘管5后，温度降低，再进入采暖蓄热水箱2，经换热后水温再次升高，再进入地下盘管5换热，如此往复。在循环过程中，如果蓄热水箱2中的水温过低，不能满足采暖的需求，就关闭阀门V4，同时将辅助热源8开启，以补充不足的热量。
b、夏季工况启动泵B3，开启阀门V7、V8、V11、V12，关闭阀门V5、V6。此时在太阳能制冷系统里，在溴化锂制冷机3处，将系统又分成两个独立循环的部分。在B1的作用下，由采暖制冷蓄热水箱2中出来的热水，进入溴化锂吸收式冷水机组3的发生器，将热量传递给冷水机组3后水温降低，降温后的水再回到蓄热水箱2，如此循环往复。若水温偏低，也可以启动辅助热源8进行热量的补充。溴化锂冷水机组3，在热水的热力补偿下，产生出温度较低的冷水，若阀门V9、V10关闭，冷水可以直接进入地板下盘管5进行换热，将制冷房间内的热量带走，水升温后由V12进入冷水机组3再次被冷却，如此循环。如果产生的冷水较多，需要蓄冷的时候，可以开启V9、V10，使部分冷水流经蓄冷水箱4，这样可以就可以将多余的冷量蓄存在蓄冷箱中4中，溴化锂吸收式冷水机组3的冷却水，直接由冷却塔进行冷却。在夏季工况中，泵B3负责由冷水机组3到地下盘管5，再回到冷水机组3的这一路循环的动力，泵B1负责由蓄热水箱2到冷水机组3再回到蓄热水箱2这一路的动力。
c、控制太阳能集热部分的自动启闭，可以通过设定的集热器1介质出口和蓄热水箱2的温差来控制，当温差大于设定的启动温差时，太阳能集热循环泵B2自动启动，温差小于设定的关闭温差时，集热循环泵B2自动停止，也可以人为控制集热泵B2的开停。
太阳能地板辐射采暖、制冷循环部分的控制办法如下。冬季工况的切换采用手动控制，需要采暖时进入冬季工况，需要制冷时进入夏季工况，泵B3随切换到夏季工况而开启，随进入冬季工况而关闭。如果对辅助热源8和蓄冷水箱4进行自动控制，就可以按照设定的供水温度来控制其开闭，生活热水供应部分采用手动控制。用热水箱6中的热水可接出至洗浴间，或经盘管11将自来水加热后送至开水器7，也可用加热器6A将热水箱6内的水加热。
综上所述，本实用新型具有如下的优点1、采暖和制冷均采用地板辐射方式，整个地面做为采暖和制冷源，换热面积大，增强了换热效果，可节约20％左右的能量，室内人员舒适性增强，可使采暖供水温度较传统采暖方式的水温降低，采暖水温不高于60℃；制冷水温较传统方式提高，更适于太阳能的使用，提高了太阳能的利用率。
2、夏季就利用地板进行辐射制冷，不再使用其他设备，节约了投资，简化了系统形式。
3、配合良好的蓄热设备，将太阳能的利用时间延长，增加系统的经济性和稳定性。
4、可以和其他的能源形式联合运行。进行系统的优化设计，选择合理的辅助热源及其容量，既对太阳能集热系统进行必要的补充，又使系统的运行最经济和稳定。
5、可采用自动控制系统，人为控制和自动控制相互切换，既可以根据用户的要求自由设定，也可以按照事先定制的程序自动控制。做到根据日照情况自动启动和关闭太阳能的运行，也可以根据设定的水温启动辅助热源进行合理的补充，使太阳能采暖、制冷系统达到安全、稳定、高效的运行。
6、可以实现采暖、制冷、热水供应的多项目的，即冬天采暖、夏天制冷、过度季提供生活热水。
总之，太阳能地板辐射采暖、制冷及热水供应装置，由于采用可再生的太阳能作为热源，节约了宝贵的不可再生的化石燃料，由此也缓解了使用化石燃料造成的环境污染。适合在广泛的居民住宅及其他建筑形式中推广使用。
权利要求1.太阳能地板辐射采暖、制冷及热水供应装置，其特征是它包括太阳能集热器、地板盘管、蓄热水箱，在所述太阳能集热器的介质进口和出口之间连接有位于蓄热水箱中的采暖制冷换热盘管，而蓄热水箱的入水口和出水口分别与地板盘管的二端相连；所述地板盘管布置于房间内，被安放在原地面上铺设的保温层上，并用豆石混凝土铺设在地板盘管上，最上层铺设新建地面。
2.根据权利要求1所述太阳能地板辐射采暖、制冷及热水供应装置，其特征是在所述蓄热水箱的出水口与地板盘管之间的管路上，并联有辅助热源。
3.根据权利要求2所述太阳能地板辐射采暖、制冷及热水供应装置，其特征是还装有溴化锂冷水机组，其冷水出、入口分别与地板盘管的二端相连，其热水出、入口分别与采暖制冷蓄热水箱的入水、出水口相连。
4.根据权利要求3所述太阳能地板辐射采暖、制冷及热水供应装置，其特征是在所述地板盘管的二端外面的管路上还连有与溴化锂冷水机组并联的蓄冷水箱。
5.根据权利要求1或2或3或4所述太阳能地板辐射采暖、制冷及热水供应装置，其特征是还具有生活蓄热水箱，在该水箱中的生活换热盘管的二端分别与太阳能集热的介质进口和出口相连。
专利摘要太阳能地板辐射采暖、制冷及热水供应装置,其特征是:它包括太阳能集热器、地板盘管、蓄热水箱,在所述太阳能集热器的介质进口和出口之间连接有位于蓄热水箱中的采暖制冷换热盘管,而蓄热水箱的入水口和出水口分别与地板盘管的二端相连;所述地板盘管布置于房间内,被安放在原地面上铺设的保温层上,并用豆石混凝土铺设在地板盘管上,最上层铺设新建地面;本实用新型散热面积大,能充分利用太阳能来加热,结构简单投资低,使用经济、稳定,适于在民用建筑及其它建筑中使用。
文档编号F25B30/06GK2482032SQ0122454
公开日2002年3月13日 申请日期2001年5月30日 优先权日2001年5月30日
发明者梁虎, 石磊, 张连强, 齐政新, 宋传祥 申请人:北京兖矿宏圣新技术发展有限公司