一种间膨式多功能太阳能辅助空调系统技术方案

本发明专利技术公开了一种间膨式多功能太阳能辅助空调系统。本发明专利技术包括制冷剂循环系统和水循环系统二部分，制冷剂循环系统具有依次连接的压缩机、室内换热器、制冷剂－水换热器、室外换热器、高压储液桶、节流装置，三通阀、单向阀和气液分离器，水循环系统具有依次连接的太阳能集热装置、水箱、水泵和制冷剂－水换热器。本发明专利技术采用非常简洁的方式，通过一种带高压储液桶的新桥路模块，采用三个节流元件与系统的三个换热器一一对应的连接方法，仅用两个电动阀门即可实现冷暖空调和热水器多种功能模式，大幅降低了成本和控制难度。特别适用于太阳能资源丰富，同时需要冷暖空调和热水供应的场合。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于热泵型空调、热泵热水器以及太阳能利用领域，尤其涉及一种 间膨式多功能太阳能辅助空调系统。
技术介绍
太阳能是人类取之不尽的能量来源，太阳能与热泵技术的结合是缓解目前 世界性的能源紧张，实现节能减排一个重要努力方向。间接膨胀式(简称间膨式) 太阳能辅助热泵是一种历史最悠久的太阳能与热泵技术的结合方式，它通过水 或其他载热流体将太阳能补充到热泵蒸发器侧，通过提高蒸发温度来实现更高 效地供热。近年来，太阳能热水器技术的快速发展为间膨式太阳能热泵提供了 广阔的发展空间，太阳能热水器与家用冷暖空调配和使用，则不但可以满足普 通家庭在一年四季中对制冷、制热和制热水等多种需求，而且可以减少电耗，大 幅降低运行费用，具有良好的应用前景。专利ZL200610050285.5提出的太阳能辅助多功能热泵系统，结构简单、节 能高效，但是该热泵系统中没有合适的位置来设置高压储液桶，满足热泵系统 在不同功能模式下对制冷剂的需要量。专利ZL200710070046.0提出的太阳能辅 助多功能热泵系统，增设了高压储液桶，并保证高压储液器底部的液态制冷工 质正向流过节流元件，可以实现专利ZL200610050285.5中的所有功能。但该系 统采用了一个节流元件来实现所以功能模式的流量调节，仅适用于采用电子膨 胀阀等开度可调的节流元件，不适用于毛细管作节流元件。另外，该系统采用 的电动阀门较多，成本高、控制困难。本专利技术采用非常简洁的方式，通过一种 带高压储液桶的新桥路模块，采用三个节流元件与系统的三个换热器一一对应 地进行连接，仅用两个电动阀门即可实现专利ZL 200710070046.0中的所有功 能，大幅降低了成本，降低了控制难度，提高了运行的可靠性。特别适用于太 阳能资源丰富，同时需要冷暖空调和热水供应的场合。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种间膨式多功能太阳能辅助 空调系统。间膨式多功能太阳能辅助空调系统包括制冷剂循环系统和水循环系统二部 分。制冷剂循环系统为压縮机高压出口与四通换向阀第一端口相连，四通换 向阀第二端口与第一三通阀的第一端口相连，四通换向阀的第三端口经汽液分相连，四通换向阀的第四端口与第二三通阀的第一端口 相连；第一三通阀的第二端口分别与第二三通阀的第三端口和制冷剂-水换热器 的第一端口相连，第一三通阀的第三个端口与室内换热器的第一个端口相连； 室内换热器的第二端口分别与第一节流元件的第一个端口和第一单向截止阀的 第二个端口相连；第一单向截止阀的第一个端口分别与高压储液罐的进口、第 二单向截止阀的第一端口和第三单向截止阀的第一端口相连；高压储液罐的出 液口经干燥过滤器分别与第一节流元件的第二端口 、第二节流元件的第二端口 和第三节流元件的第二端口相连；第二节流元件的第一端口分别与第二单向截 止阀的第二端口和制冷剂-水换热器的第二端口相连；第三节流元件的第一端口 分别与第三单向截止阀的第二端口和室外换热器的第一端口相连；室外换热器 的第二端口与第二三通阀的第二端口相连。水路循环系统为水箱与太阳能集热装置相连，水箱的出水口与循环水泵 的入口相连，循环水泵的出口与制冷剂-水换热器的第三水流端口相连，制冷剂-水换热器的第四水流端口与水箱的回水口相连。所述的节流元件是手动节流阔，自动节流阀或毛细管。第一单向截止阀， 第二单向截止阀或第三单向截止阀是手动截止阀或自动截止阀。第一单向截止阀，第二单向截止阀或第三单向截止阀可由双向截止阀代替。第一三通阀、第 二三通阀可由两个双向截止阀代替。制冷剂-水换热器是套管式换热器、板式换 热器、套片式换热器或光管沉浸式换热器。室内换热器或室外换热器是风冷换 热器。太阳能集热装置是直接与水箱相连，或者太阳能集热装置通过附加的循 环水泵间接与水箱相连。本专利技术与现有技术相比具有的有益效果1) 节能性。本专利技术制取热水平均效率能达到300%左右，远高于普通电加热 和燃气热水器效率。本专利技术能够有效利用太阳能作为制冷剂蒸发能量，大大地 提高系统在冬季运行的COP值，弥补普通空调冬季运行存在COP很低的缺点。2) 实用性。本专利技术采用非常简洁的方式将空调和热水器一体化设计，实现 了多种使用功能。仅用两个电动阀门即可实现所有功能，降低了控制难度，提 高了运行的可靠性。3) 经济性。本专利技术的一体化设计，大幅降低了成本，提高了设备利用率， 与目前采用单一功能产品来实现特定功能相比，有着明显的经济优势，非常有 利于推广。