專利名稱：一種間膨式太陽(yáng)能輔助多功能熱泵系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于熱泵型空調(diào)、熱泵熱水器以及熱能利用領(lǐng)域，尤其涉及一種間膨式太陽(yáng)能輔助多功能熱泵系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
發(fā)展綠色能源、保護(hù)環(huán)境以及與環(huán)境和諧共發(fā)展，已經(jīng)成為世界性的趨勢(shì)。太陽(yáng)能與熱泵技術(shù)的結(jié)合是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排一個(gè)重要努力方向。間接膨脹式(簡(jiǎn)稱間膨式)太陽(yáng)能輔助熱泵是通過(guò)載熱流體將太陽(yáng)能補(bǔ)充到熱泵蒸發(fā)器側(cè)，提高蒸發(fā)溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)更高效地供熱。太陽(yáng)能熱水器與家用冷暖空調(diào)配和使用，不但可以滿足普通家庭在一年四季中對(duì)制冷、 制熱和制熱水等多種需求，而且可以減少電耗，大幅降低運(yùn)行費(fèi)用，為間膨式太陽(yáng)能輔助熱泵提供了廣闊的發(fā)展空間。針對(duì)授權(quán)公告號(hào)為CN100462642C和授權(quán)公告號(hào)為CN100561074C的專利文獻(xiàn)中熱泵系統(tǒng)的不足，申請(qǐng)公布號(hào)為CN101799225A的專利申請(qǐng)文獻(xiàn)采用了一個(gè)僅采用普通四通換向閥和兩通電磁閥的熱泵系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)以上專利中的所有功能，可以大幅降低成本，提高運(yùn)行的可靠性。但是由于系統(tǒng)中只有一個(gè)水箱，冬季太陽(yáng)能輔助制熱模式要求水箱的溫度較低，而普通制熱水模式要求水箱的溫度較高，會(huì)使得這兩種模式不能同時(shí)運(yùn)行。普通制熱水模式的運(yùn)行受到影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種間膨式太陽(yáng)能輔助多功能熱泵系統(tǒng)，該系統(tǒng)保證了生活用水的溫度保持相對(duì)穩(wěn)定，不受太陽(yáng)能輔助制熱模式的影響。同時(shí)增加了兩種新的功能模式，使得太陽(yáng)能與熱泵技術(shù)的結(jié)合更加貼近實(shí)際生活的要求；特別適用于太陽(yáng)能資源豐富，同時(shí)需要冷暖空調(diào)和熱水供應(yīng)的場(chǎng)合，具有良好的應(yīng)用前景。一種間膨式太陽(yáng)能輔助多功能熱泵系統(tǒng)，包括制冷劑循環(huán)系統(tǒng)和生活用水循環(huán)系統(tǒng)所述的制冷劑循環(huán)系統(tǒng)包括壓縮機(jī)、第一四通換向閥、第二四通換向閥、室內(nèi)換熱器、室外換熱器以及節(jié)流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)；所述的壓縮機(jī)的出料口與第一四通換向閥的第一端口相連，進(jìn)料口分別與第一四通換向閥的第三端口和第二四通換向閥的第三端口相連；所述的第一四通換向閥的第二端口與室外換熱器的第二端口相連，第四端口與第二四通換向閥的第一端口相連；所述的第二四通換向閥的第二端口與室內(nèi)換熱器的第一端口相連；所述的節(jié)流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括由串聯(lián)設(shè)置的儲(chǔ)液罐和干燥過(guò)濾器構(gòu)成的第一支路以及與該支路并聯(lián)設(shè)置的三條節(jié)流支路；所述的節(jié)流支路包括依次串聯(lián)設(shè)置的截止閥、節(jié)流元件和單向截止閥；所述的儲(chǔ)液罐的進(jìn)液口分別與三個(gè)單向截止閥的出口端連通；所述的干燥過(guò)濾器出液口分別與三個(gè)截止閥連通；所述的室內(nèi)換熱器的第二端口與其中第一條節(jié)流支路上的單向截止閥和節(jié)流元件之間的管路連通；所述的室外換熱器的第一端口與第三條節(jié)流支路上的單向截止閥和節(jié)流元件之間的管路連通；
