專利名稱：多功能太陽(yáng)能熱泵機(jī)組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及太陽(yáng)能空調(diào)熱水設(shè)備，特別涉及一種綜合利用太陽(yáng)能、空氣能等 可再生能源，集制冷、制熱及制取衛(wèi)生熱水于一體的高效節(jié)能環(huán)保設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前我國(guó)的太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)一種方式是通過(guò)吸收式或吸附式制冷機(jī)實(shí)現(xiàn)將太陽(yáng) 能的熱量轉(zhuǎn)換為空調(diào)用冷水的方式，當(dāng)太陽(yáng)能集熱溫度在90°C以下時(shí)，其熱量一冷量轉(zhuǎn)換 效率一般僅為0.5 0.8。另一種方式是利用太陽(yáng)能光伏發(fā)電，用產(chǎn)生的電帶動(dòng)電動(dòng)壓縮式 空調(diào)，電壓縮式空調(diào)電-冷轉(zhuǎn)換系數(shù)是4 6，太陽(yáng)能光伏發(fā)電集熱器接收的熱量轉(zhuǎn)換為電 能的轉(zhuǎn)換率為10%時(shí)則制冷效率也只是0. 4 0. 6。這兩種方式熱能利用率都低，這也就 導(dǎo)致需要的太陽(yáng)能集熱面積大，系統(tǒng)投資高。國(guó)內(nèi)的太陽(yáng)能空調(diào)熱水技術(shù)也還處于研究階 段。各類太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)都存在初投資過(guò)大，系統(tǒng)過(guò)于復(fù)雜，集熱系統(tǒng)效率比較差，集熱面 積過(guò)大的問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提出一種多功能太 陽(yáng)能熱泵機(jī)組，它可最大限度降低空調(diào)熱水機(jī)組的耗能，制冷時(shí)優(yōu)先采用水冷的方式，且回 收冷凝熱制取衛(wèi)生熱水；制熱及產(chǎn)衛(wèi)生熱水時(shí)充分利用太陽(yáng)能，以最優(yōu)的方法達(dá)到綜合利 用太陽(yáng)能和空氣能、盡量少用電能的目的，不僅可解決傳統(tǒng)空調(diào)、熱水機(jī)組功能單一、能效 比低、效率不穩(wěn)定等缺點(diǎn)，還可解決一般太陽(yáng)能空調(diào)能源利用率低的問(wèn)題，同時(shí)在春秋季節(jié) 可利用原本閑置的空調(diào)機(jī)組制取熱水，提高了設(shè)備的全年利用率。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是，所述多功能太陽(yáng)能熱泵機(jī)組包括壓縮機(jī)、熱水換熱器、 空氣換熱器、空調(diào)換熱器、蓄熱裝置、保溫水箱、太陽(yáng)能集熱器等配件，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，所述 壓縮機(jī)的工質(zhì)吸入口同第一只四通換向閥的D端口連接，該壓縮機(jī)的工質(zhì)出口同第二只四 通換向閥的A端口連接，第一只四通換向閥的B端口同第二只四通換向閥的D端口連接， 第二只四通換向閥的B端口同熱水換熱器的一個(gè)工質(zhì)端口連接，熱水換熱器的另一個(gè)工質(zhì) 