一種緊湊型太陽能噴射制冷與熱泵集成系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種緊湊型太陽能噴射制冷與熱泵集成系統(tǒng)，包括太陽能集熱及熱水子系統(tǒng)和噴射制冷及熱泵子系統(tǒng)，其中，太陽能集熱及熱水子系統(tǒng)包括太陽能集熱器、蓄熱水箱、第一循環(huán)水泵、第一三通換向閥和進水閥；用戶進水側(cè)與進水閥的入口連接，進水閥的出口分別與太陽能集熱器的入口、第一循環(huán)水泵的入口連接，太陽能集熱器的出口與第一三通換向閥的左端口連接，第一循環(huán)水泵的出口與蓄熱水箱的集熱系統(tǒng)側(cè)入口連接，蓄熱水箱的集熱系統(tǒng)側(cè)出口與第一三通換向閥的上端口連接，第一三通換向閥的下端口與用戶出水側(cè)連接。本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單合理、整機體積小、占地面積小、操作靈活、高效節(jié)能、適用范圍廣的特點。
【專利說明】一種緊湊型太陽能噴射制冷與熱泵集成系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種緊湊型太陽能噴射制冷與熱泵集成系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]在各種可再生能源中，“取之不盡，用之不竭”的太陽能越來越受到人們的重視和青睞，太陽能空調(diào)的開發(fā)和研究具有廣闊的前景?！秶抑虚L期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要》(2006?2020年)及節(jié)能中長期專項規(guī)劃將太陽能建筑一體化技術作為建筑節(jié)能的重要途徑之一，力爭在2020年使可再生能源在建筑中的應用比例達到20%。
[0003]但是，目前太陽能熱利用在建筑中的應用主要以太陽能生活熱水為主，將太陽能應用于能耗較大的建筑采暖空調(diào)仍然受到技術和投資較大等方面的制約:冬季采暖需要較大的熱量，但太陽能輻照量又相對較小，即使按照太陽能保證率50%進行設計，太陽能集熱設備初投資也將達到400元/m2，如直接將普通的太陽能熱水系統(tǒng)用于太陽能采暖，由于冬季太陽能輻照具有間歇性變化的特點，難以實現(xiàn)持續(xù)可靠的供暖運行，需要幾倍于太陽能生活熱水的集熱面積，因此初投資較高，設備回收期長，且建筑屋面面積也難以滿足太陽能集熱設備安裝需要。故而，目前太陽能直接采暖僅在太陽能資源豐富地區(qū)的小型建筑中進行小規(guī)模示范應用，難以實現(xiàn)在城市建筑采暖中的大規(guī)模應用。
[0004]要滿足太陽能熱驅(qū)動空調(diào)隨時可以實現(xiàn)制冷和采暖的要求，一般有兩條途徑:一是將太陽能集熱器與蓄冷蓄熱裝置做的足夠大；二是太陽能與常規(guī)能源聯(lián)合制冷供暖。由于太陽能具有能流密度低、間歇性變化等特點，第一種方式需要相當大的集熱面積與蓄熱裝置，受安裝空間及投資限制，往往難以實現(xiàn)。第二種方式，由于可靠性較高，較易實現(xiàn)，是目前常用的方式。
[0005]太陽能噴射式制冷與蒸汽壓縮熱泵復合技術的研究多數(shù)是戶式、小型化的，功能比較單一，對較大規(guī)模的公用建筑用技術的研究較少，推廣就更少。當前的研究工作主要包括小型的太陽能噴射式制冷、太陽能噴射式與蒸汽壓縮復疊式空調(diào)系統(tǒng)、太陽能做輔助熱源的熱泵系統(tǒng)，太陽能與空氣源雙源熱泵、太陽能噴射式制冷與蒸汽壓縮制冷的并行結(jié)構(gòu)。由于太陽能噴射式制冷與蒸汽壓縮制冷的并行結(jié)構(gòu)是兩種制冷系統(tǒng)的并列，兩者是完全獨立的，在合適的情況下啟動太陽能噴射式制冷系統(tǒng)，不足的部分靠蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)補充，用以節(jié)約能耗，但是功能單一，設備閑置較多。
