專利名稱：一種太陽能輔助熱泵冷熱水一體機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種太陽能輔助熱泵冷熱水一體機
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及暖通空調(diào)以及太陽能利用領(lǐng)域，尤其是一種太陽能輔助熱泵冷熱 水一體機裝置。
背景技術(shù)：
近年來，商品房開始有越來越大的市場需求趨勢。隨著面積超過IOOm2以上的住 宅、復式住宅的增加，介于大型中央空調(diào)系統(tǒng)與家用空調(diào)之間的空白點便顯露出來，小型中 央空調(diào)融合了傳統(tǒng)中央空調(diào)和家用空調(diào)各自的優(yōu)點，與傳統(tǒng)的中央空調(diào)相比，在空間利用、 安裝和節(jié)能等方面都具有優(yōu)勢。我國的小型中央空調(diào)走的是“水系統(tǒng)”的道路，主要發(fā)展的 是冷水(熱泵)機組的型式，冷水(熱泵)機組的輸送介質(zhì)通常為水或乙二醇溶液。以水為 介質(zhì)時，冷熱水機組的室外機組制出空調(diào)冷熱水，再由管路系統(tǒng)輸送至室內(nèi)的各末端裝置， 在末端裝置處冷熱水與室內(nèi)空氣進行熱量交換，產(chǎn)生冷熱風，從而消除房間空調(diào)負荷。它是 一種集中產(chǎn)生冷熱量，但分散處理房間的空調(diào)負荷的空調(diào)系統(tǒng)模式。小型中央空調(diào)整個制 冷設備制造行業(yè)中增長速度最快的一個行業(yè)。熱水供應占據(jù)了家庭及商業(yè)用戶能源消耗中的一大部分。在世界大多數(shù)家庭能量 需求中，約有1/4 1/3來源于對熱水的需求，例如日本，1999年家用熱水能耗已占家庭總 能耗的34%。由于近年人們生活習慣的改變和生活質(zhì)量的提高，住宅和專用建筑物越來越 重視熱水供應。目前國內(nèi)家庭日常生活中所需要的熱水大部分均通過專門的熱水器(如電 熱水器、燃氣熱水器等)獲得。這些裝置都是用高品位的能量來換取同等數(shù)量的低品位熱 量，不符合節(jié)能的原則。這就使研究開發(fā)新型熱水系統(tǒng)為家庭洗浴用戶提供溫度為40 50°C的生活熱水顯得非常有意義。作為可再生能源的太陽能的季節(jié)特性很明顯，夏天日照 時間長，投射角較大，獲得的能量比較多，冬天則反之。由于技術(shù)、經(jīng)濟方面的原因，太陽能 設備還不能夠更有效地跨季節(jié)使用。熱泵由于能實現(xiàn)把低溫位熱能輸送至高溫位的功能，能大量利用自然資源和余熱 資源中的熱量，有效節(jié)省了空調(diào)冷熱水、熱水供應所需的一次能源。將太陽能熱利用與熱泵 技術(shù)有機結(jié)合起來，彌補常規(guī)太陽能熱利用方式的不足，充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，已成為其中 一個重要的研究方向。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提出一種太陽能輔助熱 泵冷熱水一體機，不但能夠?qū)⒖照{(diào)、熱水器一體化設計，而且能夠大量利用可再生資源和余 熱資源中的熱量，有效節(jié)省空調(diào)冷熱水、熱水供應所需的一次能源，起到節(jié)能作用。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型專利提出了一種太陽能輔助熱泵冷熱水一體機，包 括制冷劑循環(huán)系統(tǒng)，所述制冷劑循環(huán)系統(tǒng)上還連接有冷凍水循環(huán)系統(tǒng)和生活熱水循環(huán)系 統(tǒng)，所述制冷劑循環(huán)系統(tǒng)包括壓縮機，壓縮機的高壓出口與殼管式換熱器的第一端口相連， 殼管式換熱器的第二端口與四通換向閥的第一端口相連，四通換向閥的第二端口與室外換熱器的第一端口相連，室外換熱器的第二端口經(jīng)干燥過濾器、雙向膨脹閥后與板式換熱器 的第一端口相連，板式換熱器的第二端口與四通換向閥的第三端口相連，四通換向閥的第 三端口與四通換向閥的第四端口相連，四通換向閥的第四端口與壓縮機的低壓進口相連。