燃气炉与太阳能联合采暖和制冷系统

燃气炉与太阳能联合采暖和制冷系统

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二书

1 燃气炉与太阳能联合热水系统：不论是冬季采暖，夏季制冷，还是直接为用户提供热水，利用的都是燃气炉与太阳能联合系统生产的热水。

2 燃气炉与太阳能联合采暖系统，采暖系统设计的思路是：首先用太阳能集热器产生的热水来采暖，当水温不足（或者水量不够）时，再启动燃气炉，加热已经过太阳能集热器加热过的水，以满足采暖的要求。

太阳能部分的工作情况：当T b达到要求的温度，而且Ts超过了回流温度, 在采暖部分进行换热之前，太阳能部分的三通阀由底部盘管转向散热器, 了保证Tb要求之外，三通阀将优先考虑转向保证热水供应的方向。

燃气炉工作情况：在采暖完成以后，当温度计显示温度过低时，燃气炉开始工作，直到蓄热箱顶部的换热器的水温，Tt达到预定值为止。

3,燃气炉与太阳能联合制冷系统：制冷系统主要由燃气炉与太阳能联合（参照图1）热水系统，吸收式制冷机和中央空调系统组成。

燃气炉与太阳能联合采暖和制冷系统

技术领域背景技术发明内容

㈠燃气炉与太阳能联合热水系统

不论是冬季采暖，夏季制冷，还是直接为用户提供热水，利用的都是燃气炉与太阳能联合系统生产的热水。联合热水系统如图1所示，其工作情况如下。

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1-1太阳能加热系统的工作原理：太阳能加热系统可以直接给用户提供

热水。当太阳能加热系统提供热水的水量和水温能满足要求时，就不需要启动燃气炉加热系统。太阳能加热系统也可以加热蓄热箱里的水，当平板集热器探测器的温度T s高于蓄热箱底部探测器的温度T b时，太阳能系统循环泵被

打开，此时平板集热器的热水通过蓄热箱低部的盘管换热器给蓄热箱加热。

太阳能加热系统还能为燃气加热炉的进水加热，提高燃气加热炉的进水温度, 节省燃料。

1-2 燃气炉加热系统的工作原理：当位于蓄热箱顶部的温度计显示的温

度(T S )较低，不能满足用户的要求时，燃气炉的三通阀由供热水部分转向顶

部盘管，燃气炉水泵起动，燃烧器点燃，蓄热箱顶部的盘管换热器给蓄热箱加热，一旦蓄热箱中的热水温度达到了要求，温度控制器将把三通阀转向热水供应，另外，还可从蓄热箱取水，经燃气炉加热后直接供应给用户。

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1-3向用户提供热水

该系统向用户提供的热水可来自太阳能集热器，也可来自从蓄热箱，还可以来自燃气炉加热系统。

向用户提供的热水，应优先考虑从太阳能集热器和蓄热箱获得；当太阳能加热系统和蓄热箱系统的热水水温不能满足要求时，才启动燃气炉加热系统。

此时可直接获取热水，也可通过蓄热箱顶部的盘管换热器给蓄热箱加热，使蓄热箱中的水温达到使用要求。

㈡燃气炉与太阳能联合采暖系统

采暖系统设计的思路是：首先用太阳能集热器产生的热水来采暖, 当水温不足（或者水量不够）时，再启动燃气炉，加热已经过太阳能集热器加热过的水，以满足采暖的要求。

太阳能部分的工作情况：当T b达到要求的温度,而且T s超过了回

流温度，在采暖部分进行换热之前，太阳能部分的三通阀由底部盘管转向散热器，除了保证T b要求之外，三通阀将优先考虑转向保证热水供应的方向0

燃气炉工作情况：在采暖完成以后，当温度计显示温度过低时，燃气炉开始工作，直到蓄热箱顶部的换热器的水温T t达到预定值为止。

㈢燃气炉与太阳能联合制冷系统

制冷系统主要由燃气炉与太阳能联合（参照图1）热水系统’吸收式制冷机和中央空调系统组成、如图2所示。

3.1 吸收式制冷机的工作原理

氢作扩散剂。 使用氨、水、氢3剂的系统被称为三元吸收-扩散制冷系统。

制冷系统由 发生器、冷凝器、吸收器’蒸发器等组成，如图3所示。

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吸收式制冷是利用吸收剂和制冷剂来完成制冷的

。本系统用氨作制冷剂、水作吸收剂、

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在发生器中，浓氨水溶液被蓄热箱的热水加热，混合气体受热后沿虹吸管上升，当温度升高时，含氨较多的氨水溶液实现混合液分离。

由于水蒸气和氨蒸气的凝结温度不同，再加上精馏器内管的特殊构造, 使混合气体的流向和流速发生变化，达到部分气化，部分凝结,水蒸气首先净化凝结成水珠，并在精馏器管段的坡向位差的作用下流回发生器中。蒸发的氨蒸气经过精馏器分馏后进入冷凝器液化。在冷凝器中由于热氨蒸气与冷凝器的散热管进行热交换，由氨蒸气放热变为液态氨，在冷凝器出口处形成的高压氨液经管道送入蒸发器中。在蒸发器的进口处，液氨和含有氨气的氢气接触，使氨溶液在蒸发器内具有较小的分压力，所以氨液剧烈地沸腾气化（同时吸热），氨气扩散到混合气体中去，这样的蒸发过程通过蒸发器表面吸收热量，获得冷源（冷冻水）实现制冷的目的。

在上述过程中，蒸发器内的氨气与氨溶液部分气化形成的氨氢混合气体，使氨液在蒸发器内具有较小的压力，所以吸收式制冷不需要节流装置。氨氢混合气体从蒸发器进入吸收器时,氨气被来自发生器的稀氨溶液吸收，形成的浓氨溶液从吸收器底部流回发生器，被分离的氨气则通过管路回到蒸发器，如此反复循环，实现连续制冷。

3.2 中央空调供冷方式

制取的9 C左右的冷水送到用户的风机盘管，然后返回冷水箱。

当天气不好、水温不够高时、开启燃气炉辅助升温，保证系统能全天候正常运行。

3.3系统的效率分析如图

如图3所示，太阳能制冷系统由太阳能集热系统附加一台吸收式制冷机组成。图中,Qg为输入制冷机发生器的能量（太阳能系统输

出能量）；Qa为冷却水从冷凝器带走的能量；Q C为蒸发器制冷能量

（从环境输入能量）Qe为太阳能集热面积上的太阳辐射能。显然Qg

+ Qe= Q a+Qe 。

制冷性能系数COPe= Qe/Qg ；太阳能集热效率，n e= Q g /Qs。系

统的制冷效率n s= Qe/Q s，一般来讲n c为0.24〜0. 3 0 ,再加

上有限的产热（在太阳辐射不太强的时候产生热水），系统总的效率不

超过40%。大量的热（Qa+Q e ），通过冷却塔释放回环境当中。冷却

水循环、冷却的过程中，水泵和风扇还要耗能，因此，传统的太阳能空

调系统在供冷时总效率很低。对此,我们提出了对传统系统的改造方

案一新型太阳能冷/热并供系统。

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4 新型太阳能冷/热并供系统

由图3可见,Qa和Qe为热损失，它们是影响太阳能空调系统效

率的主要因素。提高系统效率，应当在不影响制冷COPe的前提下，充

分利用Qa和Qe。为此，基于热泵原理，提出太阳能制冷/产热并

供系统新概念，系统如图4所示。