端口同第一只三通換向閥的A端口連接，第二只四通換向閥的C端口同第一只三通換向閥 的C端口連接，第一只四通換向閥的C端口同空氣換熱器的一個(gè)工質(zhì)端口連接，該第一只四 通換向閥的A端口同空調(diào)換熱器的一個(gè)工質(zhì)端口連接；空氣換熱器的另一個(gè)工質(zhì)端口經(jīng)并 聯(lián)了第一單向閥的第一膨脹閥7同第一只三通換向閥的B端口連接，空調(diào)換熱器的另一個(gè) 工質(zhì)端口經(jīng)并聯(lián)了第二單向閥的第二膨脹閥同第一只三通換向閥的B端口連接；空調(diào)換熱 器出水端同第二只三通換向閥的A端口連接，該第二只三通換向閥的B端口和C端口同蓄 熱裝置的一對(duì)進(jìn)、出水端口對(duì)應(yīng)連接；該蓄熱裝置的另一對(duì)進(jìn)、出水端口同太陽(yáng)能集熱器的 出、進(jìn)水端口對(duì)應(yīng)連接；熱水換熱的一對(duì)進(jìn)、出水端口同保溫水箱的一對(duì)出、進(jìn)水端對(duì)應(yīng)連 接，保溫水箱的另一對(duì)進(jìn)、出水端同太陽(yáng)能集熱器的出、進(jìn)水端對(duì)應(yīng)連接。以下做出進(jìn)一步說(shuō)明。[0006]本實(shí)用新型以太陽(yáng)能集熱模塊及電壓縮式熱泵型中央空調(diào)機(jī)組為基礎(chǔ)，在同一臺(tái) 機(jī)組中同時(shí)實(shí)現(xiàn)了風(fēng)冷熱泵空調(diào)設(shè)備、空氣源熱泵熱水設(shè)備及太陽(yáng)能集熱器有效配合提供 空調(diào)及熱水的功能，為一種全新概念的太陽(yáng)能空調(diào)，它綜合利用了空氣能和太陽(yáng)能，將太陽(yáng) 能集熱技術(shù)、熱泵技術(shù)應(yīng)用于中央空調(diào)和熱水機(jī)組的完美結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能集熱裝置與 電壓縮式中央空調(diào)機(jī)組的最佳匹配，一方面充分發(fā)揮了電壓縮式空調(diào)機(jī)組制冷效率高的特 點(diǎn)，另一方面充分利用太陽(yáng)能，大大提高了機(jī)組的能源利用率。本實(shí)用新型機(jī)組的工作原理是，夏季制冷時(shí)，與空調(diào)末端相連的空調(diào)換熱器為蒸 發(fā)端吸熱，開(kāi)始時(shí)熱水換熱器為冷凝端，吸收制冷排出冷凝熱產(chǎn)生衛(wèi)生熱水；隨著熱水溫度 的不斷升高，冷凝溫度隨之升高，制冷能效相應(yīng)降低，這時(shí)切換到空氣換熱器為冷凝端排出 廢熱，保溫水箱中的熱水則利用太陽(yáng)能將熱水加熱到設(shè)定的溫度；冬天供熱時(shí)，充分利用太 陽(yáng)能對(duì)保溫水箱及蓄熱裝置加熱，當(dāng)陰雨天太陽(yáng)輻射強(qiáng)度不足時(shí)，采用空氣換熱器為蒸發(fā) 器，空調(diào)換熱器作為冷凝器進(jìn)行空調(diào)制熱，也可將熱水換熱器和空調(diào)換熱器串聯(lián)連接作為 冷凝器，在制熱的同時(shí)制取衛(wèi)生熱水；蓄熱裝置除了用太陽(yáng)能供熱，也可在熱泵制熱時(shí)對(duì)其 供熱，在需要的時(shí)候，由蓄熱裝置對(duì)用戶供熱；除霜時(shí)可利用蓄熱裝置中的熱量，減少除霜 的時(shí)間；春秋季節(jié)不需制冷制熱只需生產(chǎn)衛(wèi)生熱水時(shí)，以太陽(yáng)能熱泵的方式運(yùn)行，當(dāng)有太陽(yáng) 時(shí)以太陽(yáng)能加熱保溫水箱中的水，太陽(yáng)能不足時(shí)機(jī)組以空氣源熱泵熱水機(jī)組的方式加熱保 溫水箱中的水。