一种多功能内压比可变型直膨式太阳能空气源热泵实验系统技术方案

技术编号:39372405 阅读:7 留言:0更新日期:2023-11-18 11:07
一种多功能内压比可变型直膨式太阳能空气源热泵实验系统,涉及太阳能与热泵技术领域。包括变频压缩机、油分离器、单向阀、四通换向阀、风冷冷凝器、水冷冷凝器、储液器、中间冷却器、干燥过滤器、管翅式蒸发器、太阳能集热蒸发器、变频水泵、水箱、常闭式电磁阀、常开式电磁阀、电子膨胀阀、手阀;并且可以根据室外环境温度条件及所需制热量不同选择初、高压级压缩机串联或单独运行而改变内压比从而使之与实际外压比更加接近进而提高输气效率。可用于为室内供暖风与冷风也可以制取热水与冷水并利用水箱蓄积热量与冷量;本系统包含33种运行模式其中制热时包含27种,制冷时包含6种。制冷时包含6种。制冷时包含6种。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能内压比可变型直膨式太阳能空气源热泵实验系统


[0001]本技术涉及太阳能与热泵
,具体涉及一种多功能内压比可变型直膨式太阳能空气源热泵实验系统。

技术介绍

[0002]世界各国追求环保的趋势越技术郎,化石燃料因其环保问题不再是人们未来最希望使用的能源,近年来我国对风能、太阳能的利用大幅增加,直膨式太阳能空气源热泵因其环保节能使用方便的特性非常适合在太阳能丰富地区应用。为了适应夜晚无光照且低温的环境,采用单双级压缩循环或准二级压缩循环的空气源热泵,可以保持较高的能效比,并可以在