所述的生活用水循環(huán)系統(tǒng)包括設(shè)于節(jié)流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)與第二四通換向閥之間的生活用水制熱裝置以及設(shè)于節(jié)流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)與壓縮機(jī)進(jìn)料口之間的太陽(yáng)能制熱裝置；所述的生活用水制熱裝置由水箱以及水箱內(nèi)部的冷凝盤(pán)管組成；所述的冷凝盤(pán)管的進(jìn)液口與第二四通換向閥的第四端口連通，出液口與儲(chǔ)液罐的進(jìn)液口相連，所述的冷凝盤(pán)管出液口與儲(chǔ)液罐的進(jìn)液口之間的管路上設(shè)有一單向截止閥；所述的太陽(yáng)能制熱裝置由依次串聯(lián)連接并形成循環(huán)回路的制冷劑-水換熱器、太陽(yáng)能集熱器以及設(shè)于兩者之間管路上的循環(huán)水泵組成； 所述的太陽(yáng)能集熱器的出水端同時(shí)與水箱內(nèi)腔連通，兩者之間的管路上設(shè)有一截止閥；所述的制冷劑-水換熱器的制冷劑入口與第二節(jié)流支路上的單向截止閥和節(jié)流元件之間的管路連通，制冷劑出口與壓縮機(jī)的進(jìn)料口連通。本發(fā)明中節(jié)流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的設(shè)置，保證了本發(fā)明的熱泵系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)多種工作模式，可以滿足不同場(chǎng)合的需要；同時(shí)實(shí)際使用過(guò)程中，僅需通過(guò)開(kāi)閉相應(yīng)的按鈕就可實(shí)現(xiàn)多種工作模式的轉(zhuǎn)換，容易實(shí)施，實(shí)用性強(qiáng)。所述的節(jié)流元件可選擇市場(chǎng)上常見(jiàn)的手動(dòng)節(jié)流閥、自動(dòng)節(jié)流閥或毛細(xì)管，以起到節(jié)流降溫的作用。所述的單向截止閥為手動(dòng)截止閥或自動(dòng)截止閥，以起到單向截流的作用， 保證節(jié)流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的正常運(yùn)行；采用手動(dòng)截止閥時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合不同，對(duì)制冷劑的流向進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。為保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，所述的截止閥為一般需要選用雙向截止閥， 以滿足制冷劑雙向流動(dòng)的需要。所述的制冷劑-水換熱器可選擇套管式換熱器、板式換熱器、套片式換熱器或光管沉浸式換熱器。所述的室內(nèi)換熱器和室外換熱器可選擇風(fēng)冷換熱器或水冷換熱器。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果為(1)節(jié)能性。本發(fā)明能夠通過(guò)熱泵系統(tǒng)蒸發(fā)器有效利用太陽(yáng)能，大幅提高熱泵系統(tǒng)在冬季運(yùn)行的性能系數(shù)，彌補(bǔ)普通熱泵空調(diào)冬季運(yùn)行存在制熱系數(shù)很低的缺點(diǎn)；本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)熱泵制熱水，平均性能系數(shù)可達(dá)到300 %左右，遠(yuǎn)高于普通電加熱和燃?xì)鉄崴餍剩槐景l(fā)明能夠在制冷的同時(shí)實(shí)現(xiàn)熱泵制熱水，具有更好的節(jié)能性；本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)雙熱源制熱和雙熱源制熱水，可延長(zhǎng)太陽(yáng)能高效輔助制熱的時(shí)間；本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)空氣源-太陽(yáng)能切換制熱水，可提高制熱水的效率和太陽(yáng)能的利用率。(2)實(shí)用性。本發(fā)明采用了非常簡(jiǎn)潔的方式將熱泵型空調(diào)和熱水器結(jié)合在一起，可以在家用冷暖空調(diào)、風(fēng)冷熱泵、冷水機(jī)組等多種空調(diào)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)與太陽(yáng)能的結(jié)合，應(yīng)用面較廣，具有十種功能模式，可滿足多種場(chǎng)合一年四季對(duì)制冷、制熱和制熱水等多種需求。(3)經(jīng)濟(jì)性。本發(fā)明的一體化設(shè)計(jì)，提高了系統(tǒng)設(shè)備利用率和電能利用率，與單一功能產(chǎn)品相比，有著明顯的成本優(yōu)勢(shì)和運(yùn)行費(fèi)用優(yōu)勢(shì)。控制閥門(mén)可采用已大批量商業(yè)化的普通四通換向閥和普通二通電磁閥，可大幅降低控制系統(tǒng)成本，非常有利于推廣。(4)可靠性。在寒冷季節(jié)，本發(fā)明可有效利用太陽(yáng)能，減少普通熱泵空調(diào)系統(tǒng)因蒸發(fā)溫度過(guò)低而導(dǎo)致的各類故障。本發(fā)明的熱水源可用于室外風(fēng)冷蒸發(fā)器的快速除霜，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和室內(nèi)舒適性。分別用三個(gè)節(jié)流元件獨(dú)立控制進(jìn)入三個(gè)換熱器的制冷劑流量，并在每個(gè)節(jié)流元件前用一個(gè)普通二通電磁閥控制節(jié)流元件的停用，可以很好地適應(yīng)功能模式之間的轉(zhuǎn)化。已大批量商業(yè)化電控閥門(mén)的使用，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。


