專利名稱：太陽能輔助雙冷凝器冷熱水一體機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
太陽能輔助雙冷凝器冷熱水一體機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及熱泵空調(diào)、熱泵熱水器以及太陽能利用領(lǐng)域，尤其是一種太陽能 輔助雙冷凝器冷熱水一體機(jī)。
技術(shù)背景近年來，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(fù)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(diǎn)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(diǎn)，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(jī)組的型式，冷水(熱泵)機(jī)組的輸送介質(zhì)通常為水或乙二醇溶液。以水為 介質(zhì)時(shí)，冷熱水機(jī)組的室外機(jī)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(jìn)行熱量交換，產(chǎn)生冷熱風(fēng)，從而消除房間空調(diào)負(fù)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(fù)荷的空調(diào)系統(tǒng)模式。小型中央空調(diào)整個(gè)制 冷設(shè)備制造行業(yè)中增長速度最快的一個(gè)行業(yè)。熱水供應(yīng)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(duì)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(xí)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(yīng)。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?xì)鉄崴鞯?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(shí)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(jì)方面的原因，太陽能 設(shè)備還不能夠更有效地跨季節(jié)使用。熱泵由于能實(shí)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(yīng)所需的一次能源。將太陽能熱利用與熱泵 技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來，彌補(bǔ)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(gè)重要的研究方向。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)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雙 冷凝器冷熱水一體機(jī)，不但能夠?qū)⒖照{(diào)、熱水器一體化設(shè)計(jì)，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(yīng)所需的一次能源，起到節(jié)能作用。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型專利提出了一種太陽能輔助雙冷凝器冷熱水一體 機(jī)，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(jī)，壓縮機(jī)的高壓出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翅片換熱器的第一端口相連，翅片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(jī)的低壓進(jìn)口相連。作為優(yōu)選，還包括殼管式換熱器，所述殼管式換熱器通過若干閥門與翅片換熱器 和板式換熱器并聯(lián)連接。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熱水板式換熱器的第一端口相連，熱水 板式換熱器的第二端口與末端的第一端口相連，末端的第二端口與第一水泵的入口相連。作為優(yōu)選，所述生活熱水循環(huán)系統(tǒng)包括熱水箱，所述熱水箱與太陽能集熱裝置相 連，熱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熱水箱的第二端口相連。作為優(yōu)選，所述若干閥門包括第三閥門、第四閥門、第五閥門和第六閥門，所述殼 管式換熱器的第一端口與翅片換熱器的第一端口之間設(shè)有第三閥門，殼管式換熱器的第一 端口與翅片換熱器的第三端口之間設(shè)有第四閥門，殼管式換熱器的第二端口與翅片換熱器 的第二端口之間設(shè)有第五閥門，殼管式換熱器的第二端口與板式換熱器的第一端口之間設(shè) 有第六閥門。 作為優(yōu)選，所述翅片換熱器為風(fēng)冷換熱器。本實(shí)用新型專利的有益效果本實(shí)用新型通過太陽能熱利用與熱泵技術(shù)有機(jī)結(jié)合 起來，彌補(bǔ)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(yīng)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(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了一套設(shè)備兩種使用功能，有利于在家庭中推廣 應(yīng)用。

圖1是本實(shí)用新型太陽能輔助雙冷凝器冷熱水一體機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，太陽能輔助雙冷凝器冷熱水一體機(jī)，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(jī)1的高壓出口四通換向閥2的第一端口相連，四通換向 閥2的第二端口與翅片換熱器3的第一端口相連，翅片換熱器3的第二端口經(jīng)干燥過濾器 4、雙向膨脹閥5與板式換熱器6的第一端口相連，板式換熱器6的第二端口與四通換向閥 2的第三端口相連，四通換向閥2的第三端口與四通換向閥2的第四端口相連，四通換向閥 2的第四端口與壓縮機(jī)1的低壓進(jìn)口相連。同時(shí)，板式殼管式換熱器7通過若干閥門與翅 片換熱器和板式換熱器并聯(lián)連接，其中，殼管式換熱器7的第一端口與翅片換熱器3的第一 端口之間設(shè)有第三閥門14，殼管式換熱器7的第一端口與翅片換熱器3的第三端口之間設(shè) 有第四閥門15，殼管式換熱器7的第二端口與翅片換熱器3的第二端口之間設(shè)有第五閥門 16，殼管式換熱器7的第二端口與板式換熱器6的第一端口之間設(shè)有第六閥門17。通過上 述閥門的控制，當(dāng)系統(tǒng)制冷時(shí)，閥門15、17關(guān)閉，14、16開啟，板式換熱器7與翅片換熱器3
