一種太陽能熱泵制冷制熱系統的制作方法
【專利說明】一種太陽能熱泵制冷制熱系統
[0001]
所屬技術領域
[0002]本發明涉及一種太陽能熱泵制冷制熱系統。
技術背景
[0003]太陽能是由內部氫原子發生聚變釋放出巨大核能而產生的能，來自太陽的輻射能量，是一種新興的可再生能源。太陽能發電廣泛用于太陽能路燈、太陽能殺蟲燈、太陽能便攜式系統，太陽能移動電源，太陽能應用產品，通訊電源，太陽能燈具，太陽能建筑等領域。如何將太陽能等可再生能源引入空調系統并通過蓄能解決太陽能的不穩定問題，將成為緩解我國能源緊張狀況的一個重要途徑，具有重要的實用價值和經濟意義。
[0004]直膨式太陽能熱泵由于其環保節能、集熱效率高等也備受關注。但直膨式太陽能熱泵系統穩定性差，易隨季節、氣候、晝夜等環境因素影響。專利“直膨式太陽能熱泵空調及熱水系統”(公開號CN1515850)將太陽能熱泵與冰蓄冷空調結合起來，使得集熱器的工作溫度與制冷劑的蒸發溫度保持一致(接近環境溫度)，大大提高了集熱器效率和熱泵性能系數。此發明雖然利用了太陽能熱泵，提高了熱力性能(集熱器效率一般可達60%-80%，熱泵COP 一般可超過3)，但沒有考慮環境變換對系統性能的影響，系統未見壓縮機保護裝置。
【發明內容】
[0005]本發明提供一種將蓄熱裝置與壓縮機保護裝置合二為一的太陽能熱泵制冷制熱系統。該系統不但可以將多余太陽能存儲起來，供晚上或陰雨天使用，而且可以克服環境影響，使壓縮機入口溫度維持在一定值，提高了熱力性能，延長壓縮機的使用壽命，結構簡單、節能環保。
[0006]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:
一種太陽能熱泵制冷制熱系統，包括直膨式太陽能熱泵系統、空氣源熱泵系統、蓄熱裝置，具體包括室外的冷凝器、儲液罐、過濾器、毛細管節流器、室內的空冷換熱器、壓縮機、四通變向閥、太陽能集熱器、相變蓄熱裝置，所述太陽能集熱器的出口經過太陽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的入口連接，壓縮機的出口與四通變向閥的端口 a連接，四通變向閥的端口 b經過空冷換熱器入口閥門與空冷換熱器連接，儲液罐的出口分別與冷凝器、太陽能集熱器入口閥門連接，太陽能集熱器入口閥門與太陽能集熱器連接，冷凝器經室外冷凝器入口閥門與四通變向閥的端口 c連接，壓縮機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]本發明的制冷原理與典型的蒸汽壓縮式制冷循環原理相同，都由冷凝器、蒸發器、壓縮機、儲液灌、過濾器、毛細管節流器組成，由管道連接成一個密封的系統。從蒸發器完成熱交換汽化產生的低壓蒸汽被壓縮機吸入壓縮成高溫高壓氣體，進入冷凝器冷卻成液體，經過濾器、毛細管節流器后進入蒸發器，在蒸發器蒸發吸熱完成制冷循環。
[0010]本發明的有益效果為:
1、采用太陽能集熱器作為系統的蒸發器，工質在集熱器中吸收太陽能輻射的熱能，減小了集熱回路過程，使得結構簡單，便于安裝。
[0011]2、將蓄熱裝置與壓縮機保護裝置合二為一，不但可以將多余太陽能存儲起來，供晚上或陰雨天使用，而且可以克服環境影響使壓縮機入口溫度維持在一定值，提高了熱力性能，延長壓縮機的使用壽命，結構簡單、節能環保。
【附圖說明】
[0012]下面結合附圖和實例對本發明進一步說明。
[0013]圖1為直膨式太陽能熱泵空調系統原理示意圖。
[0014]圖2為相變蓄熱裝置剖面圖。
[0015]圖中:1.太陽能集熱器，2.太陽能集熱器出口閥門，3.太陽能集熱器入口閥門，4.室外冷凝器入口閥門，5.相變蓄熱裝置，6.壓縮機，7.空冷換熱器入口閥門，8.空冷換熱器，9.冷凝器，12.毛細管節流器，13.過濾器，14.儲液罐，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。
【具體實施方式】
[0016]參照附圖1和附圖2，一種太陽能熱泵制冷制熱系統，包括直膨式太陽能熱泵系統、空氣源熱泵系統、蓄熱裝置，具體包括室外的冷凝器9、儲液罐14、過濾器13、毛細管節流器12、室內的空冷換熱器8、壓縮機6、四通變向閥15、太陽能集熱器1、相變蓄熱裝置5，所述太陽能集熱器I的出口經過太陽能集熱出口閥門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6的入口連接，壓縮機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經過空冷換熱器入口閥門7與空冷換熱器8連接，儲液罐14的出口分別與冷凝器9、太陽能集熱器入口閥門3連接，太陽能集熱器入口閥門3與太陽能集熱器I連接，冷凝器9經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6的入口與四通變向閥15的端口 d連接。太陽能熱泵系統系統與室外的冷凝器9并聯，冬季可提供生活熱氣，夏季可實現正常空調制冷。