圖1為本發(fā)明的間膨式太陽(yáng)能輔助多功能熱泵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，一種間膨式太陽(yáng)能輔助多功能熱泵系統(tǒng)，包括制冷劑循環(huán)系統(tǒng)和生活用水循環(huán)系統(tǒng)，其中制冷劑循環(huán)系統(tǒng)包括壓縮機(jī)1、第一四通換向閥2、第二四通換向閥 3、室內(nèi)換熱器4、室外換熱器5、高壓儲(chǔ)液罐9、干燥過(guò)濾器10、第一截止閥11、第一截止閥 12、第三截止閥13、第一節(jié)流元件14、第二節(jié)流元件15、第三節(jié)流元件16、第一單向截止閥 17、第二單向截止閥19、第三單向截止閥20、室內(nèi)風(fēng)機(jī)21和室外風(fēng)機(jī)22。第一四通換向閥 2的四個(gè)端口分別為第一端口 2a、第二端口 2b、第三端口 2c和第四端口 2d ；第二四通換向閥3的四個(gè)端口分別為第一端口 3a、第二端口 3b、第三端口 3c和第四端口 3d。生活用水循環(huán)系統(tǒng)包括制冷劑_水換熱器6、太陽(yáng)能集熱器7、生活熱水箱冷凝盤(pán)管8、第四單向截止閥18、循環(huán)水泵23和生活水箱24、第四截止閥25。其中，壓縮機(jī)1的出料口 Ia與第一四通換向閥2的第一端口 2a相連，進(jìn)料口 Ib 通過(guò)三條并聯(lián)支路分別與第一四通換向閥2的第三端口 2c、第二四通換向閥3的第三端口 3c以及制冷劑-水換熱器6內(nèi)制冷劑出口 6c相連。第一四通換向閥2的第二端口 2b與室外換熱器5的第二端口 5b相連，第四端口 2d與第二四通換向閥3的第一端口 3a相連；第二四通換向閥3的第二端口 3b與室內(nèi)換熱器4的第一端口 4a相連。室內(nèi)換熱器4和室外換熱器5之間設(shè)有節(jié)流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，節(jié)流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括由串聯(lián)設(shè)置的儲(chǔ)液罐9和干燥過(guò)濾器10構(gòu)成的第一支路以及與該支路并聯(lián)設(shè)置的三條節(jié)流支路。 三條節(jié)流支路分別為第一節(jié)流支路、第二節(jié)流支路和第三節(jié)流支路第一節(jié)流支路由依次串聯(lián)設(shè)置的第一截止閥11、第一節(jié)流元件14和第一單向截止閥17組成，第一節(jié)流元件14 的第一端口 14a與第一單向截止閥17的進(jìn)口端17b相連，第一節(jié)流元件14的第二端口 14b 與第一截止閥11的第一端口 Ila相連。第二節(jié)流支路由依次串聯(lián)設(shè)置的第二截止閥12、第二節(jié)流元件15和第二單向截止閥19組成，第二節(jié)流元件15的第一端口 15a與第二單向截止閥19的進(jìn)口端19b相連，第二節(jié)流元件15的第二端口 15b與第二截止閥12的第一端口 12a相連；第三節(jié)流支路由依次串聯(lián)設(shè)置的第三截止閥13、第三節(jié)流元件16和第三單向截止閥20組成，第三節(jié)流元件16的第一端口 16a與第三單向截止閥20的進(jìn)口端20b相連， 第三節(jié)流元件16的第二端口 16b與第三截止閥13的第一端口 13a相連。儲(chǔ)液罐9進(jìn)液口 9a通過(guò)三條并聯(lián)支路分別與第一單向截止閥17、第四單向截止閥18、第二單向截止閥19、 第三單向截止閥20的出口端17a、18a、19a和20a相連，儲(chǔ)液罐9的出液口 9b與干燥過(guò)濾器10的進(jìn)液口 IOa相連；干燥過(guò)濾器10的出液口 IOb通過(guò)三條并聯(lián)支路分別與第一截止閥11、第一截止閥12、第三截止閥13的第二端口 llb、12b、13b相連。室內(nèi)換熱器4的外側(cè)設(shè)有室內(nèi)風(fēng)機(jī)21，用于加速室內(nèi)熱交換，室內(nèi)換熱器4的第二端口 4b與第一節(jié)流支路中的第一節(jié)流元件14與第一單向截止閥17之間的管路連通。室外換熱器5的外側(cè)設(shè)有室外風(fēng)機(jī)22，用于加快室外熱交換，室外換熱器5的第一端口 5a與第三節(jié)流支路中的第三節(jié)流元件16與第三單向截止閥19之間的管路連通。