太陽能熱泵系統(tǒng)多集熱蒸發(fā)器并聯(lián)裝置及制冷劑流量控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種太陽能熱泵系統(tǒng)多集熱蒸發(fā)器并聯(lián)裝置及制冷劑流量控制方法，包括由多個太陽能集熱蒸發(fā)器模塊并聯(lián)組成的太陽能集熱蒸發(fā)器陣列，太陽能集熱蒸發(fā)器陣列和冷凝器與主機(jī)箱連接，每個太陽能集熱蒸發(fā)器模塊都包含一個電子膨脹閥，主機(jī)箱包括壓縮機(jī)和回?zé)崾窖a(bǔ)償器或包括壓縮機(jī)、節(jié)流式補(bǔ)償器和毛細(xì)管，回?zé)崾窖a(bǔ)償器或節(jié)流式補(bǔ)償器控制進(jìn)入太陽能集熱蒸發(fā)器陣列中的制冷劑都有一定再冷度。通過上述方式，本發(fā)明能夠有效控制各集熱蒸發(fā)器中制冷劑流量，確保制冷劑流經(jīng)每塊太陽能集熱蒸發(fā)器后的過熱度都能在設(shè)定范圍內(nèi)，保證集熱效率達(dá)到最高，安裝不受場地和數(shù)量限制，實現(xiàn)太陽能熱泵系統(tǒng)大型化，拓寬太陽能熱泵應(yīng)用范圍。
【專利說明】太陽能熱泵系統(tǒng)多集熱蒸發(fā)器并聯(lián)裝置及制冷劑流量控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能熱泵【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種太陽能熱泵系統(tǒng)多集熱蒸發(fā)器并聯(lián)裝置及制冷劑流量控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]能源問題是當(dāng)今世界矚目的大問題，太陽能是各種可再生能源中最重要最基本的能源，是一直取之不盡的清潔能源，如何更加有效地和大規(guī)模利用太陽能是世界各國都十分重視的熱門課題。
[0003]熱泵的特點(diǎn)在于能將熱量從低溫?zé)嵩磦鞯礁邷責(zé)嵩矗岣叩蜏責(zé)嵩吹睦寐?。太陽能熱泵是將熱泵技術(shù)與太陽能熱利用技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來，一方面可以有效降低太陽能集熱器的板面溫度，提高集熱器效率；另一方面在同樣輻射條件良好的情況下，太陽能熱泵加熱系統(tǒng)可以獲得比空氣源熱泵更高的蒸發(fā)溫度，從而提高熱泵系統(tǒng)的性能，發(fā)展前景十分廣闊。
[0004]發(fā)明專利“家用壁掛式平板太陽能熱泵熱水器及其控制方法”(申請?zhí)?01310358399.6)將平板太陽能集熱板中的集熱板芯與熱泵的蒸發(fā)器制成一體形成管翼式集熱蒸發(fā)器，蒸發(fā)換熱均勻，整個集熱板芯表面溫度均勻，大大降低了表面熱迀移損失，同時采用汽液相變傳熱，系統(tǒng)效率高，徹底解決了屏蔽那太陽能集熱器的防凍問題，通過控制器實現(xiàn)對壓縮機(jī)、膨脹閥及電磁閥的控制，克服了太陽能集熱蒸發(fā)器復(fù)雜多變以及各種惡劣的工況，實現(xiàn)熱泵技術(shù)在太陽能熱利用中的應(yīng)用。上述專利解決了單塊集熱蒸發(fā)器與熱泵在制熱水方面的綜合利用，但沒有解決多太陽能集熱蒸發(fā)器并聯(lián)運(yùn)用時的流量控制問題。
[0005]目前，除了在家用熱水領(lǐng)域，太陽能熱泵在大型熱水工程、干燥與采暖領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越多。太陽能熱泵應(yīng)用于大型熱水系統(tǒng)、干燥系統(tǒng)或采暖系統(tǒng)時，因為系統(tǒng)的熱負(fù)荷較大，所需太陽能集熱蒸發(fā)器的面積也較大，需要很多太陽能集熱蒸發(fā)器并聯(lián)運(yùn)行，這就經(jīng)常會出現(xiàn)部分集熱蒸發(fā)器被其他建筑物遮擋或由于集熱蒸發(fā)器安裝角度、方向不一樣而導(dǎo)致部分集熱蒸發(fā)器獲得的太陽輻照量和其他的不相同。同時系統(tǒng)也經(jīng)常需要長距離、大高差的輸送制冷劑，或因為屋面的不規(guī)則而無法實現(xiàn)集熱蒸發(fā)器的規(guī)則布置。以上原因都會造成集熱蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑流量難以控制、制冷劑蒸發(fā)不均勻等問題，從而帶來整個系統(tǒng)的不穩(wěn)定、壓縮機(jī)效率的降低，嚴(yán)重的時候甚至導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。