作為優(yōu)選，所述冷凍水循環(huán)系統(tǒng)包括第一水泵，第一水泵的出口與板式換熱器的 水流第三端口相連，板式換熱器的水流第四端口與太陽能-水換熱設備的第一端口相連， 太陽能-水換熱設備的第二端口與室內(nèi)換熱器的第一端口相連，室內(nèi)換熱器的第二端口 與第一水泵入口相連。作為優(yōu)選，所述生活熱水循環(huán)系統(tǒng)包括保溫水箱，所述保溫水箱與太陽能集熱裝 置相連，保溫水箱的第一端口與第二水泵的入口相連，第二水泵的出口與殼管式換熱器的 第三水流端口相連，殼管式換熱器的第四水流端口與保溫水箱的第二端口相連。作為優(yōu)選，所述第二水泵的出口處還連接有膨脹水箱。作為優(yōu)選，所述室外換熱器為風冷換熱器。本實用新型專利的有益效果本實用新型通過太陽能熱利用與熱泵技術(shù)有機結(jié)合 起來，彌補常規(guī)太陽能熱利用方式的不足，充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，能大量利用可再生資源和 余熱資源中的熱量，有效節(jié)省了空調(diào)冷熱水、熱水供應所需的一次能源，起到節(jié)能作用。并 且該裝置將空調(diào)、熱水器一體化設計，實現(xiàn)了一套設備兩種使用功能，有利于在家庭中推廣 應用。

圖1是本實用新型一種太陽能輔助熱泵冷熱水一體機的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，一種太陽能輔助熱泵冷熱水一體機包括制冷劑循環(huán)系統(tǒng)，所述制冷 劑循環(huán)系統(tǒng)上還連接有冷凍水循環(huán)系統(tǒng)和生活熱水循環(huán)系統(tǒng)。制冷劑循環(huán)系統(tǒng)為壓縮機1的高壓出口與殼管式換熱器2的第一端口相連，殼管 式換熱器2的第二端口與四通換向閥3的第一端口相連，四通換向閥3的第二端口與室外 換熱器4的第一端口相連，室外換熱器4的第二端口經(jīng)干燥過濾器5、雙向膨脹閥6與板式 換熱器7的第一端口相連，板式換熱器7的第二端口與四通換向閥3的第三端口相連，四通 換向閥3的第三端口與四通換向閥3的第四端口相連，四通換向閥3的第四端口與壓縮機 1的低壓進口相連。冷凍水(采暖熱水)循環(huán)系統(tǒng)第一水泵15的出口與板式換熱器7的水流第三 端口相連，板式換熱器7的水流第四端口與太陽能-水換熱設備13的第一端口相連，太陽 能-水換熱設備13的第二端口與室內(nèi)換熱器14的第一端口相連，室內(nèi)換熱器14的第二端 口與第一水泵15的入口相連。生活熱水循環(huán)系統(tǒng)保溫水箱9與太陽能集熱裝置12相連，保溫水箱9的第一端 口與第二水泵16的入口相連，第二水泵16的出口與殼管式換熱器2的第三水流端口相連， 殼管式換熱器2的第四水流端口與保溫水箱9的第二端口相連，生活熱水循環(huán)系統(tǒng)裝有膨 脹水箱8。本實用新型專利能實現(xiàn)的主要功能有熱泵制取冷凍水+太陽能熱泵共制生活熱水，太陽能輔助熱泵制取采暖熱水和生活熱水。夏季通過太陽能集熱裝置加熱保溫水箱9中的水，提供家庭生活熱水，空氣源熱 泵提供空調(diào)冷凍水，同時利用空氣源熱泵制冷過程產(chǎn)生的冷凝熱來制取家庭生活熱水，彌 補梅雨季節(jié)太陽能低密度的缺陷。制冷劑循環(huán)具體流程為從壓縮機1出來的高溫高壓制 冷劑流經(jīng)殼管式換熱器2，在管殼式換熱器2釋放部分冷凝熱制取生活熱水后，經(jīng)過四通換 向閥3，流向室外換熱器4進一步冷凝，再依次流向干燥過濾器5，雙向膨脹閥6，在板式換熱 器7中與冷凍水換熱制取冷凍水，最后經(jīng)過四通換向閥回到壓縮機1，實現(xiàn)循環(huán)過程。在春秋季節(jié)優(yōu)先使用太陽能提供生活熱水，在太陽能不足的情況下，采用空氣源 熱泵反向運行提供熱水，從而在節(jié)能的基礎(chǔ)上滿足了家庭的全天候熱水供應。冬季優(yōu)先使用太陽能提供生活或采暖熱水，應用系統(tǒng)能量優(yōu)化，在太陽能無法提 供足夠的熱量的時候，空氣源熱泵運行滿足系統(tǒng)采暖和熱水供應目的。在熱泵制取熱水時， 制冷劑循環(huán)具體流程為從壓縮機1出來的高溫高壓制冷劑流經(jīng)管殼式換熱器2，在管殼式 換熱器2釋放部分冷凝熱制取生活熱水后，經(jīng)過四通換向閥3，流向板式換熱器7進一步冷 凝釋放冷凝熱制取供暖熱水，再依次流向雙向膨脹閥6，干燥過濾器5，在室外換熱器4中 吸收空氣熱量升溫，最后經(jīng)過四通換向閥回到壓縮機1，實現(xiàn)循環(huán)過程。