專利名稱：太陽能熱水空調器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及太陽能光熱利用技術，尤其涉及一種太陽能熱水空調器。
(2)背景技術現有的制冷空調主要有蒸汽壓縮式制冷、吸收式制冷和蒸汽噴射制冷三種，其中蒸汽壓縮式制冷是以電力為主要能源，其制冷循環中以壓縮機作功，使工質從低溫低壓的氣體狀態上升為高溫高壓的氣體狀態；吸收式制冷以及蒸汽噴射制冷則以煤、氣(煤氣、天然氣、液化石油氣)、油或電所生產的水蒸氣或熱水為主要能源，吸收式制冷循環以一對相互溶解的物質作為工質對(制冷劑和吸收劑)，利用不同的溫度和壓力下的溶解濃度不同而產生析出和吸收的兩個相反過程，實現制冷劑的相變，達成制冷循環；蒸汽噴射制冷以水為工質，其噴射器需產生相當大的真空容積，使水大量蒸發而制冷。這兩種可以利用余熱、廢熱的熱法制冷，因循環效率低，須耗用大量的冷卻水，機組龐大，無法進入家用空調領域。
(3)實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種太陽能熱水空調器，利用太陽能熱水器的熱水為主要工作能源，從而有利于節能和降低地球溫室效應，并且熱效率高、機組大小合適，易于進入家用空調領域。
本實用新型所提供的一種太陽能熱水空調器，它由工作熱源、制冷系統及風機盤管三個部分組成，其中，工作熱源由太陽能熱水器、高溫熱水箱、加熱器、低溫熱水箱及夜間運行管路通過管道環路連接而成；制冷系統由加熱器、膨脹閥、包含蒸發器的蓄冷器、噴射混合器、冷凝器及輸液泵通過管道連接而成，其中加熱器與噴射混合器相連，并與膨脹閥連通；噴射混合器與冷凝器相連，然后經輸液泵回轉至加熱器；膨脹閥與蓄冷器中的蒸發器連通，蒸發器的另一端則與噴射混合器的吸入口連通；設置在各房間的風機盤管以管路與蓄冷器中的換熱器及工作熱源分別組成回路。
上述的太陽能熱水空調器，制冷系統還包括壓力開關、氣液分離器、儲液罐、氣包、單向閥及汽液分離塔，該壓力開關和氣液分離器管道連接后置于加熱器的出口管道和噴射混合器進口管道之間；該單向閥通端和汽液分離塔連接，其止端接通插在噴射混合器出口至冷凝器進口的管路中間的氣包；該氣液分離塔一端與冷凝器的出口連接，另一端與輸液泵的進口連接。
上述的太陽能熱水空調器，高溫熱水箱具有三個腔體，由三通控制其相互的連通方式。
上述的太陽能熱水空調器，蓄冷器內置一個復合的翅片式熱交換器，其蒸發器管路與熱交換器管路可以平行貼近配置于同一套翅片上。
上述的太陽能熱水空調器，各噴射混合器可以與氣包組合，形成若干級噴射器，級間連通可以是并聯的，也可以是串聯的，并且所述膨脹閥可增加一個選用冰箱制冷工況所需的工作參數的品種。
上述的太陽能熱水空調器，蓄冷器可以是一個空調蒸發器。
上述的太陽能熱水空調器，汽液分離塔可以加裝用于自動控制的液位傳感器。
上述的太陽能熱水空調器，加熱器和低溫熱水箱之間可以設置截止閥。
上述的太陽能熱水空調器，太陽能熱水器中還可包含電加熱器。
由于采用了上述的技術解決方案，以太陽能熱水器的熱水為主要工作能源，制冷循環工作時，加熱器輸出的高溫高壓工質液體一路經膨脹閥連通蓄冷器內的蒸發器，汽化制冷后進入噴射混合器；高溫高壓工質氣體一路經壓力開關，連通氣液分離器，進入噴射混合器，噴射吸收、混合擴壓后經氣包到達冷凝器；冷凝的工質液體經汽液分離塔，由溶液泵輸入加熱器，完成循環。風機盤管以水為冷媒，經過蓄冷器時取得冷量，滿足制冷空調的需要。采暖時，切斷工作熱源的高溫熱水去制冷循環的通路，高溫熱水直接進入風機盤管，向室內提供熱量。另外一個重要功能是，工作熱源的低溫熱水箱可隨時提供生活熱水。本實用新型僅用一種物質即可實現吸收以及相變，高效地達成制冷循環。
(4)
圖1是本實用新型實施例附圖。
(5)具體實施方式