[0006]噴射式制冷系統(tǒng)在開始的時候應用水作為制冷劑，水雖然具有無污染、蒸發(fā)潛熱大等優(yōu)點，但由于沸點較高，對熱源的溫度要求較高，超出了一般廢熱源及太陽平板集熱器所能達到的溫度范圍。
[0007]在二十世紀中葉，氟利昂替代水用于太陽能與廢熱驅(qū)動的噴射制冷循環(huán)。氟利昂具有沸點低和比容小的特點，因此能夠有效地降低了設備的體積，并且系統(tǒng)效率也得到了改善。但是，隨著人們對CFCs類制冷劑對大氣臭氧層破壞作用的逐步認識，目前己經(jīng)禁止使用CFCs類制冷劑。隨后，對于氟利昂的替代工質(zhì)的研究也較多，R134a、R152a、R290、R600a等制冷劑被用作噴射式制冷系統(tǒng)的工質(zhì)，結(jié)果表明R134a的性能相比是最好的。之后，對R-12、R-22、R-134A和混合制冷劑R-410A、R-407C和R-404A六種工質(zhì)的適用性進行研究后表明，采用R-12時系統(tǒng)COP最高，然后依次是R-22、R-134A、R-410A、R-407C和R-404A，采用R-410A時系統(tǒng)COP明顯高于R-407C和R-404A，而比采用R-134A時的系統(tǒng)COP低15?20%。
[0008]典型的太陽能噴射式空調(diào)系統(tǒng)由太陽能集熱子系統(tǒng)與噴射制冷子系統(tǒng)組成。在太陽能集熱子系統(tǒng)中，集熱介質(zhì)一般為水，水在太陽能集熱器中被加熱后，進入蓄熱水箱放熱，而后被水泵送入集熱器，完成集熱循環(huán)。
[0009]在噴射制冷子系統(tǒng)中，來自蓄熱水箱的熱水經(jīng)過加熱發(fā)生器中的制冷劑后，回到蓄熱水箱，繼續(xù)從太陽能集熱器中的熱水處獲取熱量。而發(fā)生器中的制冷劑液體被加熱后，高溫高壓的制冷劑蒸氣進入噴射器，從噴嘴高速噴出形成低壓，將蒸發(fā)器中的蒸氣吸入噴射器。經(jīng)過在噴射器中的混合和增壓后，混合氣體進入冷凝器凝結(jié)，成為制冷劑液體。一部分冷凝液進入蒸發(fā)器蒸發(fā)完成制冷負荷；另一部分經(jīng)過工質(zhì)泵增壓后回到發(fā)生器，完成噴射制冷循環(huán)。
[0010]在一般空調(diào)工況下，制冷系統(tǒng)的冷凝溫度只能達到30°C左右，噴射制冷系統(tǒng)的COP為20%左右，考慮到太陽能集熱器的效率，整個太陽能噴射制冷系統(tǒng)的效率約為8?10%。為了提高太陽能噴射制冷系統(tǒng)的性能，研究人員通過添加增壓器和電能輔助等方式提聞了系統(tǒng)性能。
[0011]有研究人員將集熱子系統(tǒng)與制冷子系統(tǒng)合二為一，取消了兩個子系統(tǒng)之間的中間換熱器，使太陽能集熱器同時成為制冷子系統(tǒng)的發(fā)生器，稱之為直膨式太陽能空調(diào)系統(tǒng)。當中間換熱器去掉以后，在太陽能集熱溫度不變的條件下，提高了噴射制冷系統(tǒng)的發(fā)生溫度，從而提高了制冷系統(tǒng)的性能系數(shù)，在噴射制冷系統(tǒng)的發(fā)生溫度不變的條件下，降低了太陽能集熱器集熱溫度，從而提聞了集熱效率。
[0012]太陽能與常規(guī)能源聯(lián)合制冷方式一般采用太陽能和輔助能源兩種熱源，共用一套制冷系統(tǒng)。在太陽輻射較強時，由太陽能驅(qū)動制冷系統(tǒng)；在太陽輻射較弱時，利用輔助能源驅(qū)動制冷系統(tǒng)。但是，當輔助能源作用于噴射式制冷系統(tǒng)時，其性能系數(shù)明顯低于常規(guī)機械壓縮制冷系統(tǒng)。為了克服上述缺點，出現(xiàn)了太陽能噴射式與蒸汽壓縮復疊式空調(diào)系統(tǒng)。該空調(diào)系統(tǒng)應用變速壓縮機和雙冷凝器技術，將太陽能集熱系統(tǒng)、噴射制冷系統(tǒng)和機械壓縮制冷系統(tǒng)有機的結(jié)合在一起，使系統(tǒng)可以在滿足用戶制冷負荷的前提下，在全天候氣象條件下運行。
