太阳能喷射与压缩耦合的制冷热泵装置制造方法及图纸

本发明专利技术具体为一种太阳能喷射与压缩耦合的制冷热泵装置，解决了太阳能、空气能和电能高效耦合利用的问题。太阳能喷射与压缩耦合的制冷热泵装置，包括太阳能集热蓄热子系统由太阳能集热发生器、蓄热水箱、水泵、发生器组成，喷射循环子系统包括四通换向阀、室内换热器、膨胀阀、关断阀、工质泵、太阳能集热发生器、喷射器，压缩循环子系统包括四通换向阀、中间换热器、关断阀、膨胀阀、室外换热器、压缩机；喷射循环子系统和压缩循环子系统通过关断阀连通。本发明专利技术可以实现装置的供热和制冷两种用途，可以在太阳辐射强度较强时储存热量，在热水使用高峰期可以提供生活热水，合理利用太阳能，空气能和电能，节约能源。

Refrigeration and heat pump device coupled with solar energy injection and compression

The invention is a refrigeration heat pump device coupled with solar energy injection and compression, which solves the problem of efficient coupling utilization of solar energy, air energy and electric energy. The refrigeration heat pump device coupled with solar energy injection and compression, including the solar energy heat collection and storage subsystem, which is composed of solar energy heat collection generator, heat storage tank, water pump and generator. The injection cycle subsystem includes four-way reversing valve, indoor heat exchanger, expansion valve, shut-off valve, working fluid pump, solar energy heat collection generator and ejector. The compression cycle subsystem includes four-way reversing valve, medium The inter heat exchanger, shut-off valve, expansion valve, outdoor heat exchanger and compressor; the injection cycle subsystem and compression cycle subsystem are connected through the shut-off valve. The invention can realize two purposes of heating and cooling of the device, can store heat when the solar radiation intensity is strong, can provide domestic hot water at the peak of hot water use, can reasonably use solar energy, air energy and electric energy, and can save energy.

