專(zhuān)利名稱(chēng)：熱回收型太陽(yáng)能?chē)娚潆妷嚎s熱泵空調(diào)機(jī)組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用太陽(yáng)能進(jìn)行供熱、供冷的熱回收型太陽(yáng)能?chē)娚潆妷嚎s 熱泵空調(diào)機(jī)組，適用于空調(diào)制冷領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著能源危機(jī)的進(jìn)一步加劇，太陽(yáng)能的利用已成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。在太 陽(yáng)能利用技術(shù)中，太陽(yáng)能?chē)娚渲评湎到y(tǒng)以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)部件少，成本低等 優(yōu)點(diǎn)受到大家的青睞，在空調(diào)制冷領(lǐng)域應(yīng)用越來(lái)越廣泛。傳統(tǒng)太陽(yáng)能?chē)娚渲评?系統(tǒng)的運(yùn)行效果主要受兩個(gè)因素制約 一是太陽(yáng)能輻射強(qiáng)度的變化狀況，另一 個(gè)因素是用戶(hù)端空調(diào)制冷負(fù)荷的變化特性。太陽(yáng)能的收集只可能在白天陽(yáng)光普 照的時(shí)候進(jìn)行，通常情況下氣侯是變化無(wú)常的，太陽(yáng)能輻射強(qiáng)度也是不斷變化 的，即便在白天也不可能完全依靠太陽(yáng)能進(jìn)行供熱或供冷；實(shí)際上晚間人們也 需要一定量的熱或冷用于空調(diào)。顯然，單純地依靠太陽(yáng)能是不可能滿足人們工 作和生活的要求的?；诖?，發(fā)明一種熱回收型的太陽(yáng)能?chē)娚潆妷嚎s熱泵空調(diào) 機(jī)組， 一方面可以有效調(diào)節(jié)太陽(yáng)能輻射與空調(diào)負(fù)荷間的差異，使熱泵空調(diào)裝置 在滿足人們對(duì)舒適性要求的同時(shí)，充分利用太陽(yáng)能資源；另一方面當(dāng)電壓縮熱 泵空調(diào)系統(tǒng)開(kāi)啟運(yùn)行時(shí)(制冷工況下)，把制冷劑在冷凝過(guò)程中的部分溫度合適 的熱量回收用于補(bǔ)充加熱太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)中的熱水，提高噴射制冷系統(tǒng)的制冷 量。這對(duì)于節(jié)約能源，緩解由傳統(tǒng)電壓縮制冷系統(tǒng)引起的用電高峰壓力，提高 光熱利用效率，有著重要的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足而提供一種通過(guò)增設(shè)必要的制冷劑管路和水側(cè)管路，將太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)、太陽(yáng)能?chē)娚渲评湎到y(tǒng)和電壓縮熱 泵空調(diào)系統(tǒng)聯(lián)系起來(lái)，在實(shí)現(xiàn)機(jī)組的供冷、供熱量與空調(diào)負(fù)荷間的供需平衡的 同時(shí)充分利用太陽(yáng)能資源和減少電壓縮制冷過(guò)程中的冷凝熱損失，提高機(jī)組的
綜合循環(huán)性能系數(shù)COP的熱回收型太陽(yáng)能?chē)娚潆妷嚎s熱泵空調(diào)機(jī)組。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是包括太陽(yáng)能熱水回路、噴射制冷劑回路、電 壓縮制冷劑回路、空調(diào)水回路，其特征在于
太陽(yáng)能熱水回路包括太陽(yáng)能集熱器、經(jīng)管路和水泵與太陽(yáng)能集熱器串聯(lián)的 發(fā)生器；
在噴射制冷劑回路中，從冷凝器出口分成兩路 一路通過(guò)管路連接制冷劑 泵、發(fā)生器與噴射器，另一路則依次連接節(jié)流閥、噴射蒸發(fā)器與噴射器，噴射 器與噴射冷凝器間直接由管路相連；
