一種太陽(yáng)能熱泵制冷制熱系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】一種太陽(yáng)能熱泵制冷制熱系統(tǒng)
[0001]
所屬技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能熱泵制冷制熱系統(tǒng)。
技術(shù)背景
[0003]太陽(yáng)能是由內(nèi)部氫原子發(fā)生聚變釋放出巨大核能而產(chǎn)生的能，來自太陽(yáng)的輻射能量，是一種新興的可再生能源。太陽(yáng)能發(fā)電廣泛用于太陽(yáng)能路燈、太陽(yáng)能殺蟲燈、太陽(yáng)能便攜式系統(tǒng)，太陽(yáng)能移動(dòng)電源，太陽(yáng)能應(yīng)用產(chǎn)品，通訊電源，太陽(yáng)能燈具，太陽(yáng)能建筑等領(lǐng)域。如何將太陽(yáng)能等可再生能源引入空調(diào)系統(tǒng)并通過蓄能解決太陽(yáng)能的不穩(wěn)定問題，將成為緩解我國(guó)能源緊張狀況的一個(gè)重要途徑，具有重要的實(shí)用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)意義。
[0004]直膨式太陽(yáng)能熱泵由于其環(huán)保節(jié)能、集熱效率高等也備受關(guān)注。但直膨式太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)穩(wěn)定性差，易隨季節(jié)、氣候、晝夜等環(huán)境因素影響。專利“直膨式太陽(yáng)能熱泵空調(diào)及熱水系統(tǒng)”(公開號(hào)CN1515850)將太陽(yáng)能熱泵與冰蓄冷空調(diào)結(jié)合起來，使得集熱器的工作溫度與制冷劑的蒸發(fā)溫度保持一致(接近環(huán)境溫度)，大大提高了集熱器效率和熱泵性能系數(shù)。此發(fā)明雖然利用了太陽(yáng)能熱泵，提高了熱力性能(集熱器效率一般可達(dá)60%-80%，熱泵COP 一般可超過3)，但沒有考慮環(huán)境變換對(duì)系統(tǒng)性能的影響，系統(tǒng)未見壓縮機(jī)保護(hù)裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種將蓄熱裝置與壓縮機(jī)保護(hù)裝置合二為一的太陽(yáng)能熱泵制冷制熱系統(tǒng)。該系統(tǒng)不但可以將多余太陽(yáng)能存儲(chǔ)起來，供晚上或陰雨天使用，而且可以克服環(huán)境影響，使壓縮機(jī)入口溫度維持在一定值，提高了熱力性能，延長(zhǎng)壓縮機(jī)的使用壽命，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、節(jié)能環(huán)保。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
一種太陽(yáng)能熱泵制冷制熱系統(tǒng)，包括直膨式太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)、空氣源熱泵系統(tǒng)、蓄熱裝置，具體包括室外的冷凝器、儲(chǔ)液罐、過濾器、毛細(xì)管節(jié)流器、室內(nèi)的空冷換熱器、壓縮機(jī)、四通變向閥、太陽(yáng)能集熱器、相變蓄熱裝置，所述太陽(yáng)能集熱器的出口經(jīng)過太陽(yáng)能集熱出口閥門與相變蓄熱裝置的入口連接，相變蓄熱裝置的出口與壓縮機(jī)的入口連接，壓縮機(jī)的出口與四通變向閥的端口 a連接，四通變向閥的端口 b經(jīng)過空冷換熱器入口閥門與空冷換熱器連接，儲(chǔ)液罐的出口分別與冷凝器、太陽(yáng)能集熱器入口閥門連接，太陽(yáng)能集熱器入口閥門與太陽(yáng)能集熱器連接，冷凝器經(jīng)室外冷凝器入口閥門與四通變向閥的端口 c連接，壓縮機(jī)的入口與四通變向閥的端口 d連接。