[0006]上述缺陷極大的限制了太陽能熱泵在大型制熱工程中的推廣應(yīng)用。因此，有必要提出一種多集熱蒸發(fā)器并聯(lián)的太陽能熱泵系統(tǒng)制冷劑流量控制技術(shù)，能夠有效控制多集熱蒸發(fā)器并聯(lián)的太陽能熱泵系統(tǒng)中各集熱蒸發(fā)器的制冷劑流量，確保制冷劑流經(jīng)每塊太陽能集熱蒸發(fā)器后的過熱度都能穩(wěn)定在某一設(shè)定范圍內(nèi)，從而使得每塊太陽能集熱蒸發(fā)器的集熱效率都達(dá)到最高，最后使整個系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，同時太陽能集熱蒸發(fā)器的安裝不受場地和數(shù)量的限制。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種太陽能熱泵系統(tǒng)多集熱蒸發(fā)器并聯(lián)裝置及制冷劑流量控制方法，能夠有效控制各集熱蒸發(fā)器的制冷劑流量，確保制冷劑流經(jīng)每塊太陽能集熱蒸發(fā)器后的過熱度都能穩(wěn)定在設(shè)定范圍內(nèi)，從而使得每塊太陽能集熱蒸發(fā)器的集熱效率都達(dá)到最高，最后使整個系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，同時太陽能集熱蒸發(fā)器的安裝不受場地、數(shù)量的限制，實現(xiàn)太陽能熱泵系統(tǒng)大型化，拓寬太陽能熱泵的應(yīng)用范圍。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個技術(shù)方案是:提供一種多集熱蒸發(fā)器并聯(lián)太陽能熱泵系統(tǒng)，包括:太陽能集熱蒸發(fā)器陣列、主機(jī)箱和冷凝器，所述太陽能集熱蒸發(fā)器陣列中的氣相干管和液相干管與主機(jī)箱連接，所述冷凝器與主機(jī)箱連接，
所述太陽能集熱蒸發(fā)器陣列包括多個并聯(lián)設(shè)置的太陽能集熱蒸發(fā)器模塊，所述太陽能集熱蒸發(fā)器模塊包括太陽能集熱蒸發(fā)器、電子膨脹閥、控制器、溫度傳感器和壓力變送器，所述電子膨脹閥連接在太陽能集熱蒸發(fā)器的入口端，太陽能集熱蒸發(fā)器的出口端設(shè)置有溫度傳感器和壓力變送器，溫度傳感器和壓力變送器通過信號線與控制器連接，控制器再通過信號線與電子膨脹閥連接。
[0009]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述主機(jī)箱包括壓縮機(jī)和回?zé)崾窖a(bǔ)償器，所述回?zé)崾窖a(bǔ)償器包括有a接口端、b接口端、c接口端和d接口端，所述回?zé)崾窖a(bǔ)償器的a接口端與太陽能集熱蒸發(fā)器陣列的氣相干管連接，b接口端與壓縮機(jī)的回氣口連接，c接口端與太陽能集熱蒸發(fā)器陣列的液相干管連接，d接口端與冷凝器的一端連接，所述壓縮機(jī)的排氣口與冷凝器的另一端連接。
[0010]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述回?zé)崾窖a(bǔ)償器為板式換熱器、套管式換熱器或管殼式換熱器。