生活用水循環(huán)系統(tǒng)包括設(shè)于節(jié)流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)與第二四通換向閥3之間的生活用水制熱裝置以及設(shè)于節(jié)流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)與壓縮機(jī)1進(jìn)料口 Ib之間的太陽(yáng)能制熱裝置。生活用水制熱裝置由水箱24以及水箱內(nèi)部的冷凝盤(pán)管8組成；冷凝盤(pán)管8的進(jìn)液口 8a與第二四通換向閥3的第四端口 3d連通，出液口 8b與儲(chǔ)液罐9的進(jìn)液口相連，冷凝盤(pán)管8出液口 8b 與儲(chǔ)液罐9的進(jìn)液口 9a之間的管路上設(shè)有第四單向截止閥18，第四單向截止閥18的進(jìn)口端18b與冷凝盤(pán)管8的出液口 8b相連。太陽(yáng)能制熱裝置由依次串聯(lián)連接并形成循環(huán)回路的制冷劑-水換熱器6、太陽(yáng)能集熱器7以及設(shè)于兩者之間管路上的循環(huán)水泵23組成；其中，制冷劑_水換熱器6外壁設(shè)有進(jìn)水端6d、出水端6b、制冷劑入口 6a和制冷劑出口 6c ； 制冷劑_水換熱器6的進(jìn)水端6d與太陽(yáng)能集水器7的出水端7b連通，出水端6b與循環(huán)水泵23的進(jìn)口端23a相連，循環(huán)水泵23的出水端23b與太陽(yáng)能集水器7的進(jìn)水端7a相連； 制冷劑-水換熱器6的制冷劑入口 6a與第二節(jié)流支路上的第二單向截止閥19和第二節(jié)流元件12之間的管路連通，制冷劑出口 6c與壓縮機(jī)1的進(jìn)料口 Ib連通。太陽(yáng)能集熱器7的另一出水端7c同時(shí)與水箱24的進(jìn)水端口 8c連通，兩者之間的管路上設(shè)有第四截止閥25。上述技術(shù)方案中的第一節(jié)流元件14、第二節(jié)流元件15和第三節(jié)流元件16可選擇市場(chǎng)上常見(jiàn)的手動(dòng)節(jié)流閥、自動(dòng)節(jié)流閥或毛細(xì)管，以起到節(jié)流降溫的作用。上述技術(shù)方案中的第一單向截止閥17、第二單向截止閥19、第三單向截止閥20和第四單向截止閥18可選用手動(dòng)截止閥或自動(dòng)截止閥，以起到單向截流的作用，保證節(jié)流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的正常運(yùn)行；采用手動(dòng)截止閥時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合不同，對(duì)制冷劑的流向進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。上述技術(shù)方案中，為保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，第一截止閥11、第二截止閥12、第三截止閥13和第四截止閥25可選用雙向截止閥，以滿足制冷劑雙向流動(dòng)的需要。上述技術(shù)方案中的制冷劑-水換熱器6可選擇套管式換熱器、板式換熱器、套片式換熱器或光管沉浸式換熱器。室內(nèi)換熱器4和室外換熱器5可選擇風(fēng)冷換熱器或水冷換熱
ο本實(shí)施方式中的間膨式太陽(yáng)能輔助多功能熱泵系統(tǒng)采用分體式結(jié)構(gòu)，室內(nèi)換熱器 4需安裝在室內(nèi)，制冷劑-水換熱器6、室外換熱器5、循環(huán)水泵23、和壓縮機(jī)1可安裝于離太陽(yáng)能集熱器7不遠(yuǎn)的地方。室內(nèi)裝置和室外裝置的制冷劑循環(huán)系統(tǒng)和生活用水循環(huán)系統(tǒng)分別用制冷劑管路和水管路相連接。本實(shí)施方式中的間膨式太陽(yáng)能輔助多功能熱泵系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)的主要功能有普通室內(nèi)制熱、太陽(yáng)能輔助室內(nèi)制熱、雙熱源室內(nèi)制熱、普通室內(nèi)制冷、室內(nèi)制冷兼熱泵制熱水、 普通熱泵制熱水、雙熱源制熱水、太陽(yáng)能輔助制熱水、空氣源_太陽(yáng)能切換制熱水和冬季除霜。以下是這十種功能模式的詳細(xì)工作流程(1)普通室內(nèi)制熱在沒(méi)有太陽(yáng)能可以利用時(shí)，系統(tǒng)按照普通空調(diào)供熱循環(huán)運(yùn)行。室內(nèi)換熱器4做冷凝器，室外換熱器5作為蒸發(fā)器使用，制冷劑_水換熱器6和生活水箱冷凝盤(pán)管8不使用。具體工作流程為打開(kāi)第三截止閥13，從壓縮機(jī)1出來(lái)的高溫高壓制冷劑依次通過(guò)第一四通換向閥2和第二四通換向閥3，由第二四通換向閥3的第二端口 3b流向室內(nèi)換熱器4的第一端口 4a，在室內(nèi)換熱器4內(nèi)冷凝放熱后，從第一單向截止閥17流進(jìn)高壓儲(chǔ)液罐9，制冷劑液體從高壓儲(chǔ)液罐9底部流出后，依次經(jīng)過(guò)干燥過(guò)濾器10、第三截止閥13和第三節(jié)流元件16，進(jìn)入室外換熱器5，在室外換熱器5中蒸發(fā)后，經(jīng)過(guò)四通換向閥2的第二端口 2b、第一四通換向閥2的第三端口 2c，回到壓縮機(jī)1內(nèi)。