【技术实现步骤摘要】
太阳能喷射与压缩耦合的制冷热泵装置
本专利技术涉及供热供冷设备，具体为一种太阳能喷射与压缩耦合的制冷热泵装置。
技术介绍
太阳能作为可再生能源，具有清洁、环保、可免费使用、又无需运输等优势，但太阳能只能在有太阳辐射的情况下才可以使用。而空气随处可取，具有安全、方便、清洁等优点，但利用空气供热效率远低于利用太阳能供热的效率。喷射系统由于具有构造简单、压缩过程不消耗机械能、可利用可再生能源等优点，成为一种有助于解决环境污染问题和能源消耗问题的途径。但是，喷射系统性能系数相对较低的缺点限制了它在供热领域的应用，尤其是单级喷射式系统，虽然结构简单，但在寒冷地区的制热能力较差，所以系统很难推广应用。传统的蒸汽压缩式热泵在环境温度降低时，系统的制热能力和COP都会降低，且压缩机入口压力过低甚至会影响压缩机正常工作，因此在寒冷地区其制热能力受到很大限制。传统的蒸汽压缩式制冷系统在夏季环境温度较高时，压缩机压比过大且出口温度过高影响压缩机正常工作。另一方面，传统的压缩式系统在制冷或者供热时由电能驱动，消耗大量电能，也影响了其推广应用。通过对现有相关专利的检索，公开号为CN102612I468A的专利技术专利公开了一种“太阳能喷射与变速压缩复合制冷装置”，由太阳能喷射制冷系统，太阳能喷射与变速压缩复叠制冷系统，太阳能喷射与变速压缩耦合制冷系统，变速压缩系统构成。该装置能够实现根据太阳辐射强度分级高效利用太阳能。公开号为CN1295869A的专利技术专利公开了一种“太阳能喷射与变速压缩一体化的制冷装置”，该装置由太阳能增强喷射制冷系统，与变速压缩制冷系统构成，太阳能足以驱动喷射制冷系统时，系统以增强喷射制冷方式运行，提高了喷射制冷系数；太阳能不足时，按高效的变速压缩制冷方式运行。公开号为CN101270935A的专利技术专利公开了一种“太阳能喷射电压缩热泵复合式空调机组”，根据空调负荷需要和太阳辐射情况确定喷射系统和电压缩热泵空调系统的启停，通过阀门切换控制水系统的流程,使该机组向空调用户进行供冷和供热，解决太阳能用于空调供热、供冷时所遇到的太阳能资源与空调负荷间供需不平衡问题，提供空调用冷冻水和温度在40-80℃之间空调用热水，可提高太阳能利用率、减少环境污染，缓解电网压力。然而，太阳能喷射与变速压缩制冷系统，太阳能喷射与变速压缩一体化的制冷装置，只能在夏季实现制冷，不能使用该系统在冬季实现供热。太阳能喷射电压缩热泵复合式空调机组，没有将喷射系统与压缩系统进行耦合，对太阳能和空气能源的利用率还需要进一步提高。
技术实现思路
本专利技术为了解决太阳能、空气能和电能高效耦合利用的问题，提供了一种太阳能喷射与压缩耦合的制冷热泵装置。本专利技术是采用如下技术方案实现的：太阳能喷射与压缩耦合的制冷热泵装置，包括太阳能集热蓄热子系统、喷射循环子系统和压缩循环子系统，太阳能集热蓄热子系统包括太阳能集热发生器依次连接到二号水泵和蓄热水箱，蓄热水箱另接出到五号水泵，五号水泵连接到发生器并连接蓄热水箱构成蓄热发生回路，蓄热水箱另接有生活用热水循环管路，生活用热水循环管路上设有四号关断阀；喷射循环子系统包括十二号四通换向阀，十二号四通换向阀有a、b、c、d四个接口，十二号四通换向阀的b接口依次连接到室内换热器、十号膨胀阀、八号关断阀、工质泵、发生器、喷射器，喷射器出口连回十二号四通换向阀的a接口，十号膨胀阀上并联接有九号关断阀，八号关断阀和十号膨胀阀之间接出一条支路到十四号膨胀阀、十四号膨胀阀连接到十六号关断阀，十六号关断阀连接到中间换热器的喷射系统制冷剂管道，中间换热器的喷射系统制冷剂管道连接十二号四通换向阀的d接口，喷射器的二次流体入口连接到十八号关断阀并连接十二号四通换向阀的c接口；压缩循环子系统包括二十四号四通换向阀，二十四号四通换向阀有a、b、c、d四个接口，二十四号四通换向阀的b接口连接到中间换热器的压缩系统制冷剂管道，并依次连接到二十一号关断阀、二十二号膨胀阀、室外换热器，室外换热器连接二十号四通换向阀的d接口，二十号四通换向阀的a接口和c接口之间连接有压缩机；喷射循环子系统和压缩循环子系统通过十九号关断阀和二十号关断阀连通，分别为十四号膨胀阀和十六号关断阀之间接出的支路连接到十九号关断阀一端，二十一号关断阀和二十二号膨胀阀之间接出的支路连接到十九号关断阀另一端；十八号关断阀和十二号四通换向阀的c接口之间接出的支路连接到二十号关断阀一端，二十号四通换向阀的b接口和中间换热器之间接出的支路连接到二十号关断阀另一端。工作过程如下：（一）直膨式太阳能喷射与压缩复叠循环供热模式冬季太阳能辐射较强时（太阳辐照度大于150W/m2），八号关断阀、九号关断阀、十六号关断阀、十八号关断阀、二十一号关断阀打开，四号关断阀、十五号关断阀、十九号关断阀、二十号关断阀关闭，二号水泵、五号水泵、工质泵打开，压缩机打开，十二号四通换向阀的阀向为a接口与b接口接通、c接口与d接口接通，二十四号四通换向阀的阀向为a接口与b接口接通、c接口与d接口接通；太阳能集热蓄热子系统中，水在太阳能集热器吸收太阳能之后，温度升高，流入蓄热水箱，低温水从蓄热水箱流出，并经二号水泵的升压后进入太阳能集热器完成循环。蓄热发生回路中，蓄热水箱中的高温热水，经水泵抽吸升压后进入发生器与制冷剂换热，温度降低后流回到蓄热水箱中，完成循环。喷射循环子系统中，从喷射器流出的制冷剂通过十二号四通换向阀进入室内换热器，制冷剂在室内换热器冷凝放热，为室内供热；在室内换热器冷凝后的液态制冷剂，大部分流过九号关断阀，少量流过十号膨胀阀，两股制冷剂汇合后再分为两路；一路制冷剂通过八号关断阀后进入工质泵，通过工质泵增压后进入发生器中吸热蒸发，高温高压的气态制冷剂作为喷射器的工作流体由工作流体入口进入喷射器中；另一路制冷剂通过十四号膨胀阀节流降压后通过十六号关断阀进入中间换热器，在中间换热器吸收压缩循环侧的制冷剂的热量，蒸发为气态制冷剂，然后通过十二号四通换向阀与十八号关断阀后作为喷射的引射流体被工作流体由引射流体入口吸入喷射器中，在喷射器中引射流体与工作流体混合升压后流出。压缩循环子系统中，制冷剂在中间换热器中向喷射循环侧的制冷剂放热、冷凝为液态制冷剂后，通过二十一号关断阀进入二十二号膨胀阀节流降压成为低温低压的两相制冷剂。然后，进入室外换热器中吸收空气中的热量，蒸发成为气态制冷剂，再通过二十四号四通换向阀进入压缩机中升压升温变为高温高压的气态制冷剂，再进入中间换热器，形成循环回路。（二）单独压缩式热泵循环供热模式冬季太阳辐照度较弱时（太阳辐照度小于150W/m2），九号关断阀、十五号关断阀、十九号关断阀、二十号关断阀打开，四号关断阀、八号关断阀、十六号关断阀、十八号关断阀、二十一号关断阀关闭，二号水泵、五号水泵、工质泵关闭，压缩机打开，十二号四通换向阀的阀向为b接口与c接口接通、a接口与d接口关闭，二十四号四通换向阀的阀向为a接口与b接口接通、c接口与d接口接通。在单独压缩式热泵循环供热模式中，制冷剂在室外换热器从空气中吸热蒸发成为气态制冷剂，然后通过二十四号四通换向阀进入压缩机进行升压升温，压缩机出口的高温高压的气态制冷剂依次通过二十四号四通换向阀，二十号关断阀以及十二号四通换向阀后进入室内换热器冷凝为室内供热，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能喷射与压缩耦合的制冷热泵装置，其特征在于：包括太阳能集热蓄热子系统、喷射循环子系统和压缩循环子系统，太阳能集热蓄热子系统包括太阳能集热发生器（1）依次连接到蓄热水箱（3）和二号水泵（2），蓄热水箱（3）另接出到五号水泵（5），五号水泵（5）连接到发生器（6）并连接蓄热水箱（3）构成蓄热发生回路，蓄热水箱（3）另接有生活用热水循环管路，生活用热水循环管路上设有四号关断阀（4）；喷射循环子系统包括十二号四通换向阀（12），十二号四通换向阀（12）有a、b、c、d四个接口，十二号四通换向阀（12）的b接口依次连接到室内换热器（11）、十号膨胀阀（10）、八号关断阀（8）、工质泵（7）、发生器（6）、喷射器（13），喷射器（13）出口连回十二号四通换向阀（12）的a接口，十号膨胀阀（10）上并联接有九号关断阀（9），八号关断阀（8）和十号膨胀阀（10）之间接出一条支路到十四号膨胀阀（14）、十四号膨胀阀（14）连接到十六号关断阀（16），十六号关断阀（16）连接到中间换热器（17）的喷射系统制冷剂管道，中间换热器（12）的喷射系统制冷剂管道连接十二号四通换向阀（12）的d接口，喷射器（8）的二次流体入口连接到十八号关断阀（18）并连接十二号四通换向阀（12）的c接口；压缩循环子系统包括二十四号四通换向阀（24），二十四号四通换向阀（24）有a、b、c、d四个接口，二十四号四通换向阀（24）的b接口连接到中间换热器（17）的压缩系统制冷剂管道，并依次连接到二十一号关断阀（21）、二十二号膨胀阀（22）、室外换热器（25），室外换热器（25）连接二十号四通换向阀（20）的d接口，二十号四通换向阀（20）的a接口和c接口之间连接有压缩机（23）；喷射循环子系统和压缩循环子系统通过十九号关断阀（19）和二十号关断阀（20）连通，分别为十四号膨胀阀（16）和十六号关断阀（16）之间接出的支路连接到十九号关断阀（19）一端，二十一号关断阀（15）和二十二号膨胀阀（17）之间接出的支路连接到十九号关断阀（19）另一端；十八号关断阀（18）和十二号四通换向阀（12）的c接口之间接出的支路连接到二十号关断阀（20）一端，二十号四通换向阀（20）的b接口和中间换热器（17）之间接出的支路连接到二十号关断阀（20）另一端。...