[0011]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述主機(jī)箱還包括壓縮機(jī)、節(jié)流式補(bǔ)償器和毛細(xì)管，所述節(jié)流式補(bǔ)償器包括有e接口端、f接口端、g接口端和h接口端，所述節(jié)流式補(bǔ)償器的e接口端與太陽能集熱蒸發(fā)器陣列的液相干管連接，h接口端連接在太陽能集熱蒸發(fā)器陣列的出氣口與壓縮機(jī)的回氣口之間，g接口端與毛細(xì)管的一端連接，毛細(xì)管的另一端連接在f接口端與冷凝器之間。
[0012]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述節(jié)流式補(bǔ)償器為板式換熱器、套管式換熱器或管殼式換熱器，所述節(jié)流式補(bǔ)償器的一端與毛細(xì)管連接。
[0013]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述冷凝器加熱介質(zhì)為水或空氣，所述冷凝器通過銅管與主機(jī)箱連接。
[0014]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的另一個技術(shù)方案是:一種太陽能熱泵系統(tǒng)多集熱蒸發(fā)器并聯(lián)裝置的制冷劑流量控制方法，包括如下控制步驟:
一、開啟多集熱蒸發(fā)器并聯(lián)的太陽能熱泵系統(tǒng)，經(jīng)過冷凝器冷凝后的液態(tài)制冷劑進(jìn)入到主機(jī)箱中的回?zé)崾窖a(bǔ)償器，在回?zé)崾窖a(bǔ)償器內(nèi)與蒸發(fā)后的低溫氣態(tài)制冷劑進(jìn)行換熱；
二、從回?zé)崾窖a(bǔ)償器的c接口端出來的再冷液態(tài)制冷劑進(jìn)入太陽能集熱蒸發(fā)器陣列，然后再分配給每一個太陽能集熱蒸發(fā)器模塊，液態(tài)制冷劑經(jīng)電子膨脹閥節(jié)流成氣液兩相制冷劑，節(jié)流后的氣液兩相制冷劑進(jìn)入太陽能集熱蒸發(fā)器吸收太陽輻射能后從出口流出；
三、將太陽能集熱蒸發(fā)器陣列中電子膨脹閥設(shè)定的目標(biāo)過熱度為ATs，放置在太陽能集熱蒸發(fā)器出口處的溫度傳感器和壓力變送器將獲取的溫度和壓力信號通過信號線傳輸給控制器，控制器將溫度、壓力信號轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的過熱度ΛΤ，并與設(shè)定的目標(biāo)過熱度ATs進(jìn)行比較，并對電子膨脹閥發(fā)出控制指令:
當(dāng)AT>ATs+l時，電子膨脹閥的開度增大；
當(dāng)AIXATs-1時，電子膨脹閥的開度減??；
當(dāng)ATs-1彡ΛΤ彡ATs+l時，電子膨脹閥的開度不變；
四、太陽能集熱蒸發(fā)器陣列中所有太陽能集熱蒸發(fā)器出口處制冷劑飽和溫度、飽和壓力以及過熱度都很接近或相等，混合后的氣態(tài)制冷劑進(jìn)入回?zé)崾窖a(bǔ)償器對其中的液態(tài)制冷劑進(jìn)行再冷補(bǔ)償后進(jìn)入壓縮機(jī)，壓縮后的高溫高壓的制冷劑進(jìn)入冷凝器用于制取熱水、采暖或干燥，系統(tǒng)如此往復(fù)循環(huán)工作。
[0015]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的另一個技術(shù)方案是:一種太陽能熱泵系統(tǒng)多集熱蒸發(fā)器并聯(lián)裝置的制冷劑流量控制方法，包括如下控制步驟:
一、開啟多集熱蒸發(fā)器并聯(lián)的太陽能熱泵系統(tǒng)，冷凝器冷凝后的液態(tài)制冷劑一部分經(jīng)毛細(xì)管，節(jié)流成低溫低壓的氣液兩相制冷劑，節(jié)流后的低溫低壓氣液兩相制冷劑通過g接口端進(jìn)入節(jié)流式補(bǔ)償器對進(jìn)入太陽能集熱蒸發(fā)器陣列的液態(tài)制冷劑進(jìn)行再冷補(bǔ)償；
二、太陽能集熱蒸發(fā)器陣列中電子膨脹閥設(shè)定的目標(biāo)過熱度為ATs，放置在太陽能集熱蒸發(fā)器出口處的溫度傳感器和壓力變送器將獲取的溫度和壓力信號通過信號線傳輸給控制器，控制器將溫度、壓力信號轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的過熱度ΛΤ，并與設(shè)定的目標(biāo)過熱度ATs進(jìn)行比較，并對電子膨脹閥發(fā)出控制指令:
當(dāng)AT>ATs+l時，電子膨脹閥的開度增大；
當(dāng)AIXATs-1時，電子膨脹閥的開度減??；
當(dāng)ATs-1彡ΛΤ彡ATs+l時，電子膨脹閥的開度不變；
三、經(jīng)毛細(xì)管節(jié)流后低溫低壓的氣液兩相制冷劑在節(jié)流式補(bǔ)償器中吸收液態(tài)制冷劑熱量后變成過熱制冷劑，過熱制冷劑經(jīng)h接口端與太陽能集熱蒸發(fā)器陣列出來的過熱制冷劑混合后進(jìn)入壓縮機(jī)，壓縮后的高溫高壓的制冷劑進(jìn)入冷凝器用于制取熱水、采暖或干燥，系統(tǒng)如此往復(fù)循環(huán)工作。
[0016]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述太陽能集熱蒸發(fā)器陣列中的電子膨脹閥設(shè)定的目標(biāo)過熱度ATs均相同。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明太陽能熱泵系統(tǒng)多集熱蒸發(fā)器并聯(lián)裝置及制冷劑流量控制方法能有效控制各集熱蒸發(fā)器的制冷劑流量，確保制冷劑流經(jīng)每塊太陽能集熱蒸發(fā)器后的過熱度都能穩(wěn)定在設(shè)定范圍內(nèi)，從而使得每塊太陽能集熱蒸發(fā)器的集熱效率都達(dá)到最高，最后使整個系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，同時太陽能集熱蒸發(fā)器的安裝不受場地、數(shù)量的限制，實現(xiàn)太陽能熱泵系統(tǒng)大型化，拓寬太陽能熱泵的應(yīng)用范圍。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖，其中: 圖1是本發(fā)明的太陽能熱泵系統(tǒng)多集熱蒸發(fā)器并聯(lián)裝置及制冷劑流量控制方法一較佳實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是圖1中太陽能集熱蒸發(fā)器模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明的太陽能熱泵系統(tǒng)多集熱蒸發(fā)器并聯(lián)裝置及制冷劑流量控制方法另一較佳實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖中各部件的標(biāo)記如下:1、太陽能集熱蒸發(fā)器陣列，11、太陽能集熱蒸發(fā)器模塊，111、太陽能集熱蒸發(fā)器，112、電子膨脹閥，113、控制器，114、溫度傳感器，115、壓力變送器，
2、主機(jī)箱，21、壓縮機(jī)，22、回?zé)崾窖a(bǔ)償器，23、節(jié)流式補(bǔ)償器，24、毛細(xì)管，3、冷凝器。

【具體實施方式】
[0019]下面將對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0020]請參閱圖1至圖3，本發(fā)明實施例包括:
一種太陽能熱泵系統(tǒng)多集熱蒸發(fā)器并聯(lián)裝置，包括:太陽能集熱蒸發(fā)器陣列1、主機(jī)箱2和冷凝器3，所述太陽能集熱蒸發(fā)器陣列I包括多個并聯(lián)設(shè)置的太陽能集熱蒸發(fā)器模塊11，太陽能集熱蒸發(fā)器陣列I的氣相干管和液相干管與主機(jī)箱2連接。
[0021]所述太陽能集熱蒸發(fā)器模塊11包括太陽能集熱蒸發(fā)器111、電子膨脹閥112、控制器113、溫度傳感器114和壓力變送器115，所述電子膨脹閥112連接在太陽能集熱蒸發(fā)器111的入口端，太陽能集熱蒸發(fā)器111的出口端設(shè)置有溫度傳感器114和壓力變送器115，溫度傳感器114和壓力變送器115通過信號線與控制器113連接，控制器113再通過信號線與電子膨脹閥112連接。