[0013]綜上所述，太陽能噴射與熱泵系統(tǒng)主要制約在于太陽能資源的浪費以及設備場地的浪費。
實用新型內(nèi)容
[0014]本實用新型的目的旨在提供一種結(jié)構(gòu)簡單合理、整機體積小、占地面積小、操作靈活、高效節(jié)能、適用范圍廣的緊湊型太陽能噴射制冷與熱泵集成系統(tǒng)，以克服現(xiàn)有技術中的不足之處。
[0015]按此目的設計的一種緊湊型太陽能噴射制冷與熱泵集成系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)特征是包括太陽能集熱及熱水子系統(tǒng)和噴射制冷及熱泵子系統(tǒng)，其中，太陽能集熱及熱水子系統(tǒng)包括太陽能集熱器、蓄熱水箱、第一循環(huán)水泵、第一三通換向閥和進水閥；[0016]用戶進水側(cè)與進水閥的入口連接，進水閥的出口分別與太陽能集熱器的入口、第一循環(huán)水泵的入口連接，
[0017]太陽能集熱器的出口與第一三通換向閥的左端口連接，
[0018]第一循環(huán)水泵的出口與蓄熱水箱的集熱系統(tǒng)側(cè)入口連接，
[0019]蓄熱水箱的集熱系統(tǒng)側(cè)出口與第一三通換向閥的上端口連接，
[0020]第一三通換向閥的下端口與用戶出水側(cè)連接。
[0021]進一步，所述噴射制冷及熱泵子系統(tǒng)包括第二循環(huán)水泵、發(fā)生器、第一電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥、噴射器、第一單向閥、第二單向閥、第一換熱器、第二三通換向閥、第三三通換向閥、第四三通換向閥、工質(zhì)泵、膨脹閥、表冷器、第二換熱器、增壓器、調(diào)節(jié)閥、壓縮機和四通換向閥；
[0022]第二循環(huán)水泵的出口與蓄熱水箱的噴射制冷側(cè)入口連接，
[0023]蓄熱水箱的噴射制冷側(cè)出口與第二三通換向閥的左端口連接，
[0024]第二三通換向閥的上端口與表冷器的入口連接，
[0025]第二三通換向閥的下端口與發(fā)生器的集熱系統(tǒng)側(cè)入口連接，
[0026]發(fā)生器的集熱系統(tǒng)側(cè)出口與第二循環(huán)水泵的入口連接，
[0027]表冷器的出口與第三電磁閥的入口連接，
[0028]第三電磁閥出口與第二循環(huán)水泵的入口連接，
[0029]發(fā)生器的噴射系統(tǒng)側(cè)出口分別與第一電磁閥的入口、第二電磁閥的入口連接，
[0030]第一電磁閥的出口與噴射器的高壓入口連接，
[0031 ] 噴射器的出口與第一單向閥的入口連接，
[0032]第一單向閥的出口、第二電磁閥的出口、四通換向閥的左端口、第一換熱器的入口接在同一系統(tǒng)管上，
[0033]第一換熱器的出口分別與第三三通換向閥的右端口、膨脹閥的入口連接，
[0034]第三三通換向閥的上端口與調(diào)節(jié)閥的入口連接，
[0035]第三三通換向閥的左端口與工質(zhì)泵的入口連接，
[0036]調(diào)節(jié)閥的出口和工質(zhì)泵的出口分別與發(fā)生器的噴射系統(tǒng)側(cè)入口連接，
[0037]膨脹閥的出口與第二換熱器的入口連接，
[0038]第二換熱器的出口與第四三通換向閥的下端口連接，
[0039]第四三通換向閥的上端口與增壓器的入口連接，
[0040]增壓器的出口與噴射器的低壓入口連接，
[0041 ] 第四三通換向閥的左端口與四通換向閥的右端口連接，
[0042]四通換向閥的上端口與壓縮機的入口連接，
[0043]壓縮機的出口與第二單向閥的入口連接，
[0044]第二單向閥出口與四通換向閥的下端口連接。
[0045]所述第一換熱器和第二換熱器為普通換熱器或微通道換熱器。