本實用新型的結構和如圖1所示，它由工作熱源、制冷系統及風機盤管三個部分組成，其中，工作熱源由太陽能熱水器1、高溫熱水箱3、加熱器5、低溫熱水箱8及夜間運行管路6通過管道環路連接而成；制冷系統由加熱器5、膨脹閥11、蓄冷器9、若干個并聯噴射混合器18、冷凝器12及輸液泵16通過管道連接而成，其中加熱器5分別與若干個并聯噴射混合器18相連，并與膨脹閥11相連，通向蓄冷器9；噴射混合器18與冷凝器12相連，經輸液泵16回轉至加熱器5；設置在各房間的風機盤管10以管路連通蓄冷器9及工作熱源。其中制冷系統還包括壓力開關4、氣液分離器21、儲液罐19、氣包13、單向閥14及汽液分離塔15，該壓力開關4和氣液分離器21管道連接后置于加熱器5的出口和噴射混合器18進口之間，該單向閥14置于氣包13與汽液分離塔15之間，汽液分離塔15置于冷凝器12與輸液泵16之間，均以管路連接。
高溫熱水箱3具有三個腔體，由三通2控制其相互的連通方式。
蓄冷器9內置一個復合的翅片式熱交換器，其蒸發器管路與熱交換器管路可以平行貼近配置于同一套翅片上。
各噴射混合器18與氣包17組合，形成二級噴射器，級間連通可以是并聯的，也可以是串聯的。
膨脹閥11選用適應各制冷工質及工況所需的工作參數的品種。
加熱器5和低溫熱水箱8之間設置截止閥。
汽液分離塔15可以加裝用于自動控制的液位傳感器。
由上述的結構，使得高溫熱水箱輸出70℃以上的高溫熱水，經加熱器，提供熱量給空調制冷系統應用后，溫度下降至50℃左右，進入低溫熱水箱；低溫熱水箱中的熱水，可供生活應用；用去的部分由自來水補充；低溫熱水箱中的熱水輸入太陽能熱水器中，采集太陽光熱能；可以采用直流式或強迫循環式，使水加熱到70℃以上再流入高溫熱水箱；高溫熱水箱由三個腔體組成，或為三個分箱；其中一個為在用高溫熱水；一個儲存富余高溫熱水；最后一個為空箱，當夜間循環工作時，儲存用過的低溫熱水。如在高溫熱水箱中配置電加熱器作輔助能源，則可在陰雨天氣也能提供空調；而且因為高溫熱水箱是一個容積式貯熱裝置，可充分利用深夜的富余電能。
蓄冷器中盛有防凍的蓄冷液，下部置有復合熱交換器，其中包括蒸發器管路與冷媒熱交換器，兩者管路貼近，平行逆向，使冷媒迅速獲得冷量；也可以分為兩個熱交換器，同置于蓄冷器內。蓄冷器具有較大的容積，以積蓄足夠的冷量，供夜間高溫熱水用盡后，維持一段時間的空調需要。
冬季采暖，可切斷高溫熱水箱去加熱器至蓄冷器的回路，直接將高溫熱水通入風機盤管，經低溫熱水箱，形成供暖回路。由此可見，制冷時設置蓄冷器，使進入室內制冷空調的風機盤管器中所用的冷媒可以為水，就可以方便的實現制冷與采暖的切換。
加熱器是一種逆向流程的殼管式熱交換器，可以是一進兩出(如圖所示)；也可以分為兩個，各自運行；還可以是其他形式的高效的熱交換器。
對于單純用于空調的系統，采用高溫低壓的制冷劑，如緩禁的R123、二甲醚系制冷劑等，可以只用一級噴射器。為了提高熱能利用的效率，宜采用兩級以上的噴射器，還可以獲得較低的制冷溫度，以便在夜間維持更長時間的制冷空調。進而可以再加一級噴射器，在進入膨脹閥前分出一支路，實行冷凍制冷工況，用于冰箱蒸發器。
除了制冷工質流通的管路部分，全系統沒有高壓容器，極為安全。為了確保工質流通系統的密封性，溶液泵須采用屏蔽泵、隔膜泵、磁力泵等高密封性的泵體。
加熱器輸出高溫高壓工質氣體的一路上有壓力開關，用以確保系統在一個穩定的有效的壓力下進行工作。汽液分離塔設有液位感應開關，以確保溶液泵的安全工作。各三通閥、截止閥均采用電磁閥。全系統的調節、控制、切換均可方便地實現全自動化。
除了電氣自動化控制裝置所需的些少電能之外，風機盤管、冷凝器風機、溶液泵、冷媒水泵、太陽能熱水器循環泵等所需的輔助電能也極為有限。本實用新型具有對大氣層溫室效應最低的優越性。
由于本實用新型的制冷空調部分的主要工作能源為熱水，故任何產生熱水的手段或余熱、廢熱，只要溫度達70℃以上，均可應用本實用新型。
上述工作熱源為太陽能熱水器，也可以在其中增設電加熱器，作為無日照時段使用。