[0007]所述相變蓄熱裝置包括外保溫筒、翅片管、相變蓄熱材料、配型接頭；外保溫筒是包有氣凝膠保溫層的不銹鋼筒體，兩頭為配型接頭；不銹鋼筒體內(nèi)插有若干翅片管，翅片管與不銹鋼筒體釬焊密封，與兩頭配型接頭直通，翅片管之間裝有相變蓄熱材料。
[0008]所述相變蓄熱材料為石蠟，并添加重量比為159Γ20%的藤茶粉末。
[0009]本發(fā)明的制冷原理與典型的蒸汽壓縮式制冷循環(huán)原理相同，都由冷凝器、蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、儲(chǔ)液灌、過濾器、毛細(xì)管節(jié)流器組成，由管道連接成一個(gè)密封的系統(tǒng)。從蒸發(fā)器完成熱交換汽化產(chǎn)生的低壓蒸汽被壓縮機(jī)吸入壓縮成高溫高壓氣體，進(jìn)入冷凝器冷卻成液體，經(jīng)過濾器、毛細(xì)管節(jié)流器后進(jìn)入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器蒸發(fā)吸熱完成制冷循環(huán)。
[0010]本發(fā)明的有益效果為:
1、采用太陽(yáng)能集熱器作為系統(tǒng)的蒸發(fā)器，工質(zhì)在集熱器中吸收太陽(yáng)能輻射的熱能，減小了集熱回路過程，使得結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于安裝。
[0011]2、將蓄熱裝置與壓縮機(jī)保護(hù)裝置合二為一，不但可以將多余太陽(yáng)能存儲(chǔ)起來，供晚上或陰雨天使用，而且可以克服環(huán)境影響使壓縮機(jī)入口溫度維持在一定值，提高了熱力性能，延長(zhǎng)壓縮機(jī)的使用壽命，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、節(jié)能環(huán)保。
【附圖說明】
[0012]下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0013]圖1為直膨式太陽(yáng)能熱泵空調(diào)系統(tǒng)原理示意圖。
[0014]圖2為相變蓄熱裝置剖面圖。
[0015]圖中:1.太陽(yáng)能集熱器，2.太陽(yáng)能集熱器出口閥門，3.太陽(yáng)能集熱器入口閥門，4.室外冷凝器入口閥門，5.相變蓄熱裝置，6.壓縮機(jī)，7.空冷換熱器入口閥門，8.空冷換熱器，9.冷凝器，12.毛細(xì)管節(jié)流器，13.過濾器，14.儲(chǔ)液罐，15.四通變向閥，16.外保溫筒，17.翅片管，18.相變蓄熱材料，19.配型接頭。
【具體實(shí)施方式】
[0016]參照附圖1和附圖2，一種太陽(yáng)能熱泵制冷制熱系統(tǒng)，包括直膨式太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)、空氣源熱泵系統(tǒng)、蓄熱裝置，具體包括室外的冷凝器9、儲(chǔ)液罐14、過濾器13、毛細(xì)管節(jié)流器12、室內(nèi)的空冷換熱器8、壓縮機(jī)6、四通變向閥15、太陽(yáng)能集熱器1、相變蓄熱裝置5，所述太陽(yáng)能集熱器I的出口經(jīng)過太陽(yáng)能集熱出口閥門2與相變蓄熱裝置5的入口連接，相變蓄熱裝置5的出口與壓縮機(jī)6的入口連接，壓縮機(jī)6的出口與四通變向閥15的端口 a連接，四通變向閥15的端口 b經(jīng)過空冷換熱器入口閥門7與空冷換熱器8連接，儲(chǔ)液罐14的出口分別與冷凝器9、太陽(yáng)能集熱器入口閥門3連接，太陽(yáng)能集熱器入口閥門3與太陽(yáng)能集熱器I連接，冷凝器9經(jīng)室外冷凝器入口閥門4與四通變向閥15的端口 c連接，壓縮機(jī)6的入口與四通變向閥15的端口 d連接。