[發明專利]直膨式太陽能熱泵系統壓縮機回氣溫度控制裝置及方法

有效

• 申請號: 201410709491.7
• 申請日: 2014-12-01
• 公開（公告）號: CN104501451B
• 公開（公告）日: 2016-11-30
• 發明（設計）人: 蔣綠林;姜欽青
• 申請（專利權）人: 常州?？ㄌ柲軣岜糜邢薰?/a>
• 主分類號: F25B27/00
• 分類號: F25B27/00;F25B49/02
• 代理公司: 蘇州廣正知識產權代理有限公司 32234
• 代理人: 劉述生

技術領域

本發明涉及太陽能熱泵技術領域，特別是涉及一種直膨式太陽能熱泵系統壓縮機回氣溫度控制裝置及方法。

背景技術

太陽能作為地球上分布最廣泛的可再生能源，越來越成為相關學者和技術人員的關注熱點。直膨式太陽能熱泵是將太陽能集熱器兼做熱泵蒸發器，制冷工質直接在集熱器中吸收太陽能和周圍環境中的熱量，然后通過熱泵循環將冷凝熱量傳遞給被加熱的物質，太陽能集熱蒸發器內蒸發換熱均勻充分，整個集熱板芯表面溫度均勻，大大降低了表面熱遷移損失，同時汽液相變換熱是對流換熱的幾十倍。

直膨式太陽能熱泵系統與非直膨式太陽能熱泵系統相比，具有以下特點：

一、直膨式太陽能熱泵系統的太陽能集熱器板芯溫度較非直膨式太陽能熱泵系統低，因此前者太陽能集熱器的集熱效率高于后者；

二、直膨式太陽能熱泵系統節省了非直膨式太陽能熱泵系統中集熱循環與熱泵循環之間的換熱溫差，制冷劑直接在太陽能集熱器內蒸發吸熱，所以前者的熱泵蒸發溫度高于后者，前者的熱泵能效比也隨之提高。

上述優勢使得直膨式太陽能熱泵系統成為太陽能熱利用領域的熱點，近年來公開和授權了一些相關專利：

發明專利《一種帶有復合拋物面聚光器的直膨式太陽能熱泵》（申請號：200810233401.6；公開號：CN101363668A）公開了在平板型太陽能集熱裸板上加裝復合拋物面型反光面增加太陽能集熱板的板溫來加熱流經其中的制冷劑，在熱泵循環下，循環制冷劑不斷的把被復合拋物面匯集起來的太陽輻照熱量用于加熱水，以此方法來提高太陽能熱泵的能效比；

發明專利《一種直膨式太陽能熱泵熱水系統》（申請號：201210157307.3；公開號：CN102645044A）公開了一種裸板式集熱器和帶有玻璃蓋板并聯的直膨式太陽能熱泵熱水體統，冬季時，單獨運行帶有玻璃蓋板的集熱器，熱量不足時，帶有玻璃蓋板和裸板式集熱器同時運行，在太陽輻照強度較大時，單獨運行裸板式集熱器；

發明專利《直膨式太陽能熱泵熱水器》（申請號：01126634.1；授權號：CN1125299C）和發明專利《直膨式太陽能熱泵供暖系統》（申請號：201310112971.0；公開號：CN104061619A）均采用太陽能集熱器兼做熱泵蒸發器，太陽能集熱蒸發器出來的制冷劑直接進入壓縮機，結構簡單，加熱效果好且效率高。

以上四個相關發明專利在合適的太陽輻照強度下，熱泵系統的能效比確實很高,但是它們共同存在一個致命的缺陷，當太陽輻照強度較大時，太陽能集熱蒸發器內的溫度很高，此時的蒸發溫度和過熱度也很高，即壓縮機的回氣溫度很高，當回氣溫度超過壓縮機回氣溫度的極限值時，壓縮機很容易被燒壞。直膨式太陽能熱泵系統由于上述缺陷，導致其壓縮機容易被燒壞，使用壽命大幅縮短，壓縮機故障率高，極大的限制了直膨式太陽能熱泵系統的應用。

因此，有必要提供一種直膨式太陽能熱泵系統壓縮機回氣溫度控制裝置及控制方法，能有效控制系統的蒸發溫度和回氣溫度，保證壓縮機在太陽輻照強度較大的天氣狀況下不被燒壞而且能正常運行，增長壓縮機的使用壽命。

發明內容

本發明主要解決的技術問題是提供一種直膨式太陽能熱泵系統壓縮機回氣溫度控制裝置及方法，能夠實現直膨式太陽能熱泵系統的蒸發溫度和回氣溫度的有效控制，在太陽輻照強度較大時，能控制蒸發溫度不超過壓縮機的蒸發溫度極限值，并且還能控制回氣溫度不超過壓縮