[发明专利]空气调节系统的太阳能驱动的致冷单元、太阳能驱动的加热单元、相应的设备及控制方法

说明书

技术领域

本发明的领域是利用太阳能的空气调节系统。更具体地，本发明涉及在全年中专门或主要基于太阳能运行的独立致冷单元，并且其已经提供有控制设备以在日周期的至少一部分上确保该单元令人满意的平均能量性能。

背景技术

使用太阳能来产生致冷几十年来已经是技术发展的主题。这种技术设备的实施使得能显著降低与在生活场所、办公室或商业场逐渐增加空气调节的使用相关的能量消耗，这当然对经济平衡、能源独立以及环境保护有冲击，尤其是在具有高百分比太阳照射的地理区域。

在各种可能的技术方案中，由太阳能收集器所吸收的热所驱动的吸收装置(也称为吸收致冷机，缩写为吸收机)的使用被认为是最有希望的可能性之一。

基于这种吸收致冷机的致冷单元的发展和分布然而已经受到其高制造成本的不利影响，尤其是由于太阳能收集器的高成本。在这种单元收回投资成本之前所需的时间目前估计为数十年。

这些致冷单元的第二个已知缺点当然是其操作依赖于太阳照射的时间。

第一种现有技术建议将这种单元与将热供应至吸收机中的锅炉形成装置的互补设备(例如气体或燃料锅炉燃烧器，或者电加热电阻器)相组合，以补偿太阳照射不足的时间。

第二种技术包括在能量消耗的非高峰时期将由电阻器加热的水收集在存储容器中以在太阳照射不足的时期恢复。

在任何情况下，取决于太阳照射百分比的缺点通常导致这样的考虑：太阳能供应仅构成额外供热。此外，一个共识是使用太阳能更加困难，因为所达到的温度水平低于用燃烧器或电阻器所获得的温度。

而且，另外的问题在于要能使这种致冷单元的启动时间降低至适合的时间。

第一种已知的技术方案建议使用真空太阳能收集器，其热性能使得能将在收集器中循环的流体加热至比在其它类型太阳能收集器中所达到的要高的温度，以抵消源自于致冷剂单元的流体回路的启动的热惯性。

然而，这种技术方案导致致冷单元的成本增加。

现有技术已知的另一种技术方案包括借助于前述附加的供热系统预热在吸收机中循环的流体。

通常，已知技术的实施导致致冷单元的额外生产成本并且使得这个单元不够坚固，控制更加复杂，并且因此不够可靠。

换言之，已知技术昂贵和/或如果要维持可接受的性能的话则能耗高，并且因此不令人满意。

发明内容

本发明具体地要克服现有技术的这些缺点。更具体地，本发明的目标是提供一种独立的太阳能驱动的致冷单元，即没有另外的供热系统。

本发明的另一目标是提供一种生产简单且便宜的太阳能驱动的致冷单元。

本发明还要提供一种用于空气调节系统的太阳能驱动的致冷单元，其使得能覆盖在早期使用其的建筑物的空气调节需求。

本发明的另一目标是提供一种能在任何季节工作的太阳能驱动的致冷单元。

本发明还要提供一种具有可靠的自动化控制系统的太阳能驱动的致冷系统。

这些目标以及下面提及的其它目标由一种用于空气调节系统的太阳能驱动的致冷单元来实现，该系统包括至少第一换热器，该致冷单元包括：

-包括锅炉形成装置和蒸发器形成装置的吸收装置，其中蒸发器形成装置包括至少一个第二热交换器并且锅炉形成装置包括至少一个第三热交换器；

-多个太阳能收集器；

-位于第一热交换器和第二热交换器之间的第一冷却剂回路；以及

-位于第三热交换器和多个太阳能收集器之间的第二传热流体回路，其中第二回路包括至少一个将传热流体供应至多个太阳能收集器的循环泵，以及至少一个用来在多个太阳能收集器的出口处测量传热流体温度的温度传感器。

根据本发明，这种太阳能驱动的致冷单元包括用于根据在多个太阳能收集器的出口处由温度传感器测量的温度来改变循环泵的操作流量的装置。

因而，本发明提出了用于仅依赖于太阳能运行的用于空气调节系统的独立的致冷单元。

系统的控制也简单且可靠，因为其根据单个温度测量点来实施。另外，通过作用于循环泵的操作流量而不是作用于布置在第二传热流体回路的阀上，很好地防止了与流体回路的分支中的不良流体配平相关的故障。

有利地，第二传热流体回路包括：至少一个旁路，其具有至少包括循环泵的第一分支和第二分支；以及至少一个作用于在旁路的第二分支中循环的流体流上的阀。

作用于旁路上的阀因而使得能将离开太阳能收集器的传热流体直接导向至这些收集器的入口以加速传热流体的加热。这个阀还允许控制循环至锅炉形成装置的传热流体的温度。