本實用新型的工作原理為高性能太陽能熱水器可以提供70℃以上的熱水作為工作熱源。高溫熱水進入加熱器，將溶液泵送來的中溫中壓的工質液體加熱，分為高溫高壓的氣、液兩路輸出；高溫高壓的氣體一路經氣液分離器，分離出的高溫高壓工質液體進儲液罐后，在高壓氣體壓迫下輸出，與加熱器輸出的另一路高溫高壓的工質液體在同樣的壓力下匯合，進入膨脹閥節流減壓，在蓄冷器的蒸發器管路中膨脹吸熱，產生制冷作用；氣液分離器輸出的高溫高壓的工質氣體通向噴射混合器，由高壓噴射所產生的負壓作用將蒸發器來的低溫低壓工質氣體吸收、混合、擴壓后，成為溫度和壓力處于中間狀態的工質氣體，進入氣包中儲存穩壓，然后輸送至風冷式冷凝器中放熱冷凝為中溫中壓的工質液體；中溫中壓的工質液體進入汽液分離塔，混在液體中的氣體升聚至塔頂，塔頂的單向閥防止了氣包中的氣體倒灌，又維持塔內一定的壓力，防止液體汽化，并避免了溶液泵中的氣蝕現象；中溫中壓的工質液體由溶液泵輸送到加熱器，從而完成整個制冷循環。
權利要求1.一種太陽能熱水空調器，其特征在于，它由工作熱源、制冷系統及風機盤管三個部分組成，其中，工作熱源由太陽能熱水器(1)、高溫熱水箱(3)、加熱器(5)、低溫熱水箱(8)及夜間運行管路(6)通過管道環路連接而成；制冷系統由加熱器(5)、膨脹閥(11)、包含蒸發器的蓄冷器(9)、噴射混合器(18)、冷凝器(12)及輸液泵(16)通過管道連接而成，其中加熱器(5)與噴射混合器(18)相連，并與膨脹閥(11)連通；噴射混合器(18)與冷凝器(12)相連，然后經輸液泵(16)回轉至加熱器(5)；膨脹閥(11)與蓄冷器(9)中的蒸發器連通，蒸發器的另一端則與噴射混合器(18)的吸入口連通；設置在各房間的風機盤管(10)以管路與蓄冷器(9)中的換熱器及工作熱源分別組成回路。
2.根據權利要求1所述的一種太陽能熱水空調器，其特征在于，所述的制冷系統還包括壓力開關(4)、氣液分離器(21)、儲液罐(19)、氣包(13)、單向閥(14)及汽液分離塔(15)，該壓力開關(4)和氣液分離器(21)管道連接后置于加熱器(5)的出口管道和噴射混合器(18)進口管道之間；該單向閥(14)通端和汽液分離塔(15)連接，其止端接通插在噴射混合器(18)出口至冷凝器(12)進口的管路中間的氣包(13)；該氣液分離塔(15)一端與冷凝器(12)的出口連接，另一端與輸液泵(16)的進口連接。
3.根據權利要求1或2所述的一種太陽能熱水空調器，其特征在于，所述的高溫熱水箱(3)具有三個腔體，由三通(2)控制其相互的連通方式。
4.根據權利要求1或2所述的一種太陽能熱水空調器，其特征在于，所述的蓄冷器(9)內置一個復合的翅片式熱交換器，其蒸發器管路與熱交換器管路可以平行貼近配置于同一套翅片上。
5.根據權利要求1或2所述的一種太陽能熱水空調器，其特征在于，所述的各噴射混合器(18)可以與氣包(17)組合，形成若干級噴射器，級間連通可以是并聯的，也可以是串聯的，并且所述膨脹閥(11)可增加一個選用冰箱制冷工況所需的工作參數的品種。
6.根據權利要求1或2所述的一種太陽能熱水空調器，其特征在于，所述的蓄冷器(9)可以是一個空調蒸發器。
7.根據權利要求2所述的一種太陽能熱水空調器，其特征在于，所述汽液分離塔(15)可以加裝用于自動控制的液位傳感器。
8.根據權利要求1所述的一種太陽能熱水空調器，其特征在于，所述的加熱器(5)和低溫熱水箱(8)之間可以設置截止閥。
9.根據權利要求1所述的一種太陽能熱水空調器，其特征在于，所述的太陽能熱水器(1)中還可包含電加熱器。
專利摘要一種太陽能熱水空調器,由工作熱源、制冷系統及風機盤管所組成,工作熱源由太陽能熱水器、高溫熱水箱、加熱器、低溫熱水箱及夜間運行管路通過管道環路連接而成;制冷系統由加熱器、膨脹閥、蓄冷器、噴射混合器、冷凝器及輸液泵通過管道連接而成,其中:加熱器與噴射混合器相連,并與膨脹閥連通;噴射混合器與冷凝器相連,然后經輸液泵回轉至加熱器;膨脹閥與蓄冷器中的蒸發器連通,蒸發器的另一端則與噴射混合器的吸入口連通;設置在各房間的風機盤管以管路與蓄冷器中的換熱器及工作熱源分別組成回路。本實用新型利用太陽能熱水器的熱水為主要工作能源,從而有利于節能和降低地球溫室效應,并且熱效率高、機組大小合適,易于進入家用空調領域。
文檔編號F25B27/00GK2504570SQ01254138
公開日2002年8月7日 申請日期2001年10月12日 優先權日2001年10月12日
發明者施展, 嚴德榮 申請人:施展, 嚴德榮