[发明专利]一种全天候太阳能供能系统

说明书

技术领域

本发明属于暖通空调技术应用领域，涉及室内热舒适度调节和系统节能过程，特别涉及一种全天候太阳能供能系统。

背景技术

能源短缺和环境污染是二十一世纪人类面临的首要问题，在各领域大力发展节能减排技术、寻求清洁可再生能源替代日渐枯竭的传统化石能源被认为是未来社会发展的唯一出路，也是国家中长期科学和技术发展规划纲要中重点发展的技术方向之一。这包含了两层含义，一是发展传统能源的节能技术和系统，二是寻找新能源和充分利用可再生能源。建筑能耗是整个社会能耗环节的重要组成部分，而以采暖空调为代表的能耗又占建筑总能耗的50％左右。采暖设备每年不仅消耗大量的煤炭、天然气、燃油等化石能源，而且会产生严重的环境污染和碳排放集中超标问题。发展建筑节能技术对减少整个社会的能源消耗并降低碳排放和缓解环境污染压力至关重要。发展建筑节能的手段同样从两方面入手，一是发展减少能源的消耗(如墙体保温、玻璃隔热、合理建筑结构等)的方法，二是使用可再生能源而减少对传统化石能源的消耗(如太阳能利用、地源热泵、水源热泵、空气源热泵等)。

我国北方地区太阳能辐射分布非常丰富。以西安为例，西安在热工分区中处于寒冷地区的南端，最冷月平均温度0～－10℃，采暖期有四个月，采暖所消耗的能耗占整个建筑能耗的50％。供暖期间的日平均总辐射量可达5～10MJ/m²，太阳能具有重要的利用价值。然而太阳能是一种不稳定的能源，在使用中受季节、气象、地域等因素影响较大，尤其是夜晚，无法提供充足和持续的能量供应。目前太阳能规模化热利用的最大障碍是太阳能的获取受制于气候因素，且不能全天候稳定供热。太阳能蓄热技术利用蓄热材料的相变蓄热，可以有效的减小蓄积能量所需的容积，可以实现太阳能的充分和持续稳定利用，是解决这一问题的良好途径。

毛细管网辐射制冷技术已经在高档住宅和公共建筑中逐步得到了应用，并即将成为夏季供冷的重要方式和发展的方向之一，低温毛细管辐射采暖技术借鉴辐射供冷技术和地板采暖技术，以明敷或暗敷的塑胶材料毛细管网为辐射末端装置，依靠毛细管网提供较大的辐射换热面积和均匀的壁面温度，达到无吹风感的舒适采暖效果。毛细管网的另一个显著特点是管道中介质流速低，进出口的换热温差较小，一般只有2～4℃，按照我国采暖设计标准，冬季室内供暖设计温度为18～20℃，因此，毛细管网内供暖介质的温度可以在30～35℃之间，供冷介质可以在18～21℃之间，大大降低了对空调对供暖和供冷介质的温度要求，为低品位能源的利用提供了可行性。

申请号为201010509782.3的中国专利公开了一种利用太阳能的毛细管网热泵系统，适用于中央空调系统，该系统在冬季气候环境恶劣时利用热泵系统提高水的温度(28～32℃)输送至毛细管网系统，该系统容易受气候的影响，热泵机组在北方环境温度更低的地区其效率会受到影响。申请号为201010611919.6的中国专利公开了一种太阳能、热泵与毛细管网复合热水采暖制冷装置，该装置采用储热水箱来储存太阳能的能量，在水箱温度不足时，利用水源热泵来提升水箱的温度，这种装置对于太阳能的储存属于显热存储，储热水箱的体积较大，会导致系统庞大，不宜有效推广。申请号为201110190676.8的中国专利公开了一种利用毛细管网和相变蓄热材料的室内地热采暖结构，该结构将相变蓄热材料和毛细管网设备铺设在用户地板下，这种结构将相变蓄热材料铺设在用户地板下所带来的潜在危害是蓄热材料的热胀冷缩对用户地板的破坏以及带来的维修不便。在申请号为201120081136.1的中国专利、申请号为201110160980.8的中国专利专利以及申请号为201010509781.9的中国专利中都提出了地源热泵或者水源热泵系统与太阳能、毛细管网系统配合的供暖方式，这种结构方式虽然也利用了太阳能，但在夜晚时间段仍然必须开启热泵来补充能量，而且系统比较复杂。申请号为200920350744.0的中国专利公布了一种基于溶液除湿的新型地源热泵毛细管顶板空调系统，该系统直接利用地源热泵为热源，没有使用太阳能这种清洁能源。

有效的利用太阳能这种清洁能源，增加室内环境的热舒适度，必须全面考虑太阳能的全天候使用和能源的连续供应，以及保证室内热舒适度冬、夏季高效利用的方法。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中的问题，提供一种采用太阳能蓄热、吸收式制冷、固体调湿及毛细管网辐射的全天候太阳能供能系统。