在循環(huán)過程中通過 控制閥門10、11的開啟度來控制生活熱水和供暖熱水的供給比例。經(jīng)過近30年來的改革開放，整個國民經(jīng)濟有了一個長足的發(fā)展，人們的收入都有 不同程度的提高，作為經(jīng)濟發(fā)展較好的江浙地區(qū)，造就了一批富人隊伍。他們追求高品質(zhì)的 生活環(huán)境，對住宅面積及其環(huán)境提出了更高的要求，別墅或大面積居室成了他們的選擇目 標，而室內(nèi)舒適環(huán)境的創(chuàng)造，依靠傳統(tǒng)中央空調(diào)以及不節(jié)能的電熱水器、燃氣熱水器顯然是 不現(xiàn)實的，而普通家用空調(diào)對大面積居室來說，裝一臺無法滿足室內(nèi)要求，裝多臺又顯得既 不合理也不合算。太陽能輔助熱泵冷熱水一體機的發(fā)明，完善地解決了這一矛盾。并且該 裝置將空調(diào)、熱水器一體化設計，實現(xiàn)了一套設備兩種使用功能，有利于在家庭中推廣。上述實施例是對本實用新型的說明，不是對本實用新型的限定，任何對本實用新 型簡單變換后的方案均屬于本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種太陽能輔助熱泵冷熱水一體機，其特征在于包括制冷劑循環(huán)系統(tǒng)，所述制冷 劑循環(huán)系統(tǒng)上還連接有冷凍水循環(huán)系統(tǒng)和生活熱水循環(huán)系統(tǒng)，所述制冷劑循環(huán)系統(tǒng)包括壓 縮機，壓縮機的高壓出口與殼管式換熱器的第一端口相連，殼管式換熱器的第二端口與四 通換向閥的第一端口相連，四通換向閥的第二端口與室外換熱器的第一端口相連，室外換 熱器的第二端口經(jīng)干燥過濾器、雙向膨脹閥后與板式換熱器的第一端口相連，板式換熱器 的第二端口與四通換向閥的第三端口相連，四通換向閥的第三端口與四通換向閥的第四端 口相連，四通換向閥的第四端口與壓縮機的低壓進口相連。
2.如權(quán)利要求1所述的一種太陽能輔助熱泵冷熱水一體機，其特征在于所述冷凍水 循環(huán)系統(tǒng)包括第一水泵，第一水泵的出口與板式換熱器的水流第三端口相連，板式換熱器 的水流第四端口與太陽能-水換熱設備的第一端口相連，太陽能-水換熱設備的第二端口 與室內(nèi)換熱器的第一端口相連，室內(nèi)換熱器的第二端口與第一水泵入口相連。
3.如權(quán)利要求2所述的一種太陽能輔助熱泵冷熱水一體機，其特征在于所述生活熱 水循環(huán)系統(tǒng)包括保溫水箱，所述保溫水箱與太陽能集熱裝置相連，保溫水箱的第一端口與 第二水泵的入口相連，第二水泵的出口與殼管式換熱器的第三水流端口相連，殼管式換熱 器的第四水流端口與保溫水箱的第二端口相連。
4.如權(quán)利要求3所述的一種太陽能輔助熱泵冷熱水一體機，其特征在于所述第二水 泵的出口處還連接有膨脹水箱。
5.如權(quán)利要求1 4中任一項所述的一種太陽能輔助熱泵冷熱水一體機，其特征在于 所述室外換熱器為風冷換熱器。
專利摘要本實用新型公開了一種太陽能輔助熱泵冷熱水一體機，包括制冷劑循環(huán)系統(tǒng)，所述制冷劑循環(huán)系統(tǒng)上還連接有冷凍水循環(huán)系統(tǒng)和生活熱水循環(huán)系統(tǒng)，所述制冷劑循環(huán)系統(tǒng)包括壓縮機，壓縮機的高壓出口與殼管式換熱器的第一端口相連，殼管式換熱器的第二端口與四通換向閥的第一端口相連，四通換向閥的第二端口與室外換熱器的第一端口相連，室外換熱器的第二端口經(jīng)干燥過濾器、雙向膨脹閥后與板式換熱器的第一端口相連。本實用新型通過太陽能熱利用與熱泵技術(shù)有機結(jié)合，能大量利用可再生資源和余熱資源中的熱量，起到節(jié)能作用，并且該裝置將空調(diào)、熱水器一體化設計，實現(xiàn)了一套設備兩種使用功能，有利于在家庭中推廣應用。
文檔編號F25B29/00GK201885483SQ201020636848
公開日2011年6月29日 申請日期2010年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月23日
發(fā)明者余才寬, 姜坪, 王志毅 申請人:浙江理工大學