[0046]本實用新型要解決的是現(xiàn)有太陽能噴射與熱泵系統(tǒng)所存在的制約問題，提供一種能夠全年全天候運行，充分利用太陽能，高效節(jié)能，占地面積較小以及成本較低的緊湊型太陽能噴射制冷與熱泵集成系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠根據(jù)不同的太陽能負荷啟動不同的運行方案:在太陽能充足情況下，采用太陽能直接加熱熱水，完成供暖和生活熱水功能，以及通過常規(guī)噴射制冷完成制冷功能；在太陽能不充足情況下，通過太陽能加熱蒸發(fā)器，高效地制熱功能，以及通過機械制冷方式完成制冷功能，同時蓄熱水箱不斷積累熱量，為啟動噴射制冷模式提供熱量前提。
[0047]本實用新型以太陽能驅(qū)動為主，空氣能驅(qū)動為輔的集采暖、制冷、熱水為一體的緊湊型集成系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)采暖，制冷，熱水三種功能，實現(xiàn)全年均可使用，在太陽能充足時優(yōu)先使用太陽能，系統(tǒng)按噴射制冷或熱水盤管供暖方式和太陽能熱水器的模式運行，在太陽能不足時，按壓縮制冷或熱泵方式和太陽能輔助的熱泵方式運行，滿足全天候運行的需要，以優(yōu)先利用免費的太陽能為原則，盡可能減少電能的消耗。
[0048]本實用新型采用上述的技術方案后，太陽能集熱及熱水子系統(tǒng)集成了太陽能集熱和熱水供應功能，噴射制冷與熱泵子系統(tǒng)集成了太陽能噴射制冷、機械制冷、熱泵制熱以及熱水盤管供暖功能。
[0049]與普通太陽能噴射制冷系統(tǒng)與熱泵聯(lián)合系統(tǒng)以及復疊式系統(tǒng)相比，本實用新型采用了太陽能噴射制冷與空氣能熱泵共用同一循環(huán)回路的方式，減少了換熱器，結(jié)構(gòu)得到了簡化，功能多樣化，提高了裝置的緊湊型，避免了重復建設，降低設備閑置率；并且，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加簡單，控制更加方便，它包括采用四個三通換向閥和二個單向閥，極大程度地減少旁路電磁閥的數(shù)量，使系統(tǒng)更加簡單，控制接口也得到簡化。
[0050]本實用新型包括太陽能噴射制冷、機械制冷與熱泵制熱使用同一種制冷劑做工質(zhì)，共用第一換熱器，第二換熱器和送風機，另外減少了換熱環(huán)節(jié)，具有較高的熱性能。
[0051]本實用新型進行熱泵制熱時，發(fā)生器的噴射制冷側(cè)也充當蒸發(fā)器功能，將發(fā)生器的集熱系統(tǒng)側(cè)不足以直接供暖的熱水直接用于加熱熱泵循環(huán)中的蒸發(fā)部件，提高系統(tǒng)能效，同時通過調(diào)節(jié)閥對進入發(fā)生器和第一換熱器的制冷劑流量比例進行自動調(diào)節(jié)，將系統(tǒng)匹配到最佳狀態(tài)；發(fā)生器在熱泵制熱時可利用太陽能加熱系統(tǒng)蒸發(fā)部件，通過調(diào)節(jié)閥自動調(diào)節(jié)蒸發(fā)壓力，使系統(tǒng)達到最佳狀態(tài)。
[0052]本實用新型中的調(diào)節(jié)閥可以是蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥，導閥控制的伺服主閥、電磁閥或電子膨脹閥等，其選擇具有多樣性。
[0053]在太陽能輻射充足時，關閉熱泵系統(tǒng)，直接從蓄熱水箱和發(fā)生器的循環(huán)回路引用熱水至表冷器中的盤管，實現(xiàn)通風供暖，以優(yōu)先利用免費的太陽能為原則，盡可能減少電能的消耗。
[0054]本實用新型直接從蓄熱水箱引用熱水作為生活用熱水，使該裝置兼顧太陽能熱水器的用途，集成程度高，另外，減少了中間換熱設備，提高了傳熱效果。