本實(shí)用新型機(jī)組主要有制冷與制熱水、制熱水、制熱與制熱水、除霜四種工作模 式，在不同工作模式下機(jī)組的系統(tǒng)工作流程說(shuō)明如下(參見(jiàn)圖1)。(1)制冷與制熱水工作模式第二只三通換向閥13的AC相連，空調(diào)換熱器10為 蒸發(fā)器，從空調(diào)未端系統(tǒng)中吸收熱量將系統(tǒng)制冷，開(kāi)始時(shí)熱水換熱器4為冷凝端，第一只四 通換向閥2的AD連通、BC連通，第二只四通換向閥3的AB連通、⑶連通，第一只三通換向 閥5的AB連通，制冷劑在空調(diào)換熱器10中蒸發(fā)后變成低溫低壓的氣體，通過(guò)第一只四通換 向閥2后進(jìn)入壓縮機(jī)1，壓縮后變成高溫高壓的氣體，再經(jīng)過(guò)第二只四通換向閥3后，在熱水 換熱器4內(nèi)冷凝放熱，變成低溫高壓的液體，最后通過(guò)第一只三通換向閥5，在第二膨脹閥9 降壓后進(jìn)入空調(diào)換熱器10，開(kāi)始下一輪循環(huán)；隨著保溫水箱15水溫的不斷升高，機(jī)組冷凝 溫度隨之升高，制冷量相應(yīng)地減少，此時(shí)切換到以空氣換熱器6作為冷凝器，即第一只四通 換向閥2的換向位置不變，第二只四通換向閥3的AD相連，制冷劑從壓縮機(jī)出來(lái)后，通過(guò)第 二只四通換向閥3、第一只四通換向閥進(jìn)入空氣換熱器6散去熱量，經(jīng)過(guò)第二膨脹閥9降壓 后回到空調(diào)換熱器10，進(jìn)入下一輪循環(huán)；同時(shí)，可以利用太陽(yáng)能集熱器16將保溫水箱15中 的熱水加熱到需要的溫度。(2)單獨(dú)制熱水工作模式春秋季節(jié)，主要利用太陽(yáng)能集熱器16產(chǎn)熱水，不足部分 由熱泵補(bǔ)充。熱泵單獨(dú)制熱水時(shí)，第一只三通換向閥5的AB相連，第一只四通換向閥2的 CD相連通，第二只四通換向閥3的AB相連通，制冷劑在空氣換熱器6中蒸發(fā)后通過(guò)第一只 四通換向閥2進(jìn)入壓縮機(jī)1，從壓縮機(jī)出來(lái)的高溫高壓氣體通過(guò)第二只四通換向閥3進(jìn)入熱 水換熱器4冷凝放熱為保溫水箱提供熱量，冷凝后的低溫高壓制冷劑液體依次通過(guò)第一只 三通換向閥5、第一膨脹閥7后回到空氣換熱器6，開(kāi)始下一輪循環(huán)。(3)制熱與制熱水工作模式太陽(yáng)輻射強(qiáng)時(shí)，利用太陽(yáng)能集熱器16供暖和產(chǎn)熱水， 太陽(yáng)能不足時(shí)，開(kāi)啟熱泵制熱進(jìn)行補(bǔ)充。單獨(dú)制熱時(shí)，第一只四通換向閥2的AB相連通、CD相連通，第二只四通換向閥3的AD相連通、BC相連通，制冷劑在空氣換熱器6蒸發(fā)后，經(jīng)過(guò) 第一只四通換向閥2、第二只四通換向閥3后進(jìn)入壓縮機(jī)1，又通過(guò)第二只四通換向閥3進(jìn) 入到空調(diào)換熱器10，將熱量提供給空調(diào)未端系統(tǒng)，此時(shí)，第二只三通換向閥13的AC相連通 而直接為空調(diào)系統(tǒng)供熱，AB相連通為給蓄熱裝置沖熱的同時(shí)為空調(diào)系統(tǒng)供熱；機(jī)組可以在 制熱的同時(shí)提供衛(wèi)生熱水，此時(shí)第一只四通換向閥2的AB相連通、⑶相連通，第二只四通 換向閥3的AB相連通、DC相連通，第一只三通換向閥5的AC相連，制冷劑在空氣換熱器6 蒸發(fā)后，經(jīng)過(guò)第一只四通換向閥2進(jìn)入壓縮機(jī)1，并同過(guò)第二只四通換向閥3進(jìn)入熱水換熱 器4制熱水，接著依次通過(guò)第一只三通換向閥5、第二只四通換向閥3、第一只四通換向閥2 進(jìn)入空調(diào)換熱器10進(jìn)行冷凝放熱，最后由第一膨脹閥7降壓回到空氣換熱器6，進(jìn)入下一輪 循環(huán)?？