利索能及
我要发布
收藏
专利号: 2022107868594
申请人: 天津商业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-09-09
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.基于光伏光热与土壤跨季节蓄冷过冷的二氧化碳制冷系统,其特征在于,包括PV/T系统、CO2制冷循环系统、制热系统和土壤蓄冷过冷循环系统;

PV/T系统,与CO2制冷循环系统相连接,用于为CO2制冷循环系统提供电能,以及为用户提供热水;

CO2制冷循环系统,用于对特定的空间进行制冷;

制热系统,用于对特定的空间进行供暖;

土壤蓄冷过冷循环系统,分别与PV/T系统和CO2制冷循环系统相连接,用于在冬季在土壤中蓄冷,并在夏季从土壤释冷,从而对PV/T系统和CO2制冷循环系统进行冷却。

2.如权利要求1所述的基于光伏光热与土壤跨季节蓄冷过冷的二氧化碳制冷系统,其特征在于,PV/T系统,具体包括PV/T太阳能板(52)、自来水泵(47)、蓄热水箱(51)和用户侧用水设备(53);

自来水泵(47)的进水口,与现有的自来水管网相连通;

自来水泵(47)的出水口,与第九三通阀(48)的入口相连通;

第九三通阀(48)的出口,分别与第二十一阀门(49)的入口和第二十二阀门(50)的入口相连通;

其中,第二十一阀门(49)的出口,与CO2制冷循环系统中的过冷器(41)的第一进水口相连通;

过冷器(41)的第一出水口,与PV/T太阳能板(52)的第一进水口相连通;

PV/T太阳能板(52)的第一出水口,分别与第二十二阀门(50)的出口和CO2制冷循环系统中的去过热器(46)的进水口相连通;

去过热器(46)的出水口,与蓄热水箱(51)的进水口相连通;

蓄热水箱(51)的出水口与用户侧用水设备(53)相连通。

3.如权利要求2所述的基于光伏光热与土壤跨季节蓄冷过冷的二氧化碳制冷系统,其特征在于,PV/T太阳能板(45)的供电输出端,与第一CO2低压级压缩机(28)、第二CO2低压级压缩机(29)和第三CO2低压级压缩机(30)以及第一CO2高压级压缩机(38)、第二CO2高压级压缩机(39)和第三CO2高压级压缩机(40)的用电输入端相连接。

4.如权利要求1所述的基于光伏光热与土壤跨季节蓄冷过冷的二氧化碳制冷系统,其特征在于,对于PV/T系统,自来水泵(47)将自来水抽出后分为两股,PV/T系统具体包括以下两种工作模式:夏季工作模式:在夏季时,由第九三通阀(48)控制第二十二阀门(50)关闭,以及控制第二十一阀门(49)开启,自来水先流经CO2制冷循环的过冷器(41),与过冷器(41)换热,自来水在吸收热量后温度升高,再流经PV/T太阳能板(52)的背板(3402)中的水管道(3401),吸收PV/T太阳能板(52)的热量,使得自来水的温度继续升高,之后再经过CO2制冷循环的去过热器(46),使得自来水的温度再次升高,最后形成的热水进入蓄热水箱(51)中储存起来;

冬季工作模式:在冬季时,由第九三通阀(48)控制第二十一阀门(49)关闭,以及控制第二十二阀门(50)开启,自来水抽出后经过第二十二阀门(50)后进入去过热器(46),使得自来水的温度升高,然后自来水从去过热器(46)出来后进入蓄热水箱(51),然后经过第二十三阀门(54)后进入用户侧用水设备(53)。

5.如权利要求1所述的基于光伏光热与土壤跨季节蓄冷过冷的二氧化碳制冷系统,其特征在于,CO2制冷循环系统,具体包括第一CO2低压级压缩机(28)、第二CO2低压级压缩机(29)和第三CO2低压级压缩机(30)以及第一CO2高压级压缩机(38)、第二CO2高压级压缩机(39)和第三CO2高压级压缩机(40)、CO2风冷式气体冷却器(43)、CO2水冷式气体冷却器(42)、去过热器(46)、过冷器(41)、水冷式蒸发器(21)、第一风冷式蒸发器(25)和第二风冷式蒸发器(32);

