專利名稱：夏季用空調(diào)與太陽能熱水器一體化裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于空調(diào)余熱利用技術和太陽能熱利用技術領域，特別涉及一種夏季用空調(diào)與太陽能熱水器一體化裝置。
背景技術：
空調(diào)和太陽能熱水器都是目前家庭中普遍使用的設備，將兩個設備結合使用，可以更方便、更節(jié)省能源。目前市場上的同類一體化裝置基本分為以下幾類:(I)太陽能空調(diào)一體機:通過太陽能光伏發(fā)電或太陽能熱利用的方式來為空調(diào)提供能源供給，減少空調(diào)對非可再生能源的消耗，可以利用太陽能熱水器收集太陽能，為空調(diào)的運行提供能源供應，屬于太陽能熱利用領域。(2)空調(diào)熱水器:這類裝置為空調(diào)與熱水器一體化裝置，即利用空調(diào)排出的廢熱來為熱水器進行一定的加熱，減少熱水器對能源(電能或天然氣等)的消耗，屬于空調(diào)廢熱利用領域。(3)水冷式空調(diào):利用流動冷水源作為制冷空調(diào)的冷卻源，可提高空調(diào)的制冷效率，降低空調(diào)運行功耗。同類裝置的缺陷:(I)對空調(diào)效率改進或廢熱利用的方式單一，使得改造成本遠大于實際收益，不具有經(jīng)濟性和產(chǎn)業(yè)推廣性；(2)太陽能空調(diào)一體`機只能實現(xiàn)太陽能熱水器對空調(diào)的單向能源供給，這種供給受到天氣等因素的影響較大，實用性有很大的局限性；(3)空調(diào)熱水器雖然從一定程度上實現(xiàn)了對空調(diào)廢熱的利用，但是空調(diào)本身的功耗并未得到降低；(4)水冷式空調(diào)雖然提高了空調(diào)的制冷效率，但是對冷水的需求量比較大，且使用后的水屬于低品味熱水，既不能作為日常洗澡等使用，也不能繼續(xù)作為冷卻水來冷卻空調(diào)，對水資源浪費較嚴重。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種能有效利用制冷空調(diào)余熱、功耗小的夏季用空調(diào)與太陽能熱水器一體化裝置。本實用新型采用的技術方案為:該裝置由空調(diào)廢熱利用部分、太陽能熱水器部分和溫差發(fā)電部分組成；所述空調(diào)廢熱利用部分的結構為:空調(diào)冷凝汽的制冷劑出口通過毛細管、液體截止閥和細制冷劑管道與空調(diào)室內(nèi)蒸發(fā)器的制冷劑入口連接，空調(diào)室內(nèi)蒸發(fā)器的制冷劑出口通過粗制冷劑管道、氣體截止閥和壓縮泵與空調(diào)冷凝器的制冷劑入口連接；所述太陽能熱水器部分的結構為:空調(diào)冷凝器的冷卻水出口與儲水箱的入水口連接，儲水箱的出水口與空調(diào)冷凝器的冷卻水入口連接；集熱器與儲水箱連接；所述溫差發(fā)電部分的結構為:集熱器的一根出水管與溫差發(fā)電模塊連接，溫差發(fā)電模塊的輸出端依次與變壓器、空調(diào)運行電源連接。所述儲水箱和空調(diào)冷凝器之間設置液體截止閥。所述空調(diào)冷凝汽為水冷式冷凝器。本實用新型的有益效果為:(I)在夏季，空調(diào)和太陽能熱水器都是家里面最常用的設備，本裝置將這兩個常用設備有機結合了起來，實現(xiàn)了空調(diào)和太陽能熱水器的雙向一體化互補，為日常生活帶來便利的同時也減少了能源的消耗。(2)夏季的空調(diào)排出的廢熱得不到有效的利用，這不僅僅是能源的浪費，同時排到戶外的熱源也會形成一種污染。水冷式冷凝器有效地將空調(diào)排出的廢熱收集了起來，即節(jié)約了能源，又減少了對環(huán)境的破壞。(3)太陽能熱水器存在的主要問題是加熱時段受日照影響較大，對于連續(xù)多云或陰雨的天氣，太陽能熱水器將無法保證為家庭提供連續(xù)的熱水供應。本裝置設計的太陽能熱水器的儲水箱體積略大于普通熱水器的儲水箱，更好地保證了家庭日常用水的供應；將空調(diào)冷凝器排出的熱水作為儲水箱的水源，可以保證儲水箱中的水始終高于常溫，避免了多云或陰雨天氣常規(guī)太陽能熱水器無法提供熱水的情況，同時也提高了熱水器加熱的效率。(4)在太陽光照充足的階段(例如每天正午前后)，儲水箱中的水很容易升高到沸水溫度，但是這時候的水卻無法及時得到利用，即浪費了這時段充足的光照，同時也使得冷凝器中的水無法及時排到儲水箱中，影響空調(diào)的運行效率。引入溫差發(fā)電模塊后，可以充分利用正午前后充足的光照發(fā)電，為空調(diào)的運行提供一定的能源供應，減少空調(diào)對電能的消耗；同時，可以避免高溫沸水長時間停留在儲水箱中，使得冷凝器中的水可以及時排到儲水箱中，保證了空調(diào)的正常運行。