刂葡到y(tǒng)可根據(jù)用戶的需要優(yōu)先制熱或優(yōu)先制熱水。(4)除霜工作模式在冬季制熱或生產(chǎn)衛(wèi)生熱水時(shí)，空氣換熱器6有時(shí)會(huì)結(jié)霜，這 時(shí)可以空調(diào)換熱器10為蒸發(fā)器吸收蓄熱裝置12熱量進(jìn)行除霜，第二只三通換向閥13的AB 相連通，第一只四通換向閥2及第二只四通換向閥3的AD相連通、BC相連通，制冷劑從空 調(diào)換熱器10吸熱蒸發(fā)后，通過(guò)第一只四通換向閥2進(jìn)入壓縮機(jī)1，然后依次通過(guò)第二只四通 換向閥3、第一只四通換向閥2后進(jìn)入空氣換熱器6冷凝放熱進(jìn)行除霜，經(jīng)第二膨脹閥9降 壓后回到空調(diào)換熱器10，進(jìn)入下一輪循環(huán)。以上四種不同的運(yùn)行模式可通過(guò)智能控制系統(tǒng)根據(jù)不同的氣候條件、太陽(yáng)能輻射 強(qiáng)度和用戶需求自動(dòng)切換，在充分滿足用戶多功能需求的情況下，達(dá)到最高限度提高能源 利用率的目的。本實(shí)用新型的多功能太陽(yáng)能熱泵機(jī)組的熱泵系統(tǒng)只使用一套熱泵系統(tǒng)的主要部 件(如壓縮機(jī)等)，系統(tǒng)采用了三個(gè)換熱器混合聯(lián)接、雙四通換向閥的結(jié)構(gòu)；三個(gè)換熱器可 以是新型高效熱管換熱器或其他型式的換熱器，熱管換熱器中的熱管是一種高效傳熱元 件，導(dǎo)熱能力很高，用它組成熱管換熱器不僅具有熱管固有的傳熱量大、溫差小、重量輕體 積小、熱響應(yīng)迅速等特點(diǎn)，而且還具有安裝方便、維修簡(jiǎn)單、使用壽命長(zhǎng)、阻力損失小、傳熱 流道便于分隔、互不滲漏等特點(diǎn)；空調(diào)換熱器處串有蓄熱裝置，蓄熱裝置可以是相變蓄熱裝 置或其他蓄熱裝置。所述高效節(jié)能太陽(yáng)能空調(diào)熱水一體機(jī)的太陽(yáng)能集熱裝置采用熱管太陽(yáng) 能集熱裝置，也可以采用其他型式的太陽(yáng)能集熱裝置。由以上可知，本實(shí)用新型為多功能太陽(yáng)能熱泵機(jī)組，能充分利用太陽(yáng)能及空氣能， 一年四季高效穩(wěn)定地制冷、制熱及生產(chǎn)衛(wèi)生熱水，能保證很高的綜合能效比。夏季制冷時(shí)， 采用了能效比很高的電壓縮式制冷的方式。制熱及產(chǎn)熱水以利用太陽(yáng)能為主產(chǎn)，熱水與蓄 熱可同時(shí)進(jìn)行，制熱與產(chǎn)熱水互不影響，不但能源利用率很高，而且解決了熱泵溫度較低時(shí) 制熱不足的問(wèn)題。采用熱管太陽(yáng)能集熱裝置，熱泵工質(zhì)與水路分離，避免了炸管、結(jié)垢等問(wèn) 題，承壓能力更強(qiáng)，易于實(shí)現(xiàn)建筑一體化。采用熱管換熱器，不但使換熱效率提高，同時(shí)也使 機(jī)組的能效比提高，解決了換熱器易泄漏、污染水質(zhì)的問(wèn)題，并克服了多個(gè)換熱器串聯(lián)時(shí)阻 力大的弊端。本發(fā)明綜合利用了空氣能、太陽(yáng)能等可再生資源，不僅可解決傳統(tǒng)空調(diào)、熱水 機(jī)機(jī)功能單一、能源利用效率未得到充分挖掘等缺點(diǎn)，還可以解決一般太陽(yáng)能空調(diào)能源利 用率低的問(wèn)題，具有高效、節(jié)能、安全、可靠、環(huán)保等功效。