[0055]本實用新型能夠?qū)崿F(xiàn)采暖、制冷和熱水三種功能，能夠根據(jù)不同的運行模式快速切換，并且全年全天候均可使用，在太陽能充足時，系統(tǒng)按噴射制冷或熱泵方式和太陽能熱水器的模式運行，在太陽能不足時，按壓縮制冷或熱泵方式和太陽能輔助的熱泵方式運行，在優(yōu)先使用免費太陽能的前提下，滿足全天候運行的需要，它包括太陽能充足時，采用太陽能噴射制冷或熱水盤管供暖；太陽能不充足時，采用機械制冷或熱泵制熱，此時太陽能產(chǎn)生的熱量在發(fā)生器內(nèi)對熱泵系統(tǒng)蒸發(fā)部件加熱，最大程度利用太陽能。
[0056]本實用新型的制冷模式有兩種:利用免費太陽能的太陽能噴射制冷和利用輔助制冷的機械制冷；制熱模式也有兩種:利用免費太陽能的熱水盤管制熱和部分利用免費太陽能的熱泵制熱。其中，太陽能噴射制冷與空氣能熱泵使用同一種制冷劑做工質(zhì)，減少了換熱器，結(jié)構(gòu)簡單，功能多樣化，提高裝置的緊湊型，避免了重復建設，制造成本低；直接采用蓄熱水箱熱水進行供暖，使系統(tǒng)熱力系數(shù)大為提高，最大程度利用太陽能。
[0057]本實用新型通過盡可能地共用設備管道，減少設備安裝空間以及成本，以及根據(jù)不同強度的太陽輻射將熱量運用在不同的場合，盡可能地將太陽能資源運用到制冷、制熱以及熱水供應中，節(jié)約能源效果明顯。其中，太陽能噴射制冷、機械制冷以及熱泵制熱均采用共用的換熱器以及管道，減少機組占地面積，設備閑置率以及成本效果明顯；不同模式的切換涉及了系統(tǒng)管路中的流路切換，通過采用三通換向閥和單向閥，大大減少電磁閥的數(shù)量，使系統(tǒng)更加簡單，控制更加穩(wěn)定；通過控制三通閥換向閥以及電磁閥的啟閉實現(xiàn)不同太陽能負荷下的系統(tǒng)切換，從而使不同的制冷制熱模式過程連續(xù)。
[0058]在熱泵循環(huán)中，將發(fā)生器作為蒸發(fā)器部件之一，一方面提高換熱系數(shù)，另一方面通過發(fā)生器將太陽能產(chǎn)生的熱量用于加熱蒸發(fā)器，提高機組能效，通過采用蒸發(fā)壓力調(diào)節(jié)閥、伺服閥或電子膨脹閥，根據(jù)蒸發(fā)壓力對進入發(fā)生器和第一換熱器的制冷劑流量比例進行自動調(diào)節(jié)，系統(tǒng)運行更加穩(wěn)定。
[0059]本實用新型在不同制冷制熱模式下，均采用共用的換熱器和系統(tǒng)管路，甚至發(fā)生器也可充當熱泵制熱時的蒸發(fā)器部件之一，故而能夠減少設備數(shù)量，降低設備閑置率，有效地減少設備體積和成本。
[0060]綜上所述，本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單合理、整機體積小、占地面積小、操作靈活、高效節(jié)能、適用范圍廣的特點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0061]圖1為本實用新型一實施例的原理圖。
[0062]圖2為本實用新型在制取熱水模式中的方案原理圖。
[0063]圖3為本實用新型在太陽能噴射制冷模式中的方案原理圖。
[0064]圖4為本實用新型在機械制冷模式中的方案原理圖。
[0065]圖5為本實用新型在熱水盤管制熱模式中的方案原理圖。
[0066]圖6為本實用新型在熱泵制熱模式中的方案原理圖。
[0067]圖中:I為太陽能集熱器，2為蓄熱水箱，3為發(fā)生器，4為第一換熱器，5為表冷器，6為第二換熱器，11為第一循環(huán)水泵，12為第二循環(huán)水泵，13為工質(zhì)泵，14為增壓器，21為壓縮機，22為四通換向閥，23為噴射器，24為送風機，31為第一三通換向閥，32為第二三通換向閥，33為第三三通換向閥,34為第四三通換向閥,35為第一電磁閥，36為第二電磁閥，37為第三電磁閥，41為調(diào)節(jié)閥，42為膨脹閥，43為進水閥，51為第一單向閥，52為第二單向閥，A為用戶進水側(cè)，B為用戶出水側(cè)。
【具體實施方式】