在上述制冷劑循環(huán)運(yùn)行的同時(shí)，循環(huán)水泵23不工作。(2)太陽(yáng)能輔助室內(nèi)制熱有充足的太陽(yáng)能熱可利用時(shí)，將系統(tǒng)中的制冷劑_水換熱器6作為蒸發(fā)器使用，室內(nèi)換熱器4作冷凝器，室外換熱器5和生活水箱冷凝盤(pán)管8不使用。太陽(yáng)能集熱器水箱的熱水通過(guò)生活用水循環(huán)為蒸發(fā)器源源不斷提供蒸發(fā)所需熱量，可大大提高熱泵的制熱效率。具體工作流程打開(kāi)第二截止閥12，從壓縮機(jī)1出來(lái)的高溫高壓制冷劑依次通過(guò)第一四通換向閥2和第二四通換向閥3，由第二四通換向閥3的第二端口 3b流向室內(nèi)換熱器4的第一端口 4a，在室內(nèi)換熱器4內(nèi)冷凝放熱后，從第一單向截止閥17流進(jìn)高壓儲(chǔ)液罐 9，制冷劑液體從高壓儲(chǔ)液罐9底部流出后，依次經(jīng)過(guò)干燥過(guò)濾器10、第二截止閥12和第二節(jié)流元件15，進(jìn)入制冷劑-水換熱器6，在制冷劑-水換熱器6中蒸發(fā)后，回到壓縮機(jī)1內(nèi)。 在上述制冷劑循環(huán)運(yùn)行的同時(shí)，循環(huán)水泵23開(kāi)啟，太陽(yáng)能集熱器7水箱中的水經(jīng)過(guò)循環(huán)水泵23，進(jìn)入制冷劑-水換熱器6，放熱后回到集熱器7的水箱中。(3)雙熱源室內(nèi)制熱模式當(dāng)可利用的太陽(yáng)能熱不充足時(shí)，將系統(tǒng)中的室外換熱器5和制冷劑-水換熱器6 同時(shí)作為蒸發(fā)器用，室內(nèi)換熱器4作冷凝器，循環(huán)水泵23啟用，生活水箱冷凝盤(pán)管8不使用。太陽(yáng)能熱和室外環(huán)境同時(shí)為蒸發(fā)器提供蒸發(fā)所需熱量，與普通室內(nèi)制熱模式相比，仍可較大程度地提高熱泵的制熱效率。具體工作流程打開(kāi)第二截止閥12和第三截止閥13，從壓縮機(jī)1出來(lái)的高溫高壓制冷劑依次通過(guò)第一四通換向閥2和第二四通換向閥3，由第二四通換向閥3的第二端口 3b流向室內(nèi)換熱器4的第一端口 4a，在室內(nèi)換熱器4內(nèi)冷凝放熱后，從第一單向截止閥17 流進(jìn)高壓儲(chǔ)液罐9，制冷劑液體從高壓儲(chǔ)液罐9底部流出后，經(jīng)過(guò)干燥過(guò)濾器10，然后制冷劑分為兩路第一路由第二截止閥12、第二節(jié)流元件15，進(jìn)入制冷劑-水換熱器6，在制冷劑-水換熱器6中蒸發(fā)后，回到壓縮機(jī)1內(nèi)；第二路由第三截止閥13、第三節(jié)流元件16，進(jìn)入室外換熱器5，在室外換熱器5中蒸發(fā)后，經(jīng)過(guò)第一四通換向閥2的第二端口 2b、第一四通換向閥2的第三端口 2c，回到壓縮機(jī)1內(nèi)。在上述制冷劑循環(huán)運(yùn)行的同時(shí)，循環(huán)水泵23 開(kāi)啟，太陽(yáng)能集熱器7的水箱中的水經(jīng)過(guò)循環(huán)水泵23，進(jìn)入制冷劑-水換熱器6，放熱后回到太陽(yáng)能集熱器7的水箱中。(4)普通室內(nèi)制冷系統(tǒng)按照普通空調(diào)制冷循環(huán)進(jìn)行。系統(tǒng)中的室內(nèi)換熱器4作蒸發(fā)器，室外換熱器 5作冷凝器，制冷劑_水換熱器6和生活水箱冷凝盤(pán)管8不使用。具體工作流程打開(kāi)第一截止閥11，從壓縮機(jī)1出來(lái)的高溫高壓制冷劑依次通過(guò)第一四通換向閥2，由第一四通換向閥2的第二端口 2b，流向室外換熱器5的第一端口 5b， 在室外換熱器5內(nèi)冷凝放熱后，從第三單向截止閥20流進(jìn)高壓儲(chǔ)液罐9，制冷劑液體從高壓儲(chǔ)液罐9底部流出后，依次經(jīng)過(guò)干燥過(guò)濾器10、第一截止閥11和第一節(jié)流元件14，進(jìn)入室內(nèi)換熱器4，在室外換熱器4中蒸發(fā)后，經(jīng)過(guò)第二四通換向閥3的第二端口 3b、第二四通換向閥3的第三端口 3c，回到壓縮機(jī)1中。在上述制冷劑循環(huán)運(yùn)行的同時(shí)，循環(huán)水泵23不工作。(5)室內(nèi)制冷兼熱泵制熱水室內(nèi)制冷的同時(shí)制取熱水。系統(tǒng)中生活水箱冷凝盤(pán)管8做冷凝器，室內(nèi)換熱器4作蒸發(fā)器，室外換熱器5和制冷劑-水換熱器6不使用。具體工作流程打開(kāi)第一截止閥11，從壓縮機(jī)1出來(lái)的高溫高壓制冷劑依次通過(guò)第一四通換向閥2和第二四通換向閥3，由第二四通換向閥3的第四端口 3d，流向水箱冷凝盤(pán)管8的進(jìn)液口 8a，在水箱冷凝盤(pán)管8內(nèi)冷凝放熱后經(jīng)出液口 8b流出，經(jīng)過(guò)第四單向截止閥18流進(jìn)高壓儲(chǔ)液罐9，制冷劑液體從高壓儲(chǔ)液罐9底部流出后，依次經(jīng)過(guò)干燥過(guò)濾器10、 第一截止閥11和第一節(jié)流元件14，進(jìn)入室內(nèi)換熱器4，在室內(nèi)換熱器4中蒸發(fā)后，經(jīng)過(guò)第二四通換向閥3的第二端口 3b、第二四通換向閥3的第三端口 3c，回到壓縮機(jī)1中。