圖1為本實用新型所述裝置的結構示意圖。圖中標號:1-空調(diào)冷凝器；2_毛細管；3_液體截止閥；4_細制冷劑管道；5_空調(diào)室內(nèi)蒸發(fā)器；6-空調(diào)排出的冷空氣；7_室內(nèi)進入空調(diào)的熱空氣；8_粗制冷劑管道；9_氣體截止閥；10_壓縮泵；11_儲水箱；12_集熱器；13_液體截止閥；14_溫差發(fā)電模塊；15_變壓器；16_空調(diào)運行電源。
具體實施方式
本實用新型提供了一種夏季用空調(diào)與太陽能熱水器一體化裝置，
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型做進一步說明。所述裝置的結構如圖1所示，由空調(diào)廢熱利用部分、太陽能熱水器部分和溫差發(fā)電部分組成?？照{(diào)廢熱利用部分的結構為:空調(diào)冷凝汽I的制冷劑出口通過毛細管2、液體截止閥3和細制冷劑管道4與空調(diào)室內(nèi)蒸發(fā)器5的制冷劑入口連接，空調(diào)室內(nèi)蒸發(fā)器5的制冷劑出口通過粗制冷劑管道8、氣體截止閥9和壓縮泵10與空調(diào)冷凝器I的制冷劑入口連接。空調(diào)冷凝器I為水冷式冷凝器，流入空調(diào)冷凝器I中的制冷劑為高溫、高壓的制冷齊U，流出空調(diào)冷凝器I的制冷劑為低溫、高壓的制冷劑，然后流入毛細管2 ;毛細管2流出的制冷劑要經(jīng)過細制冷劑管道4流入空調(diào)室內(nèi)蒸發(fā)器5，細制冷劑管道4上設有液體截止閥3，用于控制制冷劑流量；進入空調(diào)室內(nèi)蒸發(fā)器5的制冷劑為低溫、低壓的濕蒸汽，空調(diào)室內(nèi)蒸發(fā)器5的作用是使室內(nèi)的空氣與空調(diào)內(nèi)的制冷劑發(fā)生熱交換，室內(nèi)進入空調(diào)的熱空氣7在經(jīng)過空調(diào)室內(nèi)蒸發(fā)器5后會變?yōu)榭照{(diào)排出的冷空氣6，同時制冷劑也會變?yōu)楦邷亍⒌蛪旱臍鈶B(tài)；高溫、低壓的氣態(tài)制冷劑要經(jīng)過粗制冷劑管道8流入壓縮泵10，粗制冷劑管道8上這有氣體截止閥9，用于控制制冷劑的流量；之后高溫、低壓的制冷劑氣體會經(jīng)過壓縮泵10而變?yōu)楦邷?、高壓的制冷劑氣體，送入空調(diào)冷凝器I。如此循環(huán)往復。太陽能熱水器部分的結構為:空調(diào)冷凝器I的冷卻水出口與儲水箱11的入水口連接，儲水箱11的出水口與空調(diào)冷凝器I的冷卻水入口連接；集熱器12與儲水箱11連接。儲水箱11和空調(diào)冷凝器I之間設有液體截止閥13，用于控制水的流向和管道的開閉。對空調(diào)的廢熱利用主要工作原理如下:空調(diào)冷凝器I中水的初態(tài)為冷水，隨著空調(diào)不斷對室內(nèi)制冷，室內(nèi)的熱量變經(jīng)過制冷劑的循環(huán)不斷排入空調(diào)冷凝器I中的水中，當空調(diào)冷凝器I中的水溫上升到一定程度時，會影響空調(diào)的制冷效率，這時的水排入到儲水箱11，同時對空調(diào)冷凝器I進行冷水的補給。排入到儲水箱11中的水相對于常溫水的溫度要高一些，這些水有兩個去向:(I)供家庭洗手、洗澡等日常使用，相當于利用空調(diào)的廢熱實現(xiàn)了對部分家用溫水的加熱，節(jié)約了加熱水所需要的能源；(2)由集熱器12繼續(xù)加熱成開水，由于進入集熱器12的水溫相對于常溫水的溫度要高，所以太陽能熱水器的加熱效率會有所提升，提升程度取決于進入集熱器12水的溫度。溫差發(fā)電部分的結構為:集熱器12的一根出水管與溫差發(fā)電模塊14連接，溫差發(fā)電模塊14的輸出端依次與變壓器15、空調(diào)運行電源16連接。溫差發(fā)電技術可以將高溫熱源和低溫熱源之間的溫差轉(zhuǎn)換為電能，溫差發(fā)電模塊14的高溫熱源采用集熱器12排出的高溫熱水，低溫熱源采用普通常溫水，發(fā)出的低壓直流電要經(jīng)過變壓器15轉(zhuǎn)化為高壓交流電，供空調(diào)運行電源16使用，這樣可以節(jié)約一定量的空調(diào)運行所消耗的電能，節(jié)約的電量取決于發(fā)電量。