其中,水冷式蒸发器(21)的工质出口,与第六三通阀(26)的一个入口相连通;

第六三通阀(26)的出口,分别与第一CO2低压级压缩机(28)、第二CO2低压级压缩机(29)和第三CO2低压级压缩机(30)的工质入口相连通;

其中,第一风冷式蒸发器(25)的工质出口,与第六三通阀(26)的另一个入口相连通;

第六三通阀(26)的出口与第一CO2低压级压缩机(28)、第二CO2低压级压缩机(29)和第三CO2低压级压缩机(30)的工质入口相连通;

第一CO2低压级压缩机(28)、第二CO2低压级压缩机(29)和第三CO2低压级压缩机(30)的工质出口,与第一CO2高压级压缩机(38)、第二CO2高压级压缩机(39)和第三CO2高压级压缩机(40)的工质入口相连;

第一CO2高压级压缩机(38)、第二CO2高压级压缩机(39)和第三CO2高压级压缩机(40)的工质入口,还与第二风冷式蒸发器(32)的工质出口相连通;

第一CO2高压级压缩机(38)、第二CO2高压级压缩机(39)和第三CO2高压级压缩机(40)的工质出口,与去过热器(46)的工质入口相连通;

去过热器(46)的工质出口,与第八三通阀(45)的入口相连通;

第八三通阀(45)的两个出口,分别与CO2水冷式气体冷却器(42)和CO2风冷式气体冷却器(43)的入口相连通;

第八三通阀(45),用于控制CO2工质流向CO2水冷式气体冷却器(42)和CO2风冷式气体冷却器(43);

CO2水冷式气体冷却器(42)和CO2风冷式气体冷却器(43)的出口,分别与第七三通阀(44)的入口相连通;

第七三通阀(44)的出口,与过冷器(41)的工质入口相连通;

过冷器(41)的工质出口,与第二膨胀阀(33)的入口相连;

第二膨胀阀(33)的出口,分别与第十七阀门(31)和第一膨胀阀(27)的入口相连;

第十七阀门(31)的出口与风冷式蒸发器(32)的工质入口相连通;

第一膨胀阀(27)的出口与第五三通阀(23)的入口相连通;

第五三通阀(23)的两个出口,分别与第十六阀门(24)的入口和第十五阀门(20)的入口相连通;

第十六阀门(24)的出口,与第一风冷式蒸发器(25)的工质入口相连通;

第十五阀门(20)的出口,与水冷式蒸发器(21)的工质入口相连通。

6.如权利要求1所述的基于光伏光热与土壤跨季节蓄冷过冷的二氧化碳制冷系统,其特征在于,制热系统,具体包括空间供热水泵(35);

空间供热水泵(35)的进水口,与特定空间内的空间供暖管路的回水出口相连;

空间供热水泵(35)的出水口,与第十九阀门(36)的入口相连;

第十九阀门(36)的出口与CO2制冷循环系统中的CO2水冷式气体冷却器(42)的进水口相连;

CO2水冷式气体冷却器(42)的出水口,与特定空间内的空间供暖管路的进水口相连。

7.如权利要求6所述的基于光伏光热与土壤跨季节蓄冷过冷的二氧化碳制冷系统,其特征在于,制热系统,包括以下工作模式:在冬季时,空间供暖水泵(35)将空间供暖管路的回水抽出后,经过第十九阀门(36)后进入CO2水冷式气体冷却器(42),然后空间供暖管路的回水在CO2水冷式气体冷却器(42)被加热后,从CO2水冷式气体冷却器(42)流出的升温后的空间供暖管路的回水,再进入现有的空间供暖管路,完成供暖过程。

8.如权利要求1至7中任一项所述的基于光伏光热与土壤跨季节蓄冷过冷的二氧化碳制冷系统,其特征在于,土壤蓄冷过冷循环系统,具体用于对PV/T系统中的PV/T太阳能板(52)和过冷器(41)出口的制冷剂进行冷却操作;

土壤蓄冷过冷循环系统,具体包括分水器(16)、集水器(15)和补冷塔(55),分水器(16)的入口,与第六阀门(6)的出口相连;