【技术特征摘要】
1.一种太阳能喷射与压缩耦合的制冷热泵装置，其特征在于：包括太阳能集热蓄热子系统、喷射循环子系统和压缩循环子系统，太阳能集热蓄热子系统包括太阳能集热发生器（1）依次连接到蓄热水箱（3）和二号水泵（2），蓄热水箱（3）另接出到五号水泵（5），五号水泵（5）连接到发生器（6）并连接蓄热水箱（3）构成蓄热发生回路，蓄热水箱（3）另接有生活用热水循环管路，生活用热水循环管路上设有四号关断阀（4）；喷射循环子系统包括十二号四通换向阀（12），十二号四通换向阀（12）有a、b、c、d四个接口，十二号四通换向阀（12）的b接口依次连接到室内换热器（11）、十号膨胀阀（10）、八号关断阀（8）、工质泵（7）、发生器（6）、喷射器（13），喷射器（13）出口连回十二号四通换向阀（12）的a接口，十号膨胀阀（10）上并联接有九号关断阀（9），八号关断阀（8）和十号膨胀阀（10）之间接出一条支路到十四号膨胀阀（14）、十四号膨胀阀（14）连接到十六号关断阀（16），十六号关断阀（16）连接到中间换热器（17）的喷射系统制冷剂管道，中间换热器（12）的喷射系统制冷剂管道连接十二号四通换向阀（12）的d接口，喷射器（8）的二次流体入口连接到十八号关断阀（18）并连接十二号四通换向阀（12）的c接口；压缩循环子...

【专利技术属性】
技术研发人员：李风雷，杨悦，李心畅，刘玉香，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西,14