[0068]下面結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述。
[0069]參見圖1，本緊湊型太陽能噴射制冷與熱泵集成系統(tǒng)，包括太陽能集熱及熱水子系統(tǒng)和噴射制冷及熱泵子系統(tǒng)，其中，太陽能集熱及熱水子系統(tǒng)包括太陽能集熱器1、蓄熱水箱2、第一循環(huán)水泵11、第一三通換向閥31和進水閥43;其中，用戶進水側(cè)A與進水閥43的入口連接，進水閥43的出口分別與太陽能集熱器I的入口、第一循環(huán)水泵11的入口連接，太陽能集熱器I的出口與第一三通換向閥31的左端口連接，第一循環(huán)水泵11的出口與蓄熱水箱2的集熱系統(tǒng)側(cè)入口連接，蓄熱水箱2的集熱系統(tǒng)側(cè)出口與第一三通換向閥31的上端口連接，第一三通換向閥31的下端口與用戶出水側(cè)B連接。
[0070]所述噴射制冷及熱泵子系統(tǒng)包括第二循環(huán)水泵12、發(fā)生器3、第一電磁閥35、第二電磁閥36、第三電磁閥37、噴射器23、第一單向閥51、第二單向閥52、第一換熱器4、第二三通換向閥32、第三三通換向閥33、第四三通換向閥34、工質(zhì)泵13、膨脹閥42、表冷器5、第二換熱器6、增壓器14、調(diào)節(jié)閥41、壓縮機21和四通換向閥22 ;第二循環(huán)水泵12的出口與蓄熱水箱2的噴射制冷側(cè)入口連接，蓄熱水箱2的噴射制冷側(cè)出口與第二三通換向閥32的左端口連接，第二三通換向閥32的上端口與表冷器5的入口連接，第二三通換向閥32的下端口與發(fā)生器3的集熱系統(tǒng)側(cè)入口連接，發(fā)生器3的集熱系統(tǒng)側(cè)出口與第二循環(huán)水泵12的入口連接，表冷器5的出口與第三電磁閥37的入口連接，第三電磁閥37出口與第二循環(huán)水泵12的入口連接，發(fā)生器3的噴射系統(tǒng)側(cè)出口分別與第一電磁閥35的入口、第二電磁閥36的入口連接，第一電磁閥35的出口與噴射器23的高壓入口連接，噴射器23的出口與第一單向閥51的入口連接，第一單向閥51的出口、第二電磁閥36的出口、四通換向閥22的左端口、第一換熱器4的入口接在同一系統(tǒng)管上,第一換熱器4的出口分別與第三三通換向閥33的右端口、膨脹閥42的入口連接，第三三通換向閥33的上端口與調(diào)節(jié)閥41的入口連接，第三三通換向閥33的左端口與工質(zhì)泵13的入口連接，調(diào)節(jié)閥41的出口和工質(zhì)泵13的出口分別與發(fā)生器3的噴射系統(tǒng)側(cè)入口連接，膨脹閥42的出口與第二換熱器6的入口連接，第二換熱器6的出口與第四三通換向閥34的下端口連接，第四三通換向閥34的上端口與增壓器14的入口連接，增壓器14的出口與噴射器23的低壓入口連接，第四三通換向閥34的左端口與四通換向閥22的右端口連接，四通換向閥22的上端口與壓縮機21的入口連接，壓縮機21的出口與第二單向閥52的入口連接，第二單向閥52出口與四通換向閥22的下端口連接。
[0071]在本實施例中，第一換熱器4和第二換熱器5為普通換熱器或微通道換熱器。
[0072](一)在制取熱水模式下，參見圖2中的實線部分，本系統(tǒng)相當于太陽能熱水器的功能，用戶進水側(cè)A首先經(jīng)過進水閥43，此時第一三通換向閥31切換至上端口與下端口連通，左端口關閉，然后依次通過蓄熱水箱2、第一三通換向閥31和用戶出水側(cè)B，完成熱水供應過程。當不需要熱水時，第一三通換向閥31切換至左端口和上端口連通，進水閥43關閉，此時，系統(tǒng)形成閉式循環(huán)，水從蓄熱水箱2出發(fā)，經(jīng)過第一三通換向閥31，達到太陽能集熱器I進行加熱，然后通過水泵11回到蓄熱水箱2，完成加熱過程。