分水器(16)的出口,分别与第八阀门(8)、第十阀门(10)、第十二阀门(12)和第十四阀门(14)的入口相连;

第八阀门(8)的出口,通过第一U型埋管换热器(101)与第七阀门(7)的入口相连;

第七阀门(7)的出口与分水器(15)的入口相连;

第十阀门(10)的出口,通过第二U型埋管换热器(102)与第九阀门(9)的入口相连;

第九阀门(9)的出口与分水器(15)的入口相连;

第十二阀门(12)的出口,通过第三U型埋管换热器(103)与第十一阀门(11)的入口相连;

第十一阀门(11)的出口与分水器(15)的入口相连;

第十四阀门(14)的出口,通过第四U型埋管换热器(104)与第十三阀门(13)的入口相连;

第十三阀门(13)的出口与集水器(15)的入口相连;

第一U型埋管换热器、第二U型埋管换热器、第三U型埋管换热器和第四U型埋管换热器,均埋设在土壤(100)中;

集水器(15)的出口与第五阀门(5)的入口相连;

第五阀门(5)的出口,与第一三通阀(17)的入口相连;

第一三通阀(17)的两个出口,分别与第一阀门(1)的入口和第三阀门(3)的入口相连;

第一阀门(1)的出口与补冷塔(55)的入口相连;

补冷塔(55)的出口与第二阀门(2)的入口相连;

第二阀门(2)的出口,与第二三通阀(18)的一个入口相连;

补冷塔(55)设置在室外的自然环境中;

第三阀门(3)的出口,与第三三通阀(19)的入口相连;

第三三通阀(19)的两个出口,分别与CO2制冷循环系统中的过冷器(41)的第二进水口和水冷式蒸发器(21)的进水口相连;

过冷器(41)的第二出水口,与PV/T系统中的PV/T太阳能板(52)的第二进水口相连;

PV/T太阳能板(52)的第二出水口,与第二十阀门(37)的入口相连;

第二十阀门(37)的出口与第四三通阀(22)的一个入口相连;

第四三通阀(22)的另一个入口,与水冷式蒸发器(21)的出水口相连;

第四三通阀(22)的出口,与第四阀门(4)的入口相连;

第四阀门(4)的出口第二三通阀(18)的另一个入口相连;

第二三通阀(18)的出口,与分水器(16)的入口相连。

9.如权利要求8所述的基于光伏光热与土壤跨季节蓄冷过冷的二氧化碳制冷系统,其特征在于,土壤蓄冷过冷循环系统,包括以下工作模式:冬季蓄冷工作模式:在冬季蓄冷时,关闭第十八阀门(34)和第二十阀门(37),其余阀门开启,补冷塔(55)中的乙二醇水溶液作为土壤蓄冷过冷循环系统中的载冷剂,经过补冷塔(55)后被室外空气冷却,然后依次进入第一U型埋管换热器、第二U型埋管换热器、第三U型埋管换热器和第四U型埋管换热器这四个U型埋管换热器,载冷剂在第一U型埋管换热器、第二U型埋管换热器、第三U型埋管换热器和第四U型埋管换热器内流动,将冷量传递给周围的土壤(100),从而实现将自然冷量储存在土壤(100)中的目的。

10.如权利要求8所述的基于光伏光热与土壤跨季节蓄冷过冷的二氧化碳制冷系统,其特征在于,土壤蓄冷过冷循环系统,包括以下工作模式:夏季释冷工作模式:在夏季释冷模式下,关闭第一阀门(1)和第二阀门(2),其余阀门打开,温度较高的载冷剂乙二醇水溶液在第一U型埋管换热器、第二U型埋管换热器、第三U型埋管换热器和第四U型埋管换热器中流动,向周围蓄冷的土壤(100)放热后,载冷剂温度降低,然后载冷剂经过过冷器(41)及PV/T太阳能板(52),用于冷却过冷器(41)中的CO2流体和PV/T太阳能板(52),然后,温度升高后的载冷剂返回进入第一U型埋管换热器、第二U型埋管换热器、第三U型埋管换热器和第四U型埋管换热器这四个U型埋管换热器中,与周围的土壤(100)进行换热降温,完成整个循环。