圖1為本實(shí)用新型在圖中I-壓縮機(jī)，4_熱水換熱器，7-第一膨脹閥，10-空調(diào)換熱器，
種實(shí)施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
2_第一只四通換向閥， 5-第一只三通換向閥， 8_第一單向閥， 11-水泵
6-空氣換熱器， 9-第二膨脹閥， 12-蓄熱裝置，
3_第二只四通換向閥，13-第二只三通換向閥，14-第二單向閥，15-保溫水箱，16-太陽(yáng)能集熱器。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型的多功能太陽(yáng)能熱泵機(jī)組包括壓縮機(jī)1、熱水換熱器4、空 氣換熱器6、空調(diào)換熱器10、蓄熱裝置12、保溫水箱15、太陽(yáng)能集熱器16，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，所 述壓縮機(jī)1的工質(zhì)吸入口同第一只四通換向閥2的D端口連接，該壓縮機(jī)1的工質(zhì)出口同 第二只四通換向閥3的A端口連接，第一只四通換向閥2的B端口同第二只四通換向閥3 的D端口連接，第二只四通換向閥3的B端口同熱水換熱器4的一個(gè)工質(zhì)端口連接，熱水換 熱器4的另?yè)?jù)一個(gè)工質(zhì)端口同第一只三通換向閥5的A端口連接，第二只四通換向閥3的 C端口同第一只三通換向閥5的C端口連接，第一只四通換向閥2的C端口同空氣換熱器6 的一個(gè)工質(zhì)端口連接，該第一只四通換向閥2的A端口同空調(diào)換熱器10的一個(gè)工質(zhì)端口連 接；空氣換熱器6的另一個(gè)工質(zhì)端口經(jīng)并聯(lián)了第一單向閥8的第一膨脹閥7同第一只三通 換向閥5的B端口連接，空調(diào)換熱器10的另一個(gè)工質(zhì)端口經(jīng)并聯(lián)了第二單向閥14的第二 膨脹閥9同第一只三通換向閥5的B端口連接；空調(diào)換熱器10出水端同第二只三通換向閥 13的A端口連接，該第二只三通換向閥13的B端口和C端口同蓄熱裝置12的一對(duì)進(jìn)、出水 端口對(duì)應(yīng)連接；該蓄熱裝置12的另一對(duì)進(jìn)、出水端口同太陽(yáng)能集熱器16的出、進(jìn)水端口對(duì) 應(yīng)連接；熱水換熱4的一對(duì)進(jìn)、出水端口同保溫水箱15的一對(duì)出、進(jìn)水端對(duì)應(yīng)連接，保溫水 箱15的另一對(duì)進(jìn)、出水端同太陽(yáng)能集熱器16的出、進(jìn)水端對(duì)應(yīng)連接。所述熱水換熱器(4)、空氣換熱器(6)、空調(diào)換熱器(10)采用高效熱管換熱器(可 選用已有產(chǎn)品)，也可采用已有技術(shù)的其它各種適宜的換熱器。所述多功能太陽(yáng)能熱泵機(jī)組中的壓縮機(jī)1、熱水換熱器4、空氣換熱器6、空調(diào)換熱 器10、膨脹閥7、9、四通閥2、3等可置于一體，組成為空調(diào)熱水一體機(jī)，太陽(yáng)能集熱器16、保 溫水箱15、蓄熱裝置12等與其相聯(lián)。