[0073](二)在噴射制冷模式下，參見圖3中的實線部分，第一三通換向閥31切換至左端口和上端口連通，進水閥43關閉，第二三通換向閥32切換至左端口和下端口連通，上端口關閉，第一電磁閥35開啟，第二電磁閥36關閉，第三電磁閥37關閉，第三三通換向閥33切換至左端口與右端口連通，上端口關閉，第四三通換向閥34切換至上端口與下端口連通，左端口關閉，四通閥22切換至制冷模式，左端口與下端口連通。
[0074]在集熱循環(huán)側(cè)，水從蓄熱水箱2出發(fā)，經(jīng)過第一三通換向閥31，達到太陽能集熱器I進行加熱，然后通過水泵11回到蓄熱水箱2，完成集熱循環(huán)過程，為噴射制冷積累熱量。同時，來自蓄熱水箱2的熱水經(jīng)過第二三通換向閥32加熱發(fā)生器3中的制冷劑后，經(jīng)過第二循環(huán)水泵12回到蓄熱水箱2，繼續(xù)從太陽能集熱器I中的熱水獲取熱量。[0075]在噴射制冷側(cè)，發(fā)生器3中的制冷劑液體被加熱后，高溫高壓的制冷劑蒸氣通過第一電磁閥35進入噴射器23，從噴嘴高速噴出形成低壓，將第二換熱器6中的蒸氣通過第四三通換向閥34和增壓器14吸入噴射器23。經(jīng)過在噴射器23中的混合和增壓后，混合氣體通過第一單向閥51進入第一換熱器4凝結(jié)，一部分冷凝液通過膨脹閥42進入第二換熱器6蒸發(fā)完成制冷負荷；另一部分經(jīng)過工質(zhì)泵13增壓后回到發(fā)生器3，完成噴射制冷循環(huán)。
[0076](三)在機械制冷模式下，參見圖4中的實線部分,第一電磁閥35、第二電磁閥36和第三電磁閥37均關閉，第四三通換向閥34切換至下端口和左端口連通，上端口關閉，四通換向閥22切換至制冷模式，即左端口和下端口連通，上端口和右端口連通。此時，集熱循環(huán)可獨立運行，供應熱水和蓄熱。
[0077]高溫高壓制冷劑氣體通過壓縮機21的出口、第二單向閥52、四通換向閥22后進入第一換熱器4內(nèi)進行凝結(jié)，凝結(jié)后得到的冷凝液通過膨脹閥42進入第二換熱器6蒸發(fā)完成制冷負荷，最后經(jīng)過四通換向閥22回到壓縮機21的入口。
[0078](四)在熱水盤管制熱模式下，參見圖5中的實線部分，第一三通換向閥31切換至左端口和上端口連通，進水閥43關閉，第二三通換向閥32切換至左端口和上端口連通，下端口關閉，第三電磁閥37開啟，
[0079]水從蓄熱水箱2出發(fā)，經(jīng)過第一三通換向閥31，達到太陽能集熱器I進行加熱，然后通過水泵11回到蓄熱水箱2，完成集熱循環(huán)過程，為噴射制冷積累熱量。同時，來自蓄熱水箱2的熱水經(jīng)過第二三通換向閥32進入表冷器5中完成制熱負荷后，經(jīng)過電磁閥37和第二循環(huán)水泵12回到蓄熱水箱2，繼續(xù)從太陽能集熱器I中的熱水獲取熱量。
[0080](五)在熱泵制熱模式下，參見圖6中的實線部分，第一電磁閥35和第三電磁閥37均關閉，第二電磁閥36開啟，第三三通換向閥33切換至上端口和右端口連通，左端口關閉，第四三通換向閥34切換至下端口和左端口連通，上端口關閉，四通換向閥22切換至制熱模式，即左端口和上端口連通，下端口和右端口連通。此時，集熱循環(huán)可獨立運行，為發(fā)生器3提供熱量以及蓄熱水箱2蓄熱。
[0081]高溫高壓制冷劑氣體通過壓縮機21出口、第二單向閥52和四通換向閥22進入第二換熱器6凝結(jié)，完成制熱負荷，凝結(jié)后得到的冷凝液通過膨脹閥42進入第二換熱器6和發(fā)生器3蒸發(fā)，此時，第二換熱器6和發(fā)生器3的流量由調(diào)節(jié)閥41來調(diào)節(jié)，最后制冷劑經(jīng)過四通換向閥22回到壓縮機21入口。
【權(quán)利要求】