電壓縮制冷劑回路包括四通換向閥、與四通換向閥接通的壓縮機(jī)、通過(guò)管路 與四通換向閥相連接的冷凝器、節(jié)流閥、蒸發(fā)器和發(fā)生器；電壓縮制冷劑回路中， 四通換向閥與冷凝器之間的管路分成兩個(gè)支路， 一路經(jīng)閥門(mén)F4、發(fā)生器和閥門(mén) Fs接入冷凝器，另一路管路則經(jīng)閥門(mén)Fe直接接入冷凝器；
空調(diào)水回路則包括集水器、經(jīng)管路與其相連的發(fā)生器、蒸發(fā)器、噴射蒸發(fā) 器、空調(diào)水泵以及分水器，在空調(diào)水回路中，集水器與發(fā)生器間的管路中設(shè)置 有閥門(mén)F2，發(fā)生器與空調(diào)水泵之間的連接管路中依次設(shè)置閥門(mén)閥門(mén)F3、閥門(mén)Fs、 閥門(mén)Fw，集水器與蒸發(fā)器之間管路上依次設(shè)有閥門(mén)R、 F7，并且閥門(mén)F,、 &之間 的管路和閥門(mén)F3、 F8的管路相交叉，蒸發(fā)器直接與閥門(mén)Fs和Fw之間的管路連接， 噴射蒸發(fā)器一側(cè)經(jīng)閥門(mén)F9與閥門(mén)K和F^之間的管路連接，另一側(cè)則直接接空調(diào) 水泵。閥門(mén)Fw。是手動(dòng)控制或自動(dòng)控制閥門(mén)。
本發(fā)明的有益效果是該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能與電能的互為補(bǔ)充，提高太 陽(yáng)能利用率，通過(guò)回收壓縮機(jī)排氣溫度中的部分熱能，可以提高機(jī)組的綜合C0P， 緩解空調(diào)用電造成的電網(wǎng)壓力、節(jié)能減排，具有顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益顯 著。


圖l為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
1-太陽(yáng)能集熱器，2-水泵，3-發(fā)生器，4-噴射器，5-噴射冷凝器，6-制冷 劑泵，7-節(jié)流閥，8-噴射蒸發(fā)器，9-節(jié)流閥，10-冷凝器，11-四通換向閥 12-壓縮機(jī)，13-蒸發(fā)器，14-空調(diào)水泵，15-分水器，16-集水器，(Fl， F2， F3， F4， F5， F6， F7， F8， F9, F10)—閥門(mén)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖給出具體實(shí)施例，進(jìn)一步說(shuō)明熱回收型太陽(yáng)能?chē)娚潆妷嚎s熱 泵空調(diào)機(jī)組。圖1是本發(fā)明專(zhuān)利的示意圖，其中粗實(shí)線表示制冷劑管路，其余 主要是水系統(tǒng)管道。
熱回收型太陽(yáng)能?chē)娚潆妷嚎s熱泵空調(diào)機(jī)組由太陽(yáng)能熱水回路、噴射制冷劑 回路、電壓縮制冷劑回路、空調(diào)水回路構(gòu)成。包括太陽(yáng)能熱水回路、噴射制冷 劑回路、電壓縮制冷劑回路、空調(diào)水回路，其特征在于
太陽(yáng)能熱水回路包括太陽(yáng)能集熱器1、經(jīng)管路和水泵2與太陽(yáng)能集熱器1串 聯(lián)的發(fā)生器3;
在噴射制冷劑回路中，從冷凝器5出口分成兩路 一路通過(guò)管路連接制冷
劑泵6、發(fā)生器3與噴射器4，另一路則依次連接節(jié)流閥7、噴射蒸發(fā)器8與噴射器4，噴射器4與噴射冷凝器5間直接由管路相連；
電壓縮制冷劑回路包括四通換向闊11、與四通換向閥11接通的壓縮機(jī)12、 通過(guò)管路與四通換向閥11相連接的冷凝器10、節(jié)流閥9、蒸發(fā)器13和發(fā)生器3; 電壓縮制冷劑回路中，四通換向閥11與冷凝器10之間的管路分成兩個(gè)支路，一 路經(jīng)閥門(mén)F4、發(fā)生器3和閥門(mén)Fs接入冷凝器10，另一路管路則經(jīng)閥門(mén)R直接接 入冷凝器10。
空調(diào)水回路則包括集水器16、經(jīng)管路與其相連的發(fā)生器3、蒸發(fā)器13、噴 射蒸發(fā)器8、空調(diào)水泵14以及分水器15，在空調(diào)水回路中，集水器16與發(fā)生 器3間的管路中設(shè)置有閥門(mén)F2，發(fā)生器3與空調(diào)水泵14之間的連接管路中依次 設(shè)置閥門(mén)閥門(mén)F3、閥門(mén)Fs、閥門(mén)Fu)，集水器16與蒸發(fā)器13之間管路上依次設(shè) 有閥門(mén)R、 F"并且閥門(mén)Fh F7之間的管路和閥門(mén)F3、 F8的管路相交叉,蒸發(fā)器 13直接與閥門(mén)Fs和Fu)之間的管路連接，噴射蒸發(fā)器一側(cè)經(jīng)閥門(mén)F9與閥門(mén)Fs和 Fw之間的管路連接，另一側(cè)則直接接空調(diào)水泵14。