太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)系統(tǒng)與室外的冷凝器9并聯(lián)，冬季可提供生活熱氣，夏季可實(shí)現(xiàn)正?？照{(diào)制冷。
[0017]所述相變蓄熱裝置包括外保溫筒16、翅片管17、相變蓄熱材料18、配型接頭19 ;夕卜保溫筒19是包有氣凝膠保溫層的不銹鋼筒體，兩頭為配型接頭19 ;不銹鋼筒體內(nèi)插有若干翅片管17，翅片管17與不銹鋼筒體釬焊密封，與兩頭配型接頭19直通，翅片管17之間裝有相變蓄熱材料18。
[0018]所述相變蓄熱材料18為石蠟，并添加重量比為159Γ20%的藤茶粉末。藤茶具有醒腦開竅作用，適當(dāng)聞聞藤茶的清香可以緩解不適，藤茶芳香的氣味還能使人鎮(zhèn)靜安神。受熱產(chǎn)生藤茶的芳香令人愉悅，可以幫助緩解不適，起到鎮(zhèn)靜安神的作用。
[0019]本發(fā)明工作原理和工作過程為: 冬天制熱:冬季白天，開啟太陽(yáng)能集熱器出口閥門(2)、太陽(yáng)能集熱器入口閥門(3)，關(guān)閉室外冷凝器入口閥門(4 )，調(diào)節(jié)四通變向閥(15 )使ab端口接通，Cd端口接通。制冷劑在太陽(yáng)能集熱器(I)中吸收熱量蒸發(fā)，高溫的制冷劑進(jìn)入相變蓄熱裝置(5)，在相變蓄熱裝置
(5)內(nèi)換熱，通過相變蓄熱裝置(5)將溫度較高的制冷劑冷卻，吸收并存儲(chǔ)多余熱量保持制冷劑溫度恒定，避免對(duì)壓縮機(jī)(6)造成不利影響。制冷劑由壓縮機(jī)(6)入口吸入，壓縮成高溫高壓氣體，開啟空冷換熱器入口閥門(7)，高溫高壓氣體經(jīng)四通變向閥(15)進(jìn)入室內(nèi)空冷換熱器(8)，與室內(nèi)氣體換熱提供熱氣。經(jīng)過室內(nèi)空冷換熱器(8)冷凝后的液體經(jīng)過毛細(xì)管節(jié)流器(12)節(jié)流成為低溫低壓的濕蒸汽，然后經(jīng)過濾器(13)過濾后的制冷劑存儲(chǔ)在儲(chǔ)液罐(14)里，最后濕蒸汽流入室外太陽(yáng)能集熱器(I)(蒸發(fā)器)，蒸發(fā)吸熱完成循環(huán)。
[0020]冬季晚上，開啟太陽(yáng)能集熱器出口閥門(2)、太陽(yáng)能集熱器入口閥門(3)，關(guān)閉室外冷凝器入口閥門(4)，調(diào)節(jié)四通變向閥(15)使ab端口接通，Cd端口接通。制冷劑濕蒸汽主要從相變蓄熱裝置(5)內(nèi)吸熱，將白天儲(chǔ)存的富余熱量加以利用，制冷劑之后依次經(jīng)過壓縮機(jī)(6)、四通變向閥(15)、室內(nèi)換熱器(8)、毛細(xì)管節(jié)流器(12)、過濾器(13)、儲(chǔ)液罐
(14)，最后回到相變蓄熱裝置(5)。