1.一種緊湊型太陽能噴射制冷與熱泵集成系統(tǒng)，其特征是包括太陽能集熱及熱水子系統(tǒng)和噴射制冷及熱泵子系統(tǒng)，其中，太陽能集熱及熱水子系統(tǒng)包括太陽能集熱器(I)、蓄熱水箱(2)、第一循環(huán)水泵(11)、第一三通換向閥(31)和進水閥(43)； 用戶進水側(cè)(A)與進水閥(43)的入口連接，進水閥(43)的出口分別與太陽能集熱器(I)的入口、第一循環(huán)水泵(11)的入口連接， 太陽能集熱器(I)的出口與第一三通換向閥(31)的左端口連接， 第一循環(huán)水泵(11)的出口與蓄熱水箱(2)的集熱系統(tǒng)側(cè)入口連接， 蓄熱水箱(2)的集熱系統(tǒng)側(cè)出口與第一三通換向閥(31)的上端口連接， 第一三通換向閥(31)的下端口與用戶出水側(cè)(B)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緊湊型太陽能噴射制冷與熱泵集成系統(tǒng)，其特征是所述噴射制冷及熱泵子系統(tǒng)包括第二循環(huán)水泵(12)、發(fā)生器(3)、第一電磁閥(35)、第二電磁閥(36)、第三電磁閥(37)、噴射器(23)、第一單向閥(51)、第二單向閥(52)、第一換熱器(4)、第二三通換向閥(32)、第三三通換向閥(33)、第四三通換向閥(34)、工質(zhì)泵(13)、膨脹閥(42)、表冷器(5)、第二換熱器(6)、增壓器(14)、調(diào)節(jié)閥(41)、壓縮機(21)和四通換向閥(22)； 第二循環(huán)水泵(12) 的出口與蓄熱水箱(2)的噴射制冷側(cè)入口連接， 蓄熱水箱(2)的噴射制冷側(cè)出口與第二三通換向閥(32)的左端口連接， 第二三通換向閥(32)的上端口與表冷器(5)的入口連接， 第二三通換向閥(32)的下端口與發(fā)生器(3)的集熱系統(tǒng)側(cè)入口連接， 發(fā)生器(3)的集熱系統(tǒng)側(cè)出口與第二循環(huán)水泵(12)的入口連接， 表冷器(5)的出口與第三電磁閥(37)的入口連接， 第三電磁閥(37)出口與第二循環(huán)水泵(12)的入口連接， 發(fā)生器(3)的噴射系統(tǒng)側(cè)出口分別與第一電磁閥(35)的入口、第二電磁閥(36)的入口連接， 第一電磁閥(35)的出口與噴射器(23)的高壓入口連接， 噴射器(23)的出口與第一單向閥(51)的入口連接， 第一單向閥(51)的出口、第二電磁閥(36)的出口、四通換向閥(22)的左端口、第一換熱器(4)的入口接在同一系統(tǒng)管上， 第一換熱器(4)的出口分別與第三三通換向閥(33)的右端口、膨脹閥(42)的入口連接， 第三三通換向閥(33)的上端口與調(diào)節(jié)閥(41)的入口連接， 第三三通換向閥(33)的左端口與工質(zhì)泵(13)的入口連接， 調(diào)節(jié)閥(41)的出口和工質(zhì)泵(13)的出口分別與發(fā)生器(3)的噴射系統(tǒng)側(cè)入口連接， 膨脹閥(42)的出口與第二換熱器(6)的入口連接， 第二換熱器(6)的出口與第四三通換向閥(34)的下端口連接， 第四三通換向閥(34)的上端口與增壓器(14)的入口連接， 增壓器(14)的出口與噴射器(23)的低壓入口連接， 第四三通換向閥(34)的左端口與四通換向閥(22)的右端口連接， 四通換向閥(22)的上端口與壓縮機(21)的入口連接，壓縮機(21)的出口與第二單向閥(52)的入口連接， 第二單向閥(52)出口與四通換向閥(22)的下端口連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的緊湊型太陽能噴射制冷與熱泵集成系統(tǒng)，其特征是所述第一換熱器(4)和第二換熱器(5)為普通換熱器或微通道換熱器。
【文檔編號】F25B29/00GK203518322SQ201320491269
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年8月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月12日
【發(fā)明者】梁杰榮, 張學偉, 陳華, 林創(chuàng)輝 申請人:廣東申菱空調(diào)設備有限公司