閥門(mén)Fw。是手動(dòng)控制或自動(dòng)控制閥門(mén)。上述閥門(mén)均采用相同的閥門(mén)。
該機(jī)組預(yù)計(jì)在空調(diào)冷、熱水雙供系統(tǒng)。在提供空調(diào)冷凍水的同時(shí)提供溫度 在40—90'C之間的熱水，熱水溫度跨度大，即可以滿足生活熱水供應(yīng)，也可以 滿足生產(chǎn)工藝供熱和小型區(qū)域供熱。系統(tǒng)還可以單獨(dú)提供低溫冷凍水，可適用 于輻射供冷、風(fēng)機(jī)盤(pán)管等空調(diào)系統(tǒng)；
太陽(yáng)能熱水回路由太陽(yáng)能集熱器l、水泵2、發(fā)生器3及管路組成，水在管 路內(nèi)循環(huán)流動(dòng)吸取太陽(yáng)能，獲得所需要的熱水。
噴射制冷劑回路則主要由發(fā)生器3、噴射器4、噴射系統(tǒng)冷凝器5、制冷劑 泵6、節(jié)流裝置7、噴射系統(tǒng)蒸發(fā)器8等組成，運(yùn)行時(shí)將發(fā)生器中的水的熱能轉(zhuǎn) 換為冷供空調(diào)系統(tǒng)使用。電壓縮制冷劑回路由壓縮機(jī)12、蒸發(fā)器13、冷凝器IO、節(jié)流裝置9、四通 換向閥11和一些必要的控制系統(tǒng)組成，運(yùn)行時(shí)將根據(jù)空調(diào)負(fù)荷的需要進(jìn)行供冷 和供熱。閥門(mén)F4、 F5、 F6將控制夏季電壓縮熱泵空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的凝結(jié)熱回收。
空調(diào)水泵14、集水器16、分水器15和閥門(mén)F!、 F2、 F3、 F7、 F8、 F9、 F^主要 實(shí)現(xiàn)向用戶(hù)供熱、供冷的需要。
空調(diào)系統(tǒng)需要供冷時(shí)閥門(mén)&、 R關(guān)閉，F(xiàn)d丁開(kāi)。白天太陽(yáng)能資源充裕，熱 水箱2中的溫度達(dá)到噴射制冷系統(tǒng)啟動(dòng)要求時(shí)，噴射制冷系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行，電壓 縮制冷系統(tǒng)停止，閥門(mén)&、 F^關(guān)閉，F(xiàn)8、 F9開(kāi)通。此時(shí)，單獨(dú)由噴射制冷系統(tǒng)向 空調(diào)系統(tǒng)供冷。當(dāng)太陽(yáng)能資源不足時(shí)，噴射制冷系統(tǒng)停止運(yùn)行，電壓縮制冷系 統(tǒng)啟動(dòng)，閥門(mén)Fs、 F9關(guān)閉，F(xiàn)7、 Fu)開(kāi)通。此時(shí)，電壓縮制冷系統(tǒng)向空調(diào)系統(tǒng)供冷。 電壓縮制冷系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，如果壓縮機(jī)12出口制冷劑溫度高于發(fā)生器中熱水溫度 5-1(TC時(shí)，則打開(kāi)閥門(mén)h和F5，關(guān)閉閥門(mén)F6，制冷劑將流過(guò)發(fā)生器加熱其內(nèi)的 熱水后再到冷凝器中冷凝放熱；否則，關(guān)閉閥門(mén)F4和Fs，打開(kāi)閥門(mén)Fe，制冷劑 直接進(jìn)入冷凝器放熱。
空調(diào)系統(tǒng)需要供熱時(shí)當(dāng)白天太陽(yáng)能資源充裕，熱水箱2中的溫度達(dá)到空 調(diào)用戶(hù)供熱所需的溫度時(shí)，閥門(mén)F2、 F3、 F8、 Fw開(kāi)啟，閥門(mén)Ft、 F7、 Fs關(guān)閉。由 太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)直接向空調(diào)用戶(hù)供熱。當(dāng)太陽(yáng)能資源不足，熱水箱2中的溫度 達(dá)不到要求時(shí)，關(guān)閉閥門(mén)F2、 F3、 F8、 F9，打開(kāi)F7、 F1()，電壓縮制熱系統(tǒng)啟 動(dòng)，閥門(mén)F4和F5關(guān)閉，F(xiàn)e開(kāi)通，此時(shí)，電壓縮系統(tǒng)向空調(diào)系統(tǒng)供熱。