4) 安全性。本专利技术制取热水用时不会出现电热水器的漏电现象，也不会有燃气热水器的气体中毒危险。5)稳定性。在寒冷冬季条件下，本专利技术可有效利用太阳能，减少普通空调 因蒸发温度过低而导致的各类故障。本专利技术的热水源可用于室外蒸发器的快速 除霜，提高系统的稳定性。分别用三个节流元件独立控制进入三个换热器的流 量，可以很好地适应功能模式之间的转化，进一步提高了系统运行的可靠性。 附图说明附图是间膨式多功能太阳能辅助空调系统流程图中压縮机l、室内换热器2、制冷剂-水换热器3、室外换热器4、水箱 5、太阳能集热器6、高压储液罐7、干燥过滤器8、第一节流元件9、第二节流 元件10、第三节流元件11、四通换向阀12、汽液分离器13、循环水泵14、第 一三通阀15、第二三通阀16、第一单向截止阀17、第二单向截止阀18、第三 单向截止阀19。 具体实施例方式如附图所示，间膨式多功能太阳能辅助空调系统包括制冷剂循环系统和水 循环系统二部分，制冷剂循环系统为压縮机1高压出口 lb与四通换向阀12 第一端口 12a相连，四通换向阀12第二端口 12b与第一三通阀15的第一端口 15a相连，四通换向阀12的第三端口 12c经汽液分离器13与压縮机1低压进口 la相连，四通换向阀12的第四端口 12d与第二三通阀16的第一端口 16a相连； 第一三通阀15的第二端口 15b分别与第二三通阀16的第三端口 16c和制冷剂-水换热器3的第 一端口 3a相连，第一三通阀15的第三个端口 15c与室内换热器 2的第一个端口 2a相连；室内换热器2的第二端口 2b分别与第一节流元件9的 第一个端口 9a和第一单向截止阀17的第二个端口 17b相连；第一单向截止阀 17的第一个端口 17a分别与高压储液罐7的进口 7a、第二单向截止阀18的第一 端口 18a和第三单向截止阀19的第一端口 19a相连；高压储液罐7的出液口7b 经干燥过滤器8分别与第一节流元件9的第二端口 9b、第二节流元件10的第二 端口 10b和第三节流元件11的第二端口 lib相连；第二节流元件10的第一端 口 10a分别与第二单向截止阀18的第二端口 18b和制冷剂-水换热器3的第二端 口 3b相连；第三节流元件11的第一端口 lla分别与第三单向截止阀19的第二 端口 19b和室外换热器4的第一端口 4a相连；室外换热器4的第二端口 4b与 第二三通阀16的第二端口 16b相连。水路循环系统为水箱5与太阳能集热装置6相连，水箱5的出水口 5a与 循环水泵14的入口 14a相连，循环水泵14的出口 14b与制冷剂-水换热器3的第三水流端口 3c相连，制冷剂-水换热器3的第四水流端口 3d与水箱5的回水 口 5b相连。所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种间膨式多功能太阳能辅助空调系统，其特征在于包括制冷剂循环系统和水循环系统二部分，制冷剂循环系统为：压缩机（１）高压出口（１ｂ）与四通换向阀（１２）第一端口（１２ａ）相连，四通换向阀（１２）第二端口（１２ｂ）与第一三通阀（１５）的第一端口（１５ａ）相连，四通换向阀（１２）的第三端口（１２ｃ）与第二三通阀（１６）的第一端口（１６ａ）相连，四通换向阀（１２）的第四端口（１２ｄ）经汽液分离器（１３）与压缩机（１低压进口（１ａ）相连；第一三通阀（１５）的第二端口（１５ｂ）分别与第二三通阀（１６）的第三端口（１６ｃ）和制冷剂－水换热器（３）的第一端口（３ａ）相连，第一三通阀（１５）的第三个端口（１５ｃ）与室内换热器（２）的第一个端口（２ａ）相连；室内换热器（２）的第二端口（２ｂ）分别与第一节流元件（９）的第一个端口（９ａ）和第一单向截止阀（１７）的第二个端口（１７ｂ）相连；第一单向截止阀（１７）的第一个端口（１７ａ）分别与高压储液罐（７）的进口（７ａ）、第二单向截止阀（１８）的第一端口（１８ａ）和第三单向截止阀（１９）的第一端口（１９ａ）相连；高压储液罐（７）的出液口（７ｂ）经干燥过滤器（８）分别与第一节流元件（９）的第二端口（９ｂ）、第二节流元件（１０）的第二端口（１０ｂ）和第三节流元件（１１）的第二端口（１１ｂ）相连；第二节流元件（１０）的第一端口（１０ａ）分别与第二单向截止阀（１８）的第二端口（１８ｂ）和制冷剂－水换热器（３的第二端口（３ｂ）相连；第三节流元件（１１）的第一端口（１１ａ）分别与第三单向截止阀（１９的第二端口（１９ｂ）和室外换热器（４）的第一端口（４ａ）相连；室外换热器（４）的第二端口（４ｂ）与第二三通阀（１６）的第二端口（１６ｂ）相连。水路循环系统为：水箱（５）与太阳能集热装置（６）相连，水箱（５）的出水口（５ａ）与循环水泵（１４）的入口（１４ａ）相连，循环水泵（１４）的出口（１４ｂ）与制冷剂－水换热器（３）的第三水流端口（３ｃ）相连，制冷剂－水换热器（３）的第四水流端口（３ｄ）与水箱（５）的回水口（５ｂ）相连。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王勤，梁国峰，陈光明，黎佳荣，徐英杰，陈曦，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]