[0022]其中，太陽能集熱蒸發(fā)器陣列I不局限于附圖1或附圖3所示，太陽能集熱蒸發(fā)器模塊11可以隨意無規(guī)則的并聯(lián)，太陽能集熱蒸發(fā)器模塊11的數(shù)量和位置在允許范圍內(nèi)可以有變化。
[0023]所述冷凝器3的加熱介質(zhì)可以是水、空氣和其他需要加熱的流體，用于制取熱水、采暖、干燥等制熱工程，冷凝器3通過銅管與主機(jī)箱2連接。
[0024]實施例一
所述主機(jī)箱2包括壓縮機(jī)21和回?zé)崾窖a(bǔ)償器22，所述回?zé)崾窖a(bǔ)償器22包括有a接口端、b接口端、c接口端和d接口端，所述回?zé)崾窖a(bǔ)償器22的a接口端與太陽能集熱蒸發(fā)器陣列I的出氣干管連接，b接口端與壓縮機(jī)21的回氣口連接，c接口端與太陽能集熱蒸發(fā)器陣列I的進(jìn)液干管連接，d接口端與冷凝器3的一端連接，所述壓縮機(jī)21的排氣口與冷凝器3的另一端連接。
[0025]其中，所述回?zé)崾窖a(bǔ)償器22可以是板式換熱器、套管式換熱器或管殼式換熱器等。
[0026]多集熱蒸發(fā)器并聯(lián)的太陽能熱泵系統(tǒng)開啟，經(jīng)過冷凝器3冷凝后的液態(tài)制冷劑進(jìn)入到主機(jī)箱2中的回?zé)崾窖a(bǔ)償器22，在回?zé)崾窖a(bǔ)償器22內(nèi)與蒸發(fā)后的低溫氣態(tài)制冷劑進(jìn)行換熱，使得液態(tài)制冷劑具有一定的再冷度，防止由于制冷劑長距離或大高差運(yùn)輸而導(dǎo)致的液態(tài)制冷劑汽化現(xiàn)象的出現(xiàn)，確保進(jìn)入太陽能集熱蒸發(fā)器陣列I中的各個太陽能集熱蒸發(fā)器模塊11內(nèi)的制冷劑都有一定的再冷度；
從回?zé)崾窖a(bǔ)償器22的C接口端出來的再冷液態(tài)制冷劑進(jìn)入太陽能集熱蒸發(fā)器陣列1，然后再分配給每一個太陽能集熱蒸發(fā)器模塊11，液態(tài)制冷劑經(jīng)電子膨脹閥112節(jié)流成氣液兩相制冷劑，節(jié)流后的氣液兩相制冷劑進(jìn)入太陽能集熱蒸發(fā)器111吸收太陽輻射能后從出口流出，放置在太陽能集熱蒸發(fā)器111出口處的溫度傳感器和壓力變送器將獲取的溫度和壓力信號通過信號線傳輸給控制器113，控制器113將溫度、壓力信號轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的過熱度Δ T，并與設(shè)定的目標(biāo)過熱度Λ Ts進(jìn)行比較，并對電子膨脹閥112發(fā)出控制指令:
當(dāng)AT>ATs+l時，電子膨脹閥112的開度增大；
當(dāng)AIXATs-1時，電子膨脹閥112的開度減??；
當(dāng)ATs-1 ^ ΔΤ^Ξ ATs+l時，電子膨脹閥112的開度不變；
電子膨脹閥112根據(jù)太陽能集熱蒸發(fā)器111出口處制冷劑的實時過熱度來控制其制冷劑流量，確保太陽能集熱蒸發(fā)器111出口處制冷劑的過熱度ΛΤ接近或等于設(shè)定目標(biāo)過熱度 Δ Ts0
[0027]由于太陽能集熱蒸發(fā)器陣列I中所有電子膨脹閥112的設(shè)定目標(biāo)過熱度都是ATs，所以太陽能集熱蒸發(fā)器陣列I中所有太陽能集熱蒸發(fā)器模塊11出口處制冷劑過熱度Δ T都接近或等于設(shè)定目標(biāo)過熱度Δ Ts ;
由于太陽能集熱蒸發(fā)器陣列I中所有太陽能集熱蒸發(fā)器111都是并聯(lián)在一起，所以所有太陽能集熱蒸發(fā)器111出口處壓力都相等，對應(yīng)的制冷劑飽和溫度也相等，所以太陽能集熱蒸發(fā)器陣列I中所有太陽能集熱蒸發(fā)器111出口處制冷劑飽和溫度、飽和壓力以及過熱度都很接近或相等，混合后的氣態(tài)制冷劑進(jìn)入回?zé)崾窖a(bǔ)償器22對其中的液態(tài)制冷劑進(jìn)行再冷補(bǔ)償后進(jìn)入壓縮機(jī)，壓縮后的高溫高壓的制冷劑進(jìn)入冷凝器用于制取熱水、采暖、干燥等制熱工程，系統(tǒng)如此往復(fù)循環(huán)工作。