權(quán)利要求
1. 一種熱回收型太陽(yáng)能?chē)娚潆妷嚎s熱泵空調(diào)機(jī)組，包括太陽(yáng)能熱水回路、噴射制冷劑回路、電壓縮制冷劑回路、空調(diào)水回路，其特征在于太陽(yáng)能熱水回路包括太陽(yáng)能集熱器(1)、經(jīng)管路和水泵(2)與太陽(yáng)能集熱器(1)串聯(lián)的發(fā)生器(3)；在噴射制冷劑回路中，從冷凝器(5)出口分成兩路一路通過(guò)管路連接制冷劑泵(6)、發(fā)生器(3)與噴射器(4)，另一路則依次連接節(jié)流閥(7)、噴射蒸發(fā)器(8)與噴射器(4)，噴射器(4)與噴射冷凝器(5)間直接由管路相連；電壓縮制冷劑回路包括四通換向閥(11)、與四通換向閥(11)接通的壓縮機(jī)(12)、通過(guò)管路與四通換向閥(11)相連接的冷凝器(10)、節(jié)流閥(9)、蒸發(fā)器(13)和發(fā)生器(3)；電壓縮制冷劑回路中，四通換向閥(11)與冷凝器(10)之間的管路分成兩個(gè)支路，一路經(jīng)閥門(mén)F4、發(fā)生器(3)和閥門(mén)F5接入冷凝器(10)，另一路管路則經(jīng)閥門(mén)F6直接接入冷凝器(10)；空調(diào)水回路則包括集水器(16)、經(jīng)管路與其相連的發(fā)生器(3)、蒸發(fā)器(13)、噴射蒸發(fā)器(8)、空調(diào)水泵(14)以及分水器(15)，在空調(diào)水回路中，集水器(16)與發(fā)生器(3)間的管路中設(shè)置有閥門(mén)F2，發(fā)生器(3)與空調(diào)水泵(14)之間的連接管路中依次設(shè)置閥門(mén)閥門(mén)F3、閥門(mén)F8、閥門(mén)F10，集水器(16)與蒸發(fā)器(13)之間管路上依次設(shè)有閥門(mén)F1、F7，并且閥門(mén)F1、F7之間的管路和閥門(mén)F3、F8的管路相交叉，蒸發(fā)器(13)直接與閥門(mén)F8和F10之間的管路連接，噴射蒸發(fā)器一側(cè)經(jīng)閥門(mén)F9與閥門(mén)F8和F10之間的管路連接，另一側(cè)則直接接空調(diào)水泵(14)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l中所述的熱回收型太陽(yáng)能?chē)娚潆妷嚎s熱泵空調(diào)機(jī)組，其 特征在于閥門(mén)Fw。是手動(dòng)控制或自動(dòng)控制閥門(mén)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用太陽(yáng)能進(jìn)行供熱、供冷的熱回收型太陽(yáng)能?chē)娚潆妷嚎s熱泵空調(diào)機(jī)組，包括太陽(yáng)能熱水回路、噴射制冷劑回路、電壓縮制冷劑回路、空調(diào)水回路，該機(jī)組根據(jù)空調(diào)負(fù)荷的需要和太陽(yáng)輻射的具體情況確定噴射系統(tǒng)和電壓縮熱泵空調(diào)系統(tǒng)的啟停，通過(guò)閥門(mén)的切換和開(kāi)關(guān)控制水系統(tǒng)和制冷劑的流程，在電壓縮熱泵空調(diào)系統(tǒng)供冷時(shí)可將部分壓縮機(jī)排氣中制冷劑的部分熱回收用于加熱熱水，可穩(wěn)定可靠地提供空調(diào)用冷凍水和溫度在40-80℃之間的空調(diào)用熱水，熱水溫度跨度大，可滿足生活熱水供應(yīng)，也可滿足生產(chǎn)工藝供熱和小型區(qū)域供熱；還可單獨(dú)提供低溫冷凍水，適用于輻射供冷、風(fēng)機(jī)盤(pán)管空調(diào)系統(tǒng)，可充分利用太陽(yáng)能資源，提高太陽(yáng)能利用率、減少環(huán)境污染，緩解電網(wǎng)壓力。
文檔編號(hào)F25B13/00GK101290176SQ20081004970
公開(kāi)日2008年10月22日 申請(qǐng)日期2008年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月7日
發(fā)明者張定才, 范曉偉, 連之偉, 鄭慧凡 申請(qǐng)人:中原工學(xué)院