[發明專利]太陽能－空氣源蓄能型溶液熱泵裝置

有效

• 申請號: 200810020380.X
• 申請日: 2008-03-04
• 公開（公告）號: CN101236028A
• 公開（公告）日: 2008-08-06
• 發明（設計）人: 梁彩華;張小松;梅奎
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: F25B13/00
• 分類號: F25B13/00;F25B30/06
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 葉連生

技術領域

本發明涉及一種具有蓄能功能的太陽能、空氣復合熱源的溶液型熱泵裝置及其制冷制熱方法，屬于太陽能、制冷空調系統設計制造技術領域。

背景技術

自上世紀90年代中期以來我國由能源出口國完全轉變為能源進口大國，能源形勢非常嚴峻。隨著大中型中央空調的廣泛應用，空調逐步成為建筑耗能的大戶，在能源問題日益突出的今天，太陽能等可再生能源的應用變得尤為重要和迫切，而發展太陽能等可再生能源和將太陽能可再生能源引入中央空調系統成為緩解我國能源緊張狀況的一個重要途徑，同時也是我國實施可持續發展的重要內容。

現有建筑中央空調系統夏季制冷大多是采取水冷冷水機組，冬季采取鍋爐供熱方案，供冷和供熱需要兩套裝置，使得中央空調系統初投資增大，同時夏季鍋爐的停止工作和冬季水冷冷水機組的停用都造成大量設備閑置。

建筑中央空調系統供冷供熱也可采取空氣源熱泵方案，空氣源熱泵在夏季依靠空氣冷卻制取冷水，冬季從空氣中吸取熱量制取熱水。但空氣源熱泵夏季制冷COP遠小于水冷冷水機組，同時空氣源熱泵在冬季制熱運行時，存在機組蒸發器表面結霜的問題，機組需要按時除霜，導致熱泵系統制熱效率降低和制熱時間減少，同時熱泵系統可靠性和壽命降低。

因此，在中央空調系統中如何充分利用太陽能等可再生能源，解決水冷冷水機組冬季設備閑置浪費，空氣源熱泵夏季制冷COP較低(與水冷冷水機組比)，冬季運行存在結霜現象等問題，成為本領域技術人員迫切需要解決的技術難題。

發明內容

技術問題：本發明的目的是實現將太陽能可再生能源引入空調系統并實現蓄能，解決冬季水冷冷水機組閑置，空氣源熱泵夏季COP較低(與水冷冷水機組比)，冬季運行存在結霜現象等問題，提出一種新型的基于夏季水冷制冷、冬季借助溶液從空氣中吸熱并充分利用太陽能的具有蓄能功能的太陽能-空氣源蓄能型溶液熱泵制冷制熱裝置。

技術方案：本發明太陽能/空氣源蓄能型溶液熱泵系統由三部分組成：制冷劑循環回路、溶液循環回路和空氣流通回路。制冷劑循環回路包括壓縮機、四通閥、第一換熱器、四個單向閥、儲液器、過濾器、電子膨脹閥、第二換熱器、氣液分離器及其連接管道。其中壓縮機的輸出端接四通閥第一輸入端，四通閥第一輸出端接第一換熱器第一輸入端，第一換熱器第一輸出端通過第一單向閥接儲液器的輸入端，同時第一換熱器第一輸出端也通過第一單向閥、第二單向閥接第二換熱器的第一輸入端，儲液器的輸出端通過過濾器接電子膨脹閥的輸入端，電子膨脹閥輸出端通過第四單向閥接第二換熱器的第一輸入端，同時電子膨脹閥的輸出端還通過第三單向閥接第一換熱器第一輸出端，第二換熱器的第一輸出端接四通閥的第二輸入端，四通閥的第二輸出端接氣液分離器的輸入端，而氣液分離器的輸出端接壓縮機的輸入端；溶液循環回路包括兩部分：第一溶液回路和第二溶液回路。第一溶液回路由冷卻塔、稀溶液儲液器、三個電磁閥、第一變頻泵、第二換熱器及其相關連接管道組成；第二溶液回路由太陽能集熱器、溶液再生器、濃溶液儲液器、溶液控制閥、第二變頻泵、第四電磁閥和稀溶液儲液器及其相關連接管道組成。第一溶液回路中，冷卻塔出口分成兩路，一路通過第一電磁閥接稀溶液儲液器第一輸入端，稀溶液儲液器的第一輸出端通過第三電磁閥接第一變頻泵的入口，另外一路通過第二電磁閥也接第一變頻泵的入口，第一變頻泵出口接第二換熱器第二輸入端，第二換熱器的第二輸出端與冷卻塔的輸入端相連。第二溶液回路中，稀溶液儲液器第二輸出端經過第四電磁閥后接第二變頻泵輸入端，第二變頻泵的輸出端接太陽能集熱器的輸入端，太陽能集熱器輸出端接溶液再生器溶液輸入端，溶液再生器的溶液輸出端接濃溶液儲液器輸入端，濃溶液儲液器輸出端接溶液控制閥，經過溶液控制閥后，接稀溶液儲液器的第二輸入端，從而構成一個回路。空氣流通回路包括冷卻塔、兩個電動風閥、溶液再生器及其相關連接風道。空氣流通回路中，冷卻塔的空氣出口接第一電動風閥，直接通大氣，同時冷卻塔還通過第二電動風閥接溶液再生器的空氣輸入端。

本發明太陽能/空氣源蓄能型溶液熱泵包括三個回路：制冷劑循環回路和溶液循壞回路和空氣流通回路。本發明的具體方法是：