在上述制冷劑循環(huán)運(yùn)行的同時(shí)，循環(huán)水泵23不工作。(6)普通熱泵制熱水當(dāng)無(wú)輔助熱源可利用時(shí)，開(kāi)啟該模式制熱水。系統(tǒng)中的室外換熱器5作蒸發(fā)器使用，生活水箱冷凝盤(pán)管8作冷凝器，室內(nèi)換熱器4和制冷劑-水換熱器6不使用。此時(shí)的系統(tǒng)功能與普通熱泵熱水器相同。具體工作流程打開(kāi)第三截止閥13，從壓縮機(jī)1出來(lái)的高溫高壓制冷劑依次通過(guò)第一四通換向閥2和第二四通換向閥3，由第二四通換向閥3的第四端口 3d流向水箱冷凝盤(pán)管8的進(jìn)液口 8a，在水箱冷凝盤(pán)管8內(nèi)冷凝放熱后，從第四單向截止閥18流進(jìn)高壓儲(chǔ)液罐9，制冷劑液體從高壓儲(chǔ)液罐9底部流出后，依次經(jīng)過(guò)干燥過(guò)濾器10、第三截止閥13和第三節(jié)流元件16，進(jìn)入室外換熱器5，在室外換熱器5中蒸發(fā)后，經(jīng)過(guò)第一四通換向閥2的第二端口 2b、第一四通換向閥2的第三端口 2c，回到壓縮機(jī)1中。在上述制冷劑循環(huán)運(yùn)行的同時(shí)，循環(huán)水泵23不工作。(7)雙熱源制熱水當(dāng)可利用的太陽(yáng)能熱不充足時(shí)，將系統(tǒng)中的室外換熱器5和制冷劑-水換熱器6 同時(shí)作為蒸發(fā)器用，生活水箱冷凝盤(pán)管8作冷凝器，循環(huán)水泵23啟用，室內(nèi)換熱器4不使用。太陽(yáng)能熱和室外環(huán)境同時(shí)為蒸發(fā)器提供蒸發(fā)所需熱量，與普通熱泵制熱水相比，仍可較大程度地提高熱泵的制熱效率。具體工作流程打開(kāi)第二截止閥12和第三截止閥13，從壓縮機(jī)1出來(lái)的高溫高壓制冷劑依次通過(guò)第一四通換向閥2和第二四通換向閥3，由第二四通換向閥3的第四端口 3d水箱冷凝盤(pán)管8的第一端口 8a，在水箱冷凝盤(pán)管8內(nèi)冷凝放熱后，從第二單向截止閥18 流進(jìn)高壓儲(chǔ)液罐9，制冷劑液體從高壓儲(chǔ)液罐9底部流出后，經(jīng)過(guò)干燥過(guò)濾器10，然后制冷劑分為兩路第一路由第二截止閥12、第二節(jié)流元件15，進(jìn)入制冷劑-水換熱器6，在制冷劑-水換熱器6中蒸發(fā)后，回到壓縮機(jī)1 ；第二路由第三截止閥13、第三節(jié)流元件16，進(jìn)入室外換熱器5，在室外換熱器5中蒸發(fā)后，經(jīng)過(guò)第一四通換向閥2的第二端口 2b、第一四通換向閥2的第三端口 2c，回到壓縮機(jī)1。在上述制冷劑循環(huán)運(yùn)行的同時(shí)，循環(huán)水泵23開(kāi)啟， 太陽(yáng)能集熱器7的水箱中的水經(jīng)過(guò)循環(huán)水泵23，進(jìn)入制冷劑-水換熱器6，放熱后回到集熱器7的水箱中。(8)太陽(yáng)能輔助制熱水有充足的太陽(yáng)能熱可利用時(shí)，將系統(tǒng)中的制冷劑-水換熱器6作為蒸發(fā)器使用，生活水箱冷凝盤(pán)管8作冷凝器，循環(huán)水泵23啟用，室外換熱器5和室內(nèi)換熱器4不使用。太陽(yáng)能集熱器水箱的熱水通過(guò)生活用水循環(huán)為蒸發(fā)器源源不斷提供蒸發(fā)所需熱量，可大大提高熱泵的制熱水效率。
具體工作流程打開(kāi)第二截止閥12，同時(shí)將太陽(yáng)能集熱器7水箱內(nèi)的水放入至生活用水箱對(duì)中；從壓縮機(jī)1出來(lái)的高溫高壓制冷劑依次通過(guò)第一四通換向閥2和第二四通換向閥3，由第二四通換向閥3的第四端口 3d水箱冷凝盤(pán)管8的進(jìn)液口 8a，在水箱冷凝盤(pán)管8內(nèi)冷凝放熱后，從第四單向截止閥18流進(jìn)高壓儲(chǔ)液罐9，制冷劑液體從高壓儲(chǔ)液罐9底部流出后，依次經(jīng)過(guò)干燥過(guò)濾器10、第二截止閥12、第二節(jié)流元件15，進(jìn)入制冷劑-水換熱器6，在制冷劑-水換熱器6中蒸發(fā)后，回到壓縮機(jī)1。在上述制冷劑循環(huán)運(yùn)行的同時(shí)，循環(huán)水泵23開(kāi)啟，太陽(yáng)能集熱器7的水箱中的水經(jīng)過(guò)循環(huán)水泵23，進(jìn)入制冷劑-水換熱器6，放熱后回到集熱器7水箱的中。(9)冬季除霜本發(fā)明采用優(yōu)于普通空調(diào)的熱水源除霜循環(huán)，不僅能快速高效地進(jìn)行除霜，而且比傳統(tǒng)的四通閥換向逆循環(huán)除霜降低了室內(nèi)溫度的波動(dòng)，提高了室內(nèi)舒適性。