[发明专利]太阳能相变蓄冷空调系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种太阳能相变蓄冷空调系统及控制方法，包括太阳能光伏发电并网单元、热泵制冷机组、相变蓄冷调温单元和空调末端，太阳能光伏发电并网单元驱动热泵制冷机组，通过热泵制冷机组运行产生冷量，以水为冷媒通过相变蓄冷调温单元进行恒温调节，给空调末端持续稳定的提供冷量，该系统包括四种运行工况边蓄边供工况、热泵蓄冷联供工况、纯蓄工况、蓄供工况。通过上述方式，本发明太阳能相变蓄冷空调系统及控制方法将热泵技术、相变储能技术与太阳能相结合，能够在恒温下进行热流密度的调节，提高能量有效利用率，具有较好节能效益，白天峰电时段太阳能光伏发电补充，晚间尽可能利用谷电蓄冷，大大减缓电网不平衡。

技术领域

本发明涉及太阳能利用技术领域，特别是涉及一种太阳能相变蓄冷空调系统及控制方法。

背景技术

我国建筑能耗约占社会终端总能耗的30%，制冷或采暖所产生的能耗约占建筑能耗的40%-50%，常规空调制冷均采用电压缩式制冷方式，以及极少数溴化锂吸收式制冷方式。

电压缩式制冷方式是消耗高品位电能驱动压缩机获取冷量，由于人们生活工作习惯以及白天环温较高，建筑冷负荷的需求大部分集中在白天，这样给电网带来极大的不平衡，造成巨大的电力损耗。

采用冰蓄冷技术可以部分解决以上问题，但冰蓄冷技术相变点较低（0℃），且相变换热温差较大（一般有6~7℃），带来谷电蓄冷工况工作温度较低（≤-7℃），造成的结果是：蓄冷工况系统能效比COP较低，常规空调机组无法适应，必须更换专用制冰机组，造成初期投资增大。

太阳能作为一种免费的清洁能源应用于建筑采暖极具价值，它既可以解决电网不平衡的问题，又可大幅度降低运行费用，但是太阳辐照强度受环境因素及入射角的影响无法连续稳定的运行。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种太阳能相变蓄冷空调系统及控制方法，将热泵技术、相变储能技术与太阳能相结合，能够在恒温下进行热流密度的调节，提高了能量的有效利用率，具有较好的节能效益，减少了对环境的污染，白天峰电时段太阳能光伏发电补充，晚间尽可能利用谷电蓄冷，大大减缓了电网的不平衡。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种太阳能相变蓄冷空调系统，包括：太阳能光伏发电并网单元、热泵制冷机组、相变蓄冷调温单元和空调末端，

太阳能光伏发电并网单元驱动热泵制冷机组，通过热泵制冷机组运行产生冷量，以水为热媒通过相变蓄冷调温单元进行恒温调节，给空调末端持续稳定的提供冷量。

在本发明一个较佳实施例中，太阳能光伏发电并网单元包括市政电网、光伏组件和光伏并网逆变器，

光伏组件与光伏并网逆变器的输入端相连，光伏并网逆变器的输出端与热泵制冷机组相连，光伏组件将产生的直流电经过光伏并网逆变器转换为交流电后并入市政电网进行并网发电。

在本发明一个较佳实施例中，热泵制冷机组包括压缩机、节流阀、风冷冷凝器和水冷蒸发器，

水冷蒸发器的制冷剂侧出口与压缩机相连后再与风冷冷凝器的制冷剂侧入口相连，风冷冷凝器的制冷剂侧出口通过节流阀与水冷蒸发器的制冷剂侧入口相连。

在本发明一个较佳实施例中，相变蓄冷调温单元包括循环水泵、相变蓄冷罐、第一电动阀门和第二电动阀门，水冷蒸发器的水侧与循环水泵、相变蓄冷罐和空调末端形成水系统，循环水泵与相变蓄冷罐之间的管路上设置有第一电动阀门循环水泵与空调末端之间的管路上设置有第二电动阀门。

在本发明一个较佳实施例中，水冷蒸发器的载冷剂侧出口连接相变蓄冷罐的载冷剂入口，相变蓄冷剂的出口向空调末端供冷，水冷蒸发器的负荷侧连接循环水泵，在循环水泵的驱动下，载冷剂进入相变蓄冷罐调温，再进入空调末端放冷，其中载冷剂为防冻液。