本裝置的最佳使用狀態(tài)主要包括以下幾種情況:(I)空調(diào)單機運行，太陽能熱水器不工作，溫差發(fā)電模塊不工作。對于夏季連續(xù)多云或陰雨的天氣，或者晴天的無日照時段，太陽能熱水器無法正常工作，因而無法得到太陽能熱水器的沸水，此時溫差發(fā)電模塊也無法工作。但是，空調(diào)作為夏季必備電器仍然處于運行狀態(tài)，此時空調(diào)的廢熱仍能通過冷凝器有效收集起來，并不斷將熱水存儲在儲水箱供家庭日常使用，可以有效利用空調(diào)廢熱，避免廢熱對環(huán)境的破壞；同時也節(jié)約了家庭加熱水所消耗的能源。(2)空調(diào)正常運行，太陽能熱水器工作，溫差發(fā)電模塊不工作。對于夏季晴天，當有日照但日照強度不足以使熱水器的水加熱到沸水時，空調(diào)正常運行，太陽能熱水器也處于工作狀態(tài)，但是此時的加熱效率太低，因此溫差發(fā)電模塊的高溫熱源無法到達發(fā)電的要求，溫差發(fā)電模塊無法工作。在這種情況下，空調(diào)的廢熱得到了有效收集和利用，同時收集了一定的太陽能熱源，為儲水箱中的水加熱到沸水奠定了基礎。(3)空調(diào)正常運行，太陽能熱水器工作，溫差發(fā)電模塊工作。對于夏季晴天光照充足的時段(主要指正午前后)，空調(diào)的運行功耗最大，太陽能熱水器處于最佳工作狀態(tài)，可以將儲水箱中的水加熱至沸水狀態(tài)，溫差發(fā)電模塊可以正常工作。這種工作狀態(tài)時本裝置最理想的工作狀態(tài)——一體化工作狀態(tài)，實現(xiàn)了空調(diào)廢熱利用、太陽能熱利用、空調(diào)功耗降低等優(yōu)點。
權利要求1.夏季用空調(diào)與太陽能熱水器一體化裝置，其特征在于，由空調(diào)廢熱利用部分、太陽能熱水器部分和溫差發(fā)電部分組成； 所述空調(diào)廢熱利用部分的結構為:空調(diào)冷凝汽(I)的制冷劑出口通過毛細管(2)、液體截止閥(3)和細制冷劑管道(4)與空調(diào)室內(nèi)蒸發(fā)器(5)的制冷劑入口連接，空調(diào)室內(nèi)蒸發(fā)器(5 )的制冷劑出口通過粗制冷劑管道(8 )、氣體截止閥(9 )和壓縮泵(10 )與空調(diào)冷凝器(I)的制冷劑入口連接； 所述太陽能熱水器部分的結構為:空調(diào)冷凝器(I)的冷卻水出口與儲水箱(11)的入水口連接，儲水箱(11)的出水口與空調(diào)冷凝器(I)的冷卻水入口連接；集熱器(12)與儲水箱(11)連接； 所述溫差發(fā)電部分的結構為:集熱器(12)的一根出水管與溫差發(fā)電模塊(14)連接，溫差發(fā)電模塊(14)的輸出端依次與變壓器(15)、空調(diào)運行電源(16)連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的夏季用空調(diào)與太陽能熱水器一體化裝置，其特征在于，所述儲水箱(11)和空調(diào)冷凝器(I)之間設置液體截止閥(13 )。
3.根據(jù)權利要求1所述的夏季用空調(diào)與太陽能熱水器一體化裝置，其特征在于，所述空調(diào)冷凝汽(I)為水冷式冷凝器。
專利摘要夏季用空調(diào)與太陽能熱水器一體化裝置，屬于空調(diào)余熱利用技術和太陽能熱利用技術領域。空調(diào)冷凝汽的制冷劑出口通過毛細管和細制冷劑管道與空調(diào)室內(nèi)蒸發(fā)器的制冷劑入口連接，空調(diào)室內(nèi)蒸發(fā)器的制冷劑出口通過粗制冷劑管道和壓縮泵與空調(diào)冷凝器的制冷劑入口連接；空調(diào)冷凝器的冷卻水出口與儲水箱的入水口連接，儲水箱的出水口與空調(diào)冷凝器的冷卻水入口連接；集熱器與儲水箱連接；集熱器的一根出水管與溫差發(fā)電模塊連接，溫差發(fā)電模塊的輸出端依次與變壓器、空調(diào)運行電源連接。該裝置提高了制冷空調(diào)的制冷效率，降低了制冷空調(diào)的運行功耗；有效利用了制冷空調(diào)排出的廢熱，減少了對環(huán)境的影響，又節(jié)約了能源；提高了太陽能熱水器的使用價值，減少了空調(diào)對非可再生能源的消耗。
文檔編號F25B29/00GK202947365SQ201220523779
公開日2013年5月22日 申請日期2012年10月12日 優(yōu)先權日2012年10月12日
發(fā)明者王海東, 師瑞峰, 王江平, 于峰, 付亞利, 劉宇默 申請人:華北電力大學