此時(shí)系統(tǒng)中的室外換熱器5作為冷凝器，制冷劑在其中冷凝放熱融霜，而制冷劑-水換熱器6作為蒸發(fā)器，其中的熱水提供蒸發(fā)潛熱的熱源，循環(huán)水泵23啟用，室內(nèi)換熱器4不使用。具體工作流程打開(kāi)第二截止閥12，從壓縮機(jī)1出來(lái)的高溫高壓制冷劑依次通過(guò)第一四通換向閥2，由第一四通換向閥2的第二端口 2b，流向室外換熱器5的第一端口 5b， 在室外換熱器5內(nèi)冷凝放熱后，從第三單向截止閥20流進(jìn)高壓儲(chǔ)液罐9，制冷劑液體從高壓儲(chǔ)液罐9底部流出后，依次經(jīng)過(guò)干燥過(guò)濾器10、第二截止閥12和第二節(jié)流元件15，進(jìn)入制冷劑-水換熱器6，在制冷劑-水換熱器6中蒸發(fā)后，回到壓縮機(jī)1。在上述制冷劑循環(huán)運(yùn)行的同時(shí)，循環(huán)水泵23開(kāi)啟，太陽(yáng)能集熱器7水箱中的水經(jīng)過(guò)循環(huán)水泵23，進(jìn)入制冷劑-水換熱器6，放熱后回到集熱器7水箱中。(10)空氣源-太陽(yáng)能切換制熱水本發(fā)明采用空氣源-太陽(yáng)能切換制熱水，即普通熱泵制熱水和太陽(yáng)能輔助制熱水組合制熱水，可提高制熱水的效率和太陽(yáng)能的利用率。此時(shí)在生活水箱中的水溫達(dá)到一定溫度前，運(yùn)行普通制熱水模式系統(tǒng)中的室外換熱器5作蒸發(fā)器使用，生活水箱冷凝盤(pán)管8 作冷凝器，室內(nèi)換熱器4和制冷劑-水換熱器6不使用。生活水箱中的水溫達(dá)到一定溫度后，系統(tǒng)切換，運(yùn)行太陽(yáng)能輔助制熱水將系統(tǒng)中的制冷劑-水換熱器6作為蒸發(fā)器使用，生活水箱冷凝盤(pán)管8作冷凝器，循環(huán)水泵23啟用，室外換熱器5和室內(nèi)換熱器4不使用。具體工作流程首先打開(kāi)第三截止閥13，從壓縮機(jī)1出來(lái)的高溫高壓制冷劑依次通過(guò)第一四通換向閥2和第二四通換向閥3，由第二四通換向閥3的第四端口 3d流向水箱冷凝盤(pán)管8的第一端口 8a，在水箱冷凝盤(pán)管8內(nèi)冷凝放熱后，從第四單向截止閥18流進(jìn)高壓儲(chǔ)液罐9，制冷劑液體從高壓儲(chǔ)液罐9底部流出后，依次經(jīng)過(guò)干燥過(guò)濾器10、第三截止閥 13和第三節(jié)流元件16，進(jìn)入室外換熱器5，在室外換熱器5中蒸發(fā)后，經(jīng)過(guò)第一四通換向閥 2的第二端口 2b、第一四通換向閥2的第三端口 2c，回到壓縮機(jī)1。需要切換時(shí)，關(guān)閉第三截止閥13，打開(kāi)第二截止閥12，從壓縮機(jī)1出來(lái)的高溫高壓制冷劑依次通過(guò)第一四通換向閥2和第二四通換向閥3，由第二四通換向閥3的第四端口 3d水箱冷凝盤(pán)管8的第一端口 8a，在水箱冷凝盤(pán)管8內(nèi)冷凝放熱后，從第四單向截止閥18流進(jìn)高壓儲(chǔ)液罐9，制冷劑液體從高壓儲(chǔ)液罐9底部流出后，依次經(jīng)過(guò)干燥過(guò)濾器10、第二截止閥12、第二節(jié)流元件15，進(jìn)入制冷劑-水換熱器6，在制冷劑-水換熱器6中蒸發(fā)后，回到壓縮機(jī)1。在上述制冷劑循環(huán)運(yùn)行的同時(shí)，循環(huán)水泵23開(kāi)啟，太陽(yáng)能集熱器7水箱中的水經(jīng)過(guò)循環(huán)水泵23，進(jìn)入制冷劑-水換熱器6，放熱后回到集熱器7水箱中。
權(quán)利要求
1.一種間膨式太陽(yáng)能輔助多功能熱泵系統(tǒng)，包括制冷劑循環(huán)系統(tǒng)和生活用水循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于所述的制冷劑循環(huán)系統(tǒng)包括壓縮機(jī)(1)、第一四通換向閥(2)、第二四通換向閥(3)、室內(nèi)換熱器(4)、室外換熱器(5)以及節(jié)流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)；所述的壓縮機(jī)(1)的出料口與第一四通換向閥⑵的第一端口(2a)相連，進(jìn)料口分別與第一四通換向閥(2)的第三端口(2c)和第二四通換向閥⑶的第三端口(3c)相連；所述的第一四通換向閥(2)的第二端口(2b) 與室外換熱器(5)的第二端口(5b)相連，第四端口(2d)與第二四通換向閥(3)的第一端口(3a)相連；所述的第二四通換向閥(3)的第二端口(3b)與室內(nèi)換熱器⑷的第一端口 (4a)相連；所述的節(jié)流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括由串聯(lián)設(shè)置的儲(chǔ)液罐(9)和干燥過(guò)濾器(10)構(gòu)成的第一支路以及與該支路并聯(lián)設(shè)置的三條節(jié)流支路；所述的節(jié)流支路包括依次串聯(lián)設(shè)置的截止閥、節(jié)流元件和單向截止閥；所述的儲(chǔ)液罐(9)的進(jìn)液口分別與三個(gè)單向截止閥的出口端連通；所述的干燥過(guò)濾器(10)出液口分別與三個(gè)截止閥連通；所述的室內(nèi)換熱器(4)的第二端口(3b)與其中第一條節(jié)流支路上的單向截止閥和節(jié)流元件之間的管路連通；所述的室外換熱器(5)的第一端口(5a)與第三條節(jié)流支路上的單向截止閥和節(jié)流元件之間的管路連通；所述的生活用水循環(huán)系統(tǒng)包括設(shè)于節(jié)流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)與第二四通換向閥(3)之間的生活用水制熱裝置以及設(shè)于節(jié)流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)與壓縮機(jī)(1)進(jìn)料口之間的太陽(yáng)能制熱裝置；所述的生活用水制熱裝置由水箱(24)以及水箱內(nèi)部的冷凝盤(pán)管(8)組成；所述的冷凝盤(pán)管(8)的進(jìn)液口與第二四通換向閥(3)的第四端口(3d)連通，出液口與儲(chǔ)液罐(9)的進(jìn)液口相連， 所述的冷凝盤(pán)管(8)出液口與儲(chǔ)液罐(9)的進(jìn)液口之間的管路上設(shè)有一單向截止閥；所述的太陽(yáng)能制熱裝置由依次串聯(lián)連接并形成循環(huán)回路的制冷劑-水換熱器(6)、太陽(yáng)能集熱器(7)以及設(shè)于兩者之間管路上的循環(huán)水泵(23)組成；所述的太陽(yáng)能集熱器(7)的出水端同時(shí)與水箱(24)內(nèi)腔連通，兩者之間的管路上設(shè)有一截止閥；所述的制冷劑-水換熱器 (6)的制冷劑入口與第二節(jié)流支路上的單向截止閥和節(jié)流元件之間的管路連通，制冷劑出口與壓縮機(jī)(1)的進(jìn)料口連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的間膨式太陽(yáng)能輔助多功能熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述的節(jié)流元件為手動(dòng)節(jié)流閥、自動(dòng)節(jié)流閥或毛細(xì)管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的間膨式太陽(yáng)能輔助多功能熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述的單向截止閥為手動(dòng)截止閥或自動(dòng)截止閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的間膨式太陽(yáng)能輔助多功能熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述的截止閥為雙向截止閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的間膨式太陽(yáng)能輔助多功能熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述的制冷劑-水換熱器(6)為套管式換熱器、板式換熱器、套片式換熱器或光管沉浸式換熱器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的所述的間膨式太陽(yáng)能輔助多功能熱泵系統(tǒng)，其特征在于，所述的室內(nèi)換熱器(4)和室外換熱器(5)為風(fēng)冷換熱器或水冷換熱器。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種間膨式太陽(yáng)能輔助多功能熱泵系統(tǒng)，包括制冷劑循環(huán)系統(tǒng)和生活用水循環(huán)系統(tǒng)兩部分，制冷劑循環(huán)系統(tǒng)具有依次連接的壓縮機(jī)、室內(nèi)換熱器、制冷劑-水換熱器、室外換熱器、高壓儲(chǔ)液罐、干燥過(guò)濾器、四通換向閥、節(jié)流元件、單向截止閥、截止閥，生活用水循環(huán)系統(tǒng)具有依次連接的水箱、循環(huán)水泵、太陽(yáng)能集熱器。本發(fā)明采用了非常簡(jiǎn)潔和經(jīng)濟(jì)可靠的方式將熱泵型空調(diào)和熱水器結(jié)合在一起，可以在多種熱泵型空調(diào)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能的綜合利用，實(shí)用性很強(qiáng)，特別適用于太陽(yáng)能豐富，同時(shí)需要冷暖空調(diào)和大量熱水供應(yīng)的場(chǎng)合。
文檔編號(hào)F24H4/02GK102183104SQ20111007975
公開(kāi)日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月31日
發(fā)明者劉玉遷, 梁國(guó)峰, 王勤, 賀偉, 陳光明, 黎佳榮 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)