4并聯(lián)；當(dāng)系統(tǒng)采暖時(shí)，閥門14、16關(guān)閉，15、17開啟，板式換熱器7與板式換熱器8并聯(lián)。冷凍水(采暖熱水)循環(huán)系統(tǒng)第一水泵18的出口與板式換熱器6的水流第三端 口相連，板式換熱器6的水流第四端口與熱水板式換熱器11的第一端口相連，熱水板式換 熱器11的第二端口與末端10的第一端口相連，末端10的第二端口與第一水泵18的入口 相連。生活熱水循環(huán)系統(tǒng)熱水箱8與太陽能集熱裝置9相連，熱水箱8的第一端口與第 二水泵19的入口相連，第二水泵19的出口與殼管式換熱器7的第三水流端口相連，殼管式 換熱器7的第四水流端口與熱水箱8的第二端口相連。本實(shí)用新型專利能實(shí)現(xiàn)的主要功能有太陽能單制生活熱水、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熱水箱中的水，提供家庭生活熱水，空氣源熱泵提 供空調(diào)冷凍水，同時(shí)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(bǔ)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(jī)1出來的高溫高壓制冷劑 流經(jīng)四通閥2后分流，一部分經(jīng)殼管式換熱器7釋放部分冷凝熱制取生活熱水，另一部分經(jīng) 過翅片換熱器釋放冷凝熱，然后再混合依次流向干燥過濾器4，雙向膨脹閥5，在板式換熱 器6中與冷凍水換熱制取冷凍水，最后經(jīng)過四通換向閥2回到壓縮機(jī)1，實(shí)現(xiàn)循環(huán)過程。在 循環(huán)過程中，第一閥門12、第四閥門15、第六閥門17關(guān)閉，通過控制第三閥門14、第五閥門 16的開啟度來控制殼管式換熱器和翅片換熱器對(duì)冷凝熱的釋放比例。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(yīng)。冬季優(yōu)先使用太陽能提供生活或采暖熱水，應(yīng)用系統(tǒng)能量優(yōu)化，在太陽能無法提 供足夠的熱量的時(shí)候，空氣源熱泵運(yùn)行滿足系統(tǒng)采暖和熱水供應(yīng)目的。在熱泵制取熱水時(shí)， 制冷劑循環(huán)具體流程為從壓縮機(jī)1出來的高溫高壓制冷劑流流經(jīng)四通閥2后分流，一部分 在板式換熱器6中釋放冷凝熱制取采暖熱水，另一部分流經(jīng)殼管式換熱器7釋放冷凝熱制 取生活熱水后，然后再混合并依次流向雙向膨脹閥6，干燥過濾器5，在翅片換熱器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(jī)1，實(shí)現(xiàn)循環(huán)過程。在循環(huán)過程中，閥門14、 16關(guān)閉，通過控制閥門12、13、15、17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(gè)國民經(jīng)濟(jì)有了一個(gè)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(jì)發(fā)展較好的江浙地區(qū)，造就了一批富人隊(duì)伍。他們追求高品質(zhì)的 生活環(huán)境，對(duì)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(biāo)，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?xì)鉄崴黠@然是 不現(xiàn)實(shí)的，而普通家用空調(diào)對(duì)大面積居室來說，裝一臺(tái)無法滿足室內(nèi)要求，裝多臺(tái)又顯得既 不合理也不合算。太陽能輔助熱泵冷熱水一體機(jī)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(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了一套設(shè)備兩種使用功能，有利于在家庭中推廣。上述實(shí)施例是對(duì)本實(shí)用新型的說明，不是對(duì)本實(shí)用新型的限定，任何對(duì)本實(shí)用新 型簡單變換后的方案均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.太陽能輔助雙冷凝器冷熱水一體機(jī)，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(jī)，壓縮機(jī)的高壓出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翅片換 熱器的第一端口相連，翅片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(jī)的低壓進(jìn)口相連。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽能輔助雙冷凝器冷熱水一體機(jī)，其特征在于還包括殼管 式換熱器，所述殼管式換熱器通過若干閥門與翅片換熱器和板式換熱器并聯(lián)連接。
3.如權(quán)利要求2所述的太陽能輔助雙冷凝器冷熱水一體機(jī)，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 的水流第四端口與熱水板式換熱器的第一端口相連，熱水板式換熱器的第二端口與末端的 第一端口相連，末端的第二端口與第一水泵的入口相連。
4.如權(quán)利要求3所述的太陽能輔助雙冷凝器冷熱水一體機(jī)，其特征在于所述生活熱 水循環(huán)系統(tǒng)包括熱水箱，所述熱水箱與太陽能集熱裝置相連，熱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 四水流端口與熱水箱的第二端口相連。
5.如權(quán)利要求4所述的太陽能輔助雙冷凝器冷熱水一體機(jī)，其特征在于所述若干閥 門包括第三閥門、第四閥門、第五閥門和第六閥門，所述殼管式換熱器的第一端口與翅片換 熱器的第一端口之間設(shè)有第三閥門，殼管式換熱器的第一端口與翅片換熱器的第三端口之 間設(shè)有第四閥門，殼管式換熱器的第二端口與翅片換熱器的第二端口之間設(shè)有第五閥門， 殼管式換熱器的第二端口與板式換熱器的第一端口之間設(shè)有第六閥門。
6.如權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的太陽能輔助雙冷凝器冷熱水一體機(jī)，其特征在于 所述翅片換熱器為風(fēng)冷換熱器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種太陽能輔助雙冷凝器冷熱水一體機(jī)，包括制冷劑循環(huán)系統(tǒng)，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(jī)，壓縮機(jī)的高壓出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翅片換熱器的第一端口相連，翅片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(jī)的低壓進(jìn)口相連。本實(shí)用新型通過太陽能熱利用與熱泵技術(shù)有機(jī)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(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了一套設(shè)備兩種使用功能，有利于在家庭中推廣應(yīng)用。
文檔編號(hào)F25B29/00GK201885484SQ20102063686
公開日2011年6月29日 申請(qǐng)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(qǐng)人:浙江理工大學(xué)