[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靜安神。受熱產生藤茶的芳香令人愉悅，可以幫助緩解不適，起到鎮靜安神的作用。
[0019]本發明工作原理和工作過程為: 冬天制熱:冬季白天，開啟太陽能集熱器出口閥門(2)、太陽能集熱器入口閥門(3)，關閉室外冷凝器入口閥門(4 )，調節四通變向閥(15 )使ab端口接通，Cd端口接通。制冷劑在太陽能集熱器(I)中吸收熱量蒸發，高溫的制冷劑進入相變蓄熱裝置(5)，在相變蓄熱裝置
(5)內換熱，通過相變蓄熱裝置(5)將溫度較高的制冷劑冷卻，吸收并存儲多余熱量保持制冷劑溫度恒定，避免對壓縮機(6)造成不利影響。制冷劑由壓縮機(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)，高溫高壓氣體經四通變向閥(15)進入室內空冷換熱器(8)，與室內氣體換熱提供熱氣。經過室內空冷換熱器(8)冷凝后的液體經過毛細管節流器(12)節流成為低溫低壓的濕蒸汽，然后經過濾器(13)過濾后的制冷劑存儲在儲液罐(14)里，最后濕蒸汽流入室外太陽能集熱器(I)(蒸發器)，蒸發吸熱完成循環。
[0020]冬季晚上，開啟太陽能集熱器出口閥門(2)、太陽能集熱器入口閥門(3)，關閉室外冷凝器入口閥門(4)，調節四通變向閥(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)內吸熱，將白天儲存的富余熱量加以利用，制冷劑之后依次經過壓縮機(6)、四通變向閥(15)、室內換熱器(8)、毛細管節流器(12)、過濾器(13)、儲液罐
(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)，關閉太陽能集熱器出口閥門(2)、太陽能集熱器入口閥門(3)，調節四通變向閥(15)使db端口接通，ca端口接通，工作介質進入制冷循環。從室內空冷換熱器(8 )完成熱交換汽化產生的低壓蒸汽經過空冷換熱器入口閥門(7)、四通變向閥(15)后被壓縮機(6)吸入壓縮成高溫高壓氣體，進入室外換熱器(9)冷卻成液體，經儲液罐(14)、過濾器(13)、毛細管節流器(12)最后進入室內空冷換熱器(8)吸熱，使室內環境溫度降低，完成制冷循環。
【主權項】
1.一種太陽能熱泵制冷制熱系統，包括直膨式太陽能熱泵系統、空氣源熱泵系統、蓄熱裝置，具體包括室外的冷凝器、儲液罐、過濾器、毛細管節流器、室內的空冷換熱器、壓縮機、四通變向閥、太陽能集熱器、相變蓄熱裝置，其特征在于，所述太陽能集熱器的出口經過太陽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的入口連接，壓縮機的出口與四通變向閥的端口 a連接，四通變向閥的端口 b經過空冷換熱器入口閥門與空冷換熱器連接，儲液罐的出口分別與冷凝器、太陽能集熱器入口閥門連接，太陽能集熱器入口閥門與太陽能集熱器連接，冷凝器經室外冷凝器入口閥門與四通變向閥的端口 c連接，壓縮機的入口與四通變向閥的端口 d連接。
2.根據權利要求1所述一種太陽能熱泵制冷制熱系統，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.根據權利要求2所述一種太陽能熱泵制冷制熱系統，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】本發明公開一種太陽能熱泵制冷制熱系統，包括直膨式太陽能熱泵系統、空氣源熱泵系統、蓄熱裝置，具體包括室外的冷凝器、儲液罐、過濾器、毛細管節流器、室內的空冷換熱器、壓縮機、四通變向閥、太陽能集熱器、相變蓄熱裝置，太陽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連接，壓縮機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，儲液罐的出口分別與冷凝器、太陽能集熱器連接，冷凝器與四通變向閥的端口c連接，壓縮機與端口d連接。本發明不僅可利用蓄熱裝置將多余太陽能存儲起來，供晚上使用，還采用壓縮機保護裝置使壓縮機入口溫度維持在一定值，提高了熱力性能，延長壓縮機的使用壽命。
【IPC分類】F25B13-00, F28D20-02, F25B29-00, F25B27-00
【公開號】CN104654656
【申請號】CN201310599386
【發明人】姜鴻杰, 程濤木
【申請人】青島中天信達生物技術研發有限公司
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2013年11月25日