[發明專利]一種直膨式多功能太陽能輔助熱泵系統

無效

• 申請號: 200910099401.6
• 申請日: 2009-06-11
• 公開（公告）號: CN101571329A
• 公開（公告）日: 2009-11-04
• 發明（設計）人: 王勤;梁國峰;陳光明;陳曦;徐英杰
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: F25B13/00
• 分類號: F25B13/00;F25B29/00;F25B27/00;F25B41/06;F25B41/04;F24J2/04;F24H4/04;F25B47/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 張法高

技術領域

本發明屬于熱泵型空調、熱泵熱水器以及太陽能利用領域，尤其涉及一種直膨式多功能太陽能輔助熱泵系統。

背景技術

20世紀70年代爆發的全球性的能源危機促進了太陽能熱泵發展。太陽能輔助式熱泵是太陽能與熱泵技術的結合的一種有效途徑，它以太陽能為熱泵蒸發器側的補充熱量，通過提高蒸發溫度來實現更高效的供熱。太陽能輔助式熱泵又分為間接膨脹式(簡稱間膨式)和直接膨脹式(簡稱直膨式)兩種。早期的太陽能輔助式熱泵以間膨式為主，通過水或其他載冷劑來連接太陽能集熱器和熱泵。后來發展起來的直膨式太陽能輔助熱泵是將熱泵室外換熱器和集熱器整合為一體，制冷劑直接在集熱器中蒸發吸熱，不但可以直接吸收太陽能，而且可以在沒有太陽能的時候直接吸收集熱器周圍的空氣能。因此，系統結構大為簡化，對于單獨采暖的系統比較適用。

隨著人們生活水平的提高，能夠實現室內制熱、室內制冷和制取生活熱水的直膨式多功能熱泵越來越受到歡迎。因此，為了實現良好的夏季室內制冷，一般通過配置第二個室外換熱器與集熱器并聯，在制冷季節作冷凝器。為了滿足現代舒適生活的需要制取生活熱水，還需要配置水箱及其換熱器。現有的直膨式多功能太陽能輔助熱泵有三種方式，第一種是將水箱及其換熱器與室內機串聯，其缺點是制冷季節無法實現熱泵制熱水功能，不能有效地熱泵的節能潛力。第二種是將水箱及其換熱器與室內機并聯，其缺點也是制冷季節無法實現熱泵制熱水功能。第三種是將水箱及其換熱器串聯于壓縮機和四通閥之間，其缺點是在采暖季節無法利用水箱中的熱水用于輔助除霜，影響室內制熱的舒適性。

本發明通過一種帶高壓儲液桶的新橋路模塊，采用四個節流元件分別與系統的四個換熱器一一對應進行連接，僅用五個電動閥門即可實現八種功能模式，大幅降低了成本，降低了控制難度，提高了運行的可靠性。特別適用于太陽能資源豐富，同時需要冷暖空調和熱水供應的場合。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種直膨式多功能太陽能輔助熱泵系統。

直膨式多功能太陽能輔助熱泵系統為：壓縮機1高壓出口與四通換向閥第一端口相連，四通換向閥第二端口與第一三通閥的第一端口相連，四通換向閥的第三端口經汽液分離器與壓縮機低壓進口相連，四通換向閥的第四端口與第二三通閥的第一端口相連；第一三通閥的第二端口分別與第一截止閥的第一端口和第二截止閥的第一端口相連，第一三通閥的第三端口與室內換熱器的第一端口相連；室內換熱器的第二端口分別與第一單向截止閥的第二端口和第一節流元件的第一端口相連；第一單向截止閥的第一端口分別與第二單向截止閥的第一端口、高壓儲液罐的第一端口、第三單向截止閥的第一端口和第四單向截止閥的第一端口相連；第一節流元件的第二端口分別與第二節流元件的第二端口、干燥過濾器出口、第三節流元件的第二端口和第四節流元件的第二端口相連；第二單向截止閥的第二端口分別與帶換熱盤管水箱的第二端口和第二節流元件的第一端口相連；高壓儲液罐的第二端口與干燥過濾器的進口相連；第三單向截止閥的第二端口分別與第三節流元件的第一端口和直膨式集熱器的第二端口相連；第四單向截止閥的第二端口分別與室外換熱器的第一端口和第四節流元件的第一端口相連；第一截止閥的第二端口與帶換熱盤管水箱的第一端口相連；第二截止閥的第二端口分別與第三截止閥的第一端口和第二三通閥的第三端口相連；第三截止閥的第二端口與直膨式集熱器的第一端口相連；第二三通閥的第二端口與室外換熱器的第二端口相連。

所述的第一節流元件、第二節流元件、第三節流元件或第四節流元件是手動節流閥、自動節流閥或毛細管。第一單向截止閥、第二單向截止閥、第三單向截止閥或第四單向截止閥是手動截止閥或自動截止閥。第一單向截止閥、第二單向截止閥、第三單向截止閥或第四單向截止閥可由雙向截止閥代替。第一截止閥、第二截止閥或第三截止閥是雙向截止閥。第一三通閥或第二三通閥可由兩個雙向截止閥代替。室內換熱器或室外換熱器是風冷換熱器或水冷換熱器。帶換熱盤管水箱是內部裝有換熱器的密閉承壓保溫容器。帶換熱盤管水箱內換熱盤管為光管沉浸式換熱器或套片管沉浸式換熱器。直膨式集熱器是制冷劑在其中直接蒸發，其外表涂有吸收太陽能涂層的太陽能集熱器。

本發明與現有技術相比具有的有益效果：

1)節能性。本發明制取熱水平均效率能達到300％左右，遠高于普通電加熱和燃氣熱水器效率。本發明能夠有效利用太陽能作為制冷劑蒸發能量，大大地提高系統在冬季運行的COP值，彌補普通空調冬季運行存在COP很低的缺點。

2)實用性。本發明將空調和熱水器一體化設計，實現了多種使用功能。