[0028]實施例二
為了保證進(jìn)入太陽能集熱蒸發(fā)器陣列I中的各個太陽能集熱蒸發(fā)器模塊11內(nèi)的制冷劑都有一定的再冷度，還可以采用節(jié)流式補(bǔ)償器23對液態(tài)制冷劑進(jìn)行再冷補(bǔ)償。
[0029]主機(jī)箱2包括:壓縮機(jī)21、節(jié)流式補(bǔ)償器23和毛細(xì)管24，節(jié)流式補(bǔ)償器23的f接口端與冷凝器3的出口連接，e接口端與太陽能集熱蒸發(fā)器陣列I的進(jìn)液干管連接，h接口端連接在太陽能集熱蒸發(fā)器陣列I出氣口與壓縮機(jī)21回氣口之間，g接口端與毛細(xì)管24 —端連接，毛細(xì)管24的另一端連接在f接口端與冷凝器3之間，其余部分與實施例一中完全相同。
[0030]其中，所述節(jié)流式補(bǔ)償器23可以是板式換熱器、套管式換熱器、管殼式換熱器等，所述節(jié)流式補(bǔ)償器23有一端必須與毛細(xì)管24連接。
[0031]該實施例的【具體實施方式】包括:
冷凝器3冷凝后的液態(tài)制冷劑一部分經(jīng)毛細(xì)管24，節(jié)流成低溫低壓的氣液兩相制冷劑，節(jié)流后低溫低壓的氣液兩相制冷劑通過g接口端進(jìn)入節(jié)流式補(bǔ)償器23對進(jìn)入太陽能集熱蒸發(fā)器陣列I的液態(tài)制冷劑進(jìn)行再冷補(bǔ)償，保證進(jìn)入太陽能集熱蒸發(fā)器陣列I中的各太陽能集熱蒸發(fā)器模塊11的制冷劑都有一定的再冷度，經(jīng)毛細(xì)管24節(jié)流后低溫低壓的氣液兩相制冷劑在節(jié)流式補(bǔ)償器23中吸收液態(tài)制冷劑熱量后變成過熱制冷劑，過熱制冷劑經(jīng)h接口端與太陽能集熱蒸發(fā)器陣列I出來的過熱制冷劑混合后進(jìn)入壓縮機(jī)21，其它部分的運(yùn)行工況與實施例一中完全相同。
[0032]在上述兩個實施例中，所述太陽能集熱蒸發(fā)器陣列I中的所有電子膨脹閥112設(shè)定的目標(biāo)過熱度都相同；所述回?zé)崾窖a(bǔ)償器22或節(jié)流式補(bǔ)償器23用于保證進(jìn)入太陽能集熱蒸發(fā)器陣列I的制冷劑都有一定的再冷度，這樣有利于各太陽能集熱蒸發(fā)器模塊11對制冷劑流量的有效控制，防止電子膨脹閥112因進(jìn)入氣液兩相制冷劑而失效。
[0033]所述太陽能集熱蒸發(fā)器陣列I中的每一個太陽能集熱蒸發(fā)器模塊11都能根據(jù)獲得的輻照量而控制其流經(jīng)的制冷劑流量，即使各太陽能集熱蒸發(fā)器111所獲得的輻照量都不同，太陽能集熱蒸發(fā)器模塊11也能通過控制各自的制冷劑流量而確保各太陽能集熱蒸發(fā)器111出口處制冷劑的壓力、溫度和過熱度都接近或相同。
[0034]本發(fā)明太陽能熱泵系統(tǒng)多集熱蒸發(fā)器并聯(lián)裝置及制冷劑流量控制方法的有益效果是:
一、當(dāng)太陽能集熱蒸發(fā)器陣列I中的部分太陽能集熱蒸發(fā)器111獲取到的輻射量與其它的太陽能集熱蒸發(fā)器111獲取的輻照量不相同(如部分太陽能集熱蒸發(fā)器被其它建筑物遮擋、放置角度不同或表面灰塵覆蓋程度不一樣等)時，本發(fā)明能夠有效控制每塊太陽能集熱蒸發(fā)器111的制冷劑流量，確保每塊太陽能集熱蒸發(fā)器111出口的制冷劑過熱度都接近或等于設(shè)定的目標(biāo)過熱度，從而使得每塊太陽能集熱蒸發(fā)器111的集熱效率都達(dá)到最高；
二、在安裝條件有限的情況下(如建筑屋面不規(guī)則、安裝地面不平整等)，各個并聯(lián)的太陽能集熱蒸發(fā)器111的安裝高度不同時，各并聯(lián)的太陽能集熱蒸發(fā)器111的流量分配經(jīng)常出現(xiàn)問題，本發(fā)明能夠有效控制各并聯(lián)的太陽能集熱蒸發(fā)器111的制冷劑流量，確保每塊太陽能集熱蒸發(fā)器111出口的制冷劑過熱度都接近或等于設(shè)定的目標(biāo)過熱度，從而使得每塊太陽能集熱蒸發(fā)器111的集熱效率都達(dá)到最高；