[0021]夏季制冷:開啟室外冷凝器入口閥門(4)，關(guān)閉太陽(yáng)能集熱器出口閥門(2)、太陽(yáng)能集熱器入口閥門(3)，調(diào)節(jié)四通變向閥(15)使db端口接通，ca端口接通，工作介質(zhì)進(jìn)入制冷循環(huán)。從室內(nèi)空冷換熱器(8 )完成熱交換汽化產(chǎn)生的低壓蒸汽經(jīng)過空冷換熱器入口閥門(7)、四通變向閥(15)后被壓縮機(jī)(6)吸入壓縮成高溫高壓氣體，進(jìn)入室外換熱器(9)冷卻成液體，經(jīng)儲(chǔ)液罐(14)、過濾器(13)、毛細(xì)管節(jié)流器(12)最后進(jìn)入室內(nèi)空冷換熱器(8)吸熱，使室內(nèi)環(huán)境溫度降低，完成制冷循環(huán)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種太陽(yáng)能熱泵制冷制熱系統(tǒng)，包括直膨式太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)、空氣源熱泵系統(tǒng)、蓄熱裝置，具體包括室外的冷凝器、儲(chǔ)液罐、過濾器、毛細(xì)管節(jié)流器、室內(nèi)的空冷換熱器、壓縮機(jī)、四通變向閥、太陽(yáng)能集熱器、相變蓄熱裝置，其特征在于，所述太陽(yáng)能集熱器的出口經(jīng)過太陽(yáng)能集熱出口閥門與相變蓄熱裝置的入口連接，相變蓄熱裝置的出口與壓縮機(jī)的入口連接，壓縮機(jī)的出口與四通變向閥的端口 a連接，四通變向閥的端口 b經(jīng)過空冷換熱器入口閥門與空冷換熱器連接，儲(chǔ)液罐的出口分別與冷凝器、太陽(yáng)能集熱器入口閥門連接，太陽(yáng)能集熱器入口閥門與太陽(yáng)能集熱器連接，冷凝器經(jīng)室外冷凝器入口閥門與四通變向閥的端口 c連接，壓縮機(jī)的入口與四通變向閥的端口 d連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種太陽(yáng)能熱泵制冷制熱系統(tǒng)，其特征在于，所述相變蓄熱裝置包括外保溫筒、翅片管、相變蓄熱材料、配型接頭；外保溫筒是包有氣凝膠保溫層的不銹鋼筒體，兩頭為配型接頭；不銹鋼筒體內(nèi)插有若干翅片管，翅片管與不銹鋼筒體釬焊密封，與兩頭配型接頭直通，翅片管之間裝有相變蓄熱材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種太陽(yáng)能熱泵制冷制熱系統(tǒng)，其特征在于，所述相變蓄熱材料為石蠟，并添加重量比為159Γ20%的藤茶粉末。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種太陽(yáng)能熱泵制冷制熱系統(tǒng)，包括直膨式太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)、空氣源熱泵系統(tǒng)、蓄熱裝置，具體包括室外的冷凝器、儲(chǔ)液罐、過濾器、毛細(xì)管節(jié)流器、室內(nèi)的空冷換熱器、壓縮機(jī)、四通變向閥、太陽(yáng)能集熱器、相變蓄熱裝置，太陽(yáng)能集熱器的出口與相變蓄熱裝置的入口連接，相變蓄熱裝置的出口與壓縮機(jī)連接，壓縮機(jī)與四通變向閥的端口a連接，四通變向閥的端口b與空冷換熱器連接，儲(chǔ)液罐的出口分別與冷凝器、太陽(yáng)能集熱器連接，冷凝器與四通變向閥的端口c連接，壓縮機(jī)與端口d連接。本發(fā)明不僅可利用蓄熱裝置將多余太陽(yáng)能存儲(chǔ)起來，供晚上使用，還采用壓縮機(jī)保護(hù)裝置使壓縮機(jī)入口溫度維持在一定值，提高了熱力性能，延長(zhǎng)壓縮機(jī)的使用壽命。
【IPC分類】F25B13-00, F28D20-02, F25B29-00, F25B27-00
【公開號(hào)】CN104654656
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310599386
【發(fā)明人】姜鴻杰, 程濤木
【申請(qǐng)人】青島中天信達(dá)生物技術(shù)研發(fā)有限公司
【公開日】2015年5月27日
【申請(qǐng)日】2013年11月25日