25℃室外温度下保证稳定供热
[0003]现有的直膨式太阳能空气源热泵有单级压缩和准二级压缩两种形式,在单级压缩式中只是简单的将风冷翅片管式蒸发器替换为太阳能集热蒸发器或与其简单并联,这种系统压缩机能效比低、供热不稳定。当前直膨式太阳能空气源热泵以准二级压缩循环为主,运行此循环时,采用补气方式实现双级压缩,因为准二级压缩机其设计制造时补气口与吸气口、排气口的夹角就已固定,所以不能改变内压缩比,换句话说就是准二级压缩机一旦制造出来,其补气压力与吸气压力之比就是确定的,其排气压力与补气压力之比也是确定的,也就是说尽管吸气压力不断变化但是补气压力和排气压力只能与之成比例相应变化,不能自由改变初级压缩排气量与次级压缩排气量的比例。运行直膨式太阳能准二级压缩热泵循环时,由于太阳光照强度是随时间不断变化的,从而集热板蒸发压力也是不断改变的,而冷凝器压力一般不会增加,这导致外压比是不断改变的,而准二级压缩机循环不能够改变内压比,此时外压比与内压比的严重不匹配,这会造成输气效率下降、系统能效比快速下降等问题,十分不经济。现有的太阳能耦合空气源热泵的方式虽然能解决吸气压力不稳定的问题,但其大多需要在室外设置蓄热水箱,这对于寒冷地区来说必须考虑水箱、泵、管道的防冻问题,使用极其不便利,并且此种形式的热泵不能兼顾夏季供冷需求。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷,而提供的一种可以根据外压比,即实际冷凝压力与蒸发压力之比,适时调整内压比,即压缩机排气压力与吸气压力之比;并且可以根据室外环境温度条件及所需制热量不同选择初、高压级压缩机串联或分别单独运行。可用于为室内供暖风与冷风也可以制取热水与冷水并利用水箱蓄积热量与冷量,是一台多功能的直膨式太阳能空气源热泵系统;本系统包含33种运行模式其中制热时包含27种,制冷时包含6种;本技术采用两台变频压缩机,采用两级压缩循环时压缩机串联运行,可通过调节转速配比实现不同的输气比,可以提高能效比。
[0005]为实现本技术的目的所采用的技术方案是:
[0006]一种多功能内压比可变型直膨式太阳能空气源热泵系统,包括第一变频压缩机(1)、第一油分离器(2)、第一单向阀(3)、第二变频压缩机(4)、第二油分离器(5)、四通换向
阀(6)、风冷换热器(7)、水冷换热器(8)、储液器(9)、套管式换热器(10)、干燥过滤器(11)、第二单向阀(12)、管翅式换热器(13)、太阳能集热蒸发器(14)、变频水泵(15)、水箱(16)、第一变频风扇(17)、第二变频风扇(18)、第一常闭式电磁阀(B1)、第三常闭式电磁阀(B3)、第四常闭式电磁阀(B4)、第六常闭式电磁阀(B6)、第七常闭式电磁阀(B7)、第八常闭式电磁阀(B8)、第二常开式电磁阀(K2)、第五常开式电磁阀(K5)、第一膨胀阀(P1)、第二膨胀阀(P2)、第三膨胀阀(P3)、第一手阀(S1)、第二手阀(S2)、第三手阀(S3);
[0007]所述第一变频压缩机(1)排气口经第一油分离器(2)分为两路,一路经第八常闭式电磁阀(B8)接第一变频压缩机(1)回气口,另一路经第一单向阀(3)又分为两个支路分别接第二常开式电磁阀(K2)与第一常闭式电磁阀(B1),同时第一常闭式电磁阀(B1)接四通换向阀(6)的D,第二常开式电磁阀(K2)接第二变频压缩机(4)回气口;所述第二变频压缩机(4)的排气口依次经第二油分离器(5)、第四常闭式电磁阀(B4)接四通换向阀(6)的D;四通换向阀(6)的C分为两路分别接风冷换热器(7)进口、水冷换热器(8)的制冷剂侧进口;风冷换热器(7)出口经第五常开式电磁阀(K5)接储液器(9);水冷换热器(8)制冷剂侧出口经第六常闭式电磁阀(B6)接储液器(9);同时储液器(9)接套管式换热器(10)的管程进口,套管式换热器(10)管程出口分为两路,一路接干燥过滤器(11)进口,另一路依次经第一膨胀阀(P1)、第一手阀(S1)与套管式换热器(10)壳程进口连接;所述套管式换热器(10)壳程出口经第二单向阀(12)接第二变频压缩机(4)回气;干燥过滤器(11)出口分两路,其中一路依次经第二膨胀阀(P2)、第二手阀(S2)接管翅式换热器(13)进口,另一路依次经第三膨胀阀(P3)、第三手阀(S3)接太阳能集热蒸发器(14)进口;管翅式换热器(13)出口接四通换向阀(6)的E;同时太阳能集热蒸发器(14)经第七常闭式电磁阀(B7)接四通换向阀(6)的E;四通换向阀(6)的S口分为两路,一路经第三常闭式电磁阀(B3)接第二变频压缩机(4)回气口,另一路接第一变频压缩机(1)回气口;水冷换热器(8)的回水侧经变频水泵(15)接水箱(16),同时水箱(16)与水冷换热器(8)供水侧连接。
[0008]第一变频风扇(17)与风冷换热器(7)匹配、第二变频风扇(18)与管翅式换热器(13)匹配。
[0009]风冷换热器(7)、水冷换热器(8)、水箱(16)位于室内;
[0010]第一变频压缩机(1)、第一油分离器(2)、第二变频压缩机(4)、第二油分离器(5)、四通换向阀(6)、储液器(9)、套管式换热器(10)、干燥过滤器(11)、管翅式换热器(13)、太阳能集热蒸发器(14)位于室外。
[0011]本技术中,热泵压缩机组中的变频压缩机为活塞式、涡旋式、转子式、螺杆式、滑片式压缩机中的任意一种。
[0012]本技术可实现多功能内压比可变型直膨式太阳能空气源热泵实验系统中所述第一膨胀阀(P1)、第二膨胀阀(P2)、第三膨胀阀(P3)为电子膨胀阀、热力膨胀阀、毛细管、孔板节流装置、手动节流阀中的任意一种。
[0013]上述系统通过控制四通换向阀(6)的C、S、D、E内部不同两两连通,实现不同的功能切换,如CD连通、SE连通实现制热模式,CS连通、DE连通实现制冷模式;等。
[0014]本申请中采用的可电动控制类的阀门、变频压缩机、四通换向阀、变频水泵、变频风扇等均与控制系统电连接,由控制系统控制开关和运行等。
[0015]本系统实现低环温工况下直接收集太阳能的双级压缩中间不完全冷却制热循环、
单级压缩热泵循环以及高环温工况下单级压缩制冷循环的切换,采用双级压缩循环时所述第一变频压缩机(1)作为低压级压缩机,第二变频压缩机(4)作为高压级压缩机;用户通过切换连通关系实现提供热风、热水、冷风、本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多功能内压比可变型直膨式太阳能空气源热泵实验系统,其特征在于,包括第一变频压缩机(1)、第一油分离器(2)、第一单向阀(3)、第二变频压缩机(4)、第二油分离器(5)、四通换向阀(6)、风冷换热器(7)、水冷换热器(8)、储液器(9)、套管式换热器(10)、干燥过滤器(11)、第二单向阀(12)、管翅式换热器(13)、太阳能集热蒸发器(14)、变频水泵(15)、水箱(16)、第一变频风扇(17)、第二变频风扇(18)、第一常闭式电磁阀(B1)、第三常闭式电磁阀(B3)、第四常闭式电磁阀(B4)、第六常闭式电磁阀(B6)、第七常闭式电磁阀(B7)、第八常闭式电磁阀(B8)、第二常开式电磁阀(K2)、第五常开式电磁阀(K5)、第一膨胀阀(P1)、第二膨胀阀(P2)、第三膨胀阀(P3)、第一手阀(S1)、第二手阀(S2)、第三手阀(S3);所述第一变频压缩机(1)排气口经第一油分离器(2)分为两路,一路经第八常闭式电磁阀(B8)接第一变频压缩机(1)回气口,另一路经第一单向阀(3)又分为两个支路分别接第二常开式电磁阀(K2)与第一常闭式电磁阀(B1),同时第一常闭式电磁阀(B1)接四通换向阀(6)的D,第二常开式电磁阀(K2)接第二变频压缩机(4)回气口;所述第二变频压缩机(4)的排气口依次经第二油分离器(5)、第四常闭式电磁阀(B4)接四通换向阀(6)的D;四通换向阀(6)的C分为两路分别接风冷换热器(7)进口、水冷换热器(8)的制冷剂侧进口;风冷换热器(7)出口经第五常开式电磁阀(K5)接储液器(9);水冷换热器(8)制冷剂侧出口经第六常闭式电磁阀(B6)接储液器(9);同时储液器(9)接套管式换热器(10)的管程进口,套管式换热器(10)管程出口分为两路,一路接干燥过滤器(11)进口,另一路依次经第一膨胀阀(P1)、第一手阀(S1)与套管式换热器(10)壳程进口连接;所述套管式换热器(10)壳程出口经第二单向阀(12)接第二变频压缩机(4)回气;干燥过滤器(11)出口分两路,其中...

【专利技术属性】
技术研发人员:唐志伟张振科肖国成
申请(专利权)人:北京工业大学
类型:新型
国别省市:

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