權(quán)利要求一種多功能太陽(yáng)能熱泵機(jī)組，包括壓縮機(jī)(1)、熱水換熱器(4)、空氣換熱器(6)、空調(diào)換熱器(10)、蓄熱裝置(12)、保溫水箱(15)、太陽(yáng)能集熱器(16)，其特征是，所述壓縮機(jī)(1)的工質(zhì)吸入口同第一只四通換向閥(2)的D端口連接，該壓縮機(jī)(1)的工質(zhì)出口同第二只四通換向閥(3)的A端口連接，第一只四通換向閥(2)的B端口同第二只四通換向閥(3)的D端口連接，第二只四通換向閥(3)的B端口同熱水換熱器(4)的一個(gè)工質(zhì)端口連接，熱水換熱器(4)的另一個(gè)工質(zhì)端口同第一只三通換向閥(5)的A端口連接，第二只四通換向閥(3)的C端口同第一只三通換向閥(5)的C端口連接，第一只四通換向閥(2)的C端口同空氣換熱器(6)的一個(gè)工質(zhì)端口連接，該第一只四通換向閥(2)的A端口同空調(diào)換熱器10的一個(gè)工質(zhì)端口連接；空氣換熱器(6)的另一個(gè)工質(zhì)端口經(jīng)并聯(lián)了第一單向閥(8)的第一膨脹閥(7)同第一只三通換向閥(5)的B端口連接，空調(diào)換熱器(10)的另一個(gè)工質(zhì)端口經(jīng)并聯(lián)了第二單向閥(14)的第二膨脹閥(9)同第一只三通換向閥(5)的B端口連接；空調(diào)換熱器(10)出水端同第二只三通換向閥(13)的A端口連接，該第二只三通換向閥(13)的B端口和C端口同蓄熱裝置(12)的一對(duì)進(jìn)、出水端口對(duì)應(yīng)連接；該蓄熱裝置(12)的另一對(duì)進(jìn)、出水端口同太陽(yáng)能集熱器(16)的出、進(jìn)水端口對(duì)應(yīng)連接；熱水換器(4)的一對(duì)進(jìn)、出水端口同保溫水箱(15)的一對(duì)出、進(jìn)水端對(duì)應(yīng)連接，保溫水箱(15)的另一對(duì)進(jìn)、出水端同太陽(yáng)能集熱器(16)的出、進(jìn)水端對(duì)應(yīng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述多功能太陽(yáng)能熱泵機(jī)組，其特征是，所述熱水換熱器(4)、空氣 換熱器(6)、空調(diào)換熱器(10)采用高效熱管換熱器。
專利摘要一種多功能太陽(yáng)能熱泵機(jī)組，包括壓縮機(jī)(1)、熱水換熱器(4)、空氣換熱器(6)、空調(diào)換熱器(10)、蓄熱裝置(12)、保溫水箱(15)、太陽(yáng)能集熱器(16)等配件，系統(tǒng)采用了三個(gè)換熱器混合聯(lián)接、雙四通換向閥的結(jié)構(gòu)；本實(shí)用新型綜合利用了空氣能、太陽(yáng)能等可再生資源，不僅可克服傳統(tǒng)空調(diào)、熱水機(jī)功能單一、能源利用效率未得到充分挖掘等缺點(diǎn)，還可以解決一般太陽(yáng)能空調(diào)能源利用率低的問(wèn)題，具有高效、節(jié)能、安全、可靠、環(huán)保等功效。
文檔編號(hào)F25B29/00GK201680650SQ20102014234
公開(kāi)日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2010年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月26日
發(fā)明者江樂(lè)新 申請(qǐng)人:江樂(lè)新