三、當(dāng)系統(tǒng)需要長距離、大高差輸送制冷劑時，由于壓差較大，液體制冷劑容易出現(xiàn)汽化現(xiàn)象，造成電子膨脹閥失效，本發(fā)明能夠?qū)σ簯B(tài)制冷劑進(jìn)行再冷補(bǔ)償，確保進(jìn)入電子膨脹的制冷劑都有一定的再冷度；
四、本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)太陽能熱泵系統(tǒng)大型化，拓寬了太陽能熱泵的應(yīng)用范圍。
[0035]以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其它相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種太陽能熱泵系統(tǒng)多集熱蒸發(fā)器并聯(lián)裝置，其特征在于，包括:太陽能集熱蒸發(fā)器陣列、主機(jī)箱和冷凝器，所述太陽能集熱蒸發(fā)器陣列中的氣相干管和液相干管與主機(jī)箱連接，所述冷凝器與主機(jī)箱連接， 所述太陽能集熱蒸發(fā)器陣列包括多個并聯(lián)設(shè)置的太陽能集熱蒸發(fā)器模塊，所述太陽能集熱蒸發(fā)器模塊包括太陽能集熱蒸發(fā)器、電子膨脹閥、控制器、溫度傳感器和壓力變送器，所述電子膨脹閥連接在太陽能集熱蒸發(fā)器的入口端，太陽能集熱蒸發(fā)器的出口端設(shè)置有溫度傳感器和壓力變送器，溫度傳感器和壓力變送器通過信號線與控制器連接，控制器再通過信號線與電子膨脹閥連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能熱泵系統(tǒng)多集熱蒸發(fā)器并聯(lián)裝置，其特征在于，所述主機(jī)箱包括壓縮機(jī)和回?zé)崾窖a(bǔ)償器，所述回?zé)崾窖a(bǔ)償器包括有a接口端、b接口端、c接口端和d接口端，所述回?zé)崾窖a(bǔ)償器的a接口端與太陽能集熱蒸發(fā)器陣列的氣相干管連接，b接口端與壓縮機(jī)的回氣口連接，c接口端與太陽能集熱蒸發(fā)器陣列的液相干管連接，d接口端與冷凝器的一端連接，所述壓縮機(jī)的排氣口與冷凝器的另一端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能熱泵系統(tǒng)多集熱蒸發(fā)器并聯(lián)裝置，其特征在于，所述回?zé)崾窖a(bǔ)償器為板式換熱器、套管式換熱器或管殼式換熱器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能熱泵系統(tǒng)多集熱蒸發(fā)器并聯(lián)裝置，其特征在于，所述主機(jī)箱還包括壓縮機(jī)、節(jié)流式補(bǔ)償器和毛細(xì)管，所述節(jié)流式補(bǔ)償器包括有e接口端、f接口端、g接口端和h接口端，所述節(jié)流式補(bǔ)償器的e接口端與太陽能集熱蒸發(fā)器陣列的液相干管連接，h接口端連接在太陽能集熱蒸發(fā)器陣列的出氣口與壓縮機(jī)的回氣口之間，g接口端與毛細(xì)管的一端連接，毛細(xì)管的另一端連接在f接口端與冷凝器之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的太陽能熱泵系統(tǒng)多集熱蒸發(fā)器并聯(lián)裝置，其特征在于，所述節(jié)流式補(bǔ)償器為板式換熱器、套管式換熱器或管殼式換熱器，所述節(jié)流式補(bǔ)償器的一端與毛細(xì)管連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能熱泵系統(tǒng)多集熱蒸發(fā)器并聯(lián)裝置，其特征在于，所述冷凝器加熱介質(zhì)為水或空氣，所述冷凝器通過銅管與主機(jī)箱連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制冷劑流量控制方法，其特征在于，包括如下控制步驟: 一、開啟多集熱蒸發(fā)器并聯(lián)的太陽能熱泵系統(tǒng)，經(jīng)過冷凝器冷凝后的液態(tài)制冷劑進(jìn)入到主機(jī)箱中的回?zé)崾窖a(bǔ)償器，在回?zé)崾窖a(bǔ)償器內(nèi)與蒸發(fā)后的低溫氣態(tài)制冷劑進(jìn)行換熱； 二、從回?zé)崾窖a(bǔ)償器的c接口端出來的再冷液態(tài)制冷劑進(jìn)入太陽能集熱蒸發(fā)器陣列，然后再分配給每一個太陽能集熱蒸發(fā)器模塊，液態(tài)制冷劑經(jīng)電子膨脹閥節(jié)流成氣液兩相制冷劑，節(jié)流后的氣液兩相制冷劑進(jìn)入太陽能集熱蒸發(fā)器吸收太陽輻射能后從出口流出； 三、將太陽能集熱蒸發(fā)器陣列中電子膨脹閥設(shè)定的目標(biāo)過熱度為ATs，放置在太陽能集熱蒸發(fā)器出口處的溫度傳感器和壓力變送器將獲取的溫度和壓力信號通過信號線傳輸給控制器，控制器將溫度、壓力信號轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的過熱度ΛΤ，并與設(shè)定的目標(biāo)過熱度ATs進(jìn)行比較，并對電子膨脹閥發(fā)出控制指令: 當(dāng)AT>ATs+l時，電子膨脹閥的開度增大； 當(dāng)AT〈ATs-l時，電子膨脹閥的開度減?。? 當(dāng)ATs-l彡ΛΤ彡ATs+l時，電子膨脹閥的開度不變； 四、太陽能集熱蒸發(fā)器陣列中所有太陽能集熱蒸發(fā)器出口處制冷劑飽和溫度、飽和壓力以及過熱度都很接近或相等，混合后的氣態(tài)制冷劑進(jìn)入回?zé)崾窖a(bǔ)償器對其中的液態(tài)制冷劑進(jìn)行再冷補(bǔ)償后進(jìn)入壓縮機(jī)，壓縮后的高溫高壓的制冷劑進(jìn)入冷凝器用于制取熱水、采暖或干燥，系統(tǒng)如此往復(fù)循環(huán)工作。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制冷劑流量控制方法，其特征在于，包括如下控制步驟: 一、開啟多集熱蒸發(fā)器并聯(lián)的太陽能熱泵系統(tǒng)，冷凝器冷凝后的液態(tài)制冷劑一部分經(jīng)毛細(xì)管，節(jié)流成低溫低壓的氣液兩相制冷劑，節(jié)流后低溫低壓的氣液兩相制冷劑通過g接口端進(jìn)入節(jié)流式補(bǔ)償器對進(jìn)入太陽能集熱蒸發(fā)器陣列的液態(tài)制冷劑進(jìn)行再冷補(bǔ)償； 二、將太陽能集熱蒸發(fā)器陣列中電子膨脹閥設(shè)定的目標(biāo)過熱度為ATs，放置在太陽能集熱蒸發(fā)器出口處的溫度傳感器和壓力變送器將獲取的溫度和壓力信號通過信號線傳輸給控制器，控制器將溫度、壓力信號轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的過熱度ΛΤ，并與設(shè)定的目標(biāo)過熱度ATs進(jìn)行比較，并對電子膨脹閥發(fā)出控制指令: 當(dāng)AT>ATs+l時，電子膨脹閥的開度增大； 當(dāng)AT〈ATs-l時，電子膨脹閥的開度減小； 當(dāng)ATs-l彡ΛΤ彡ATs+l時，電子膨脹閥的開度不變； 三、經(jīng)毛細(xì)管節(jié)流后低溫低壓的氣液兩相制冷劑在節(jié)流式補(bǔ)償器中吸收液態(tài)制冷劑熱量后變成過熱制冷劑，過熱制冷劑經(jīng)h接口端與太陽能集熱蒸發(fā)器陣列出來的過熱制冷劑混合后進(jìn)入壓縮機(jī)，壓縮后的高溫高壓的制冷劑進(jìn)入冷凝器用于制取熱水、采暖或干燥，系統(tǒng)如此往復(fù)循環(huán)工作。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的制冷劑流量控制方法，其特征在于，所述太陽能集熱蒸發(fā)器陣列中的電子膨脹閥設(shè)定的目標(biāo)過熱度Δ Ts均相同。
【文檔編號】F25B49/02GK104501462SQ201410708946
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月1日
【發(fā)明者】蔣綠林, 姜?dú)J青, 徐麗 申請人:常州?？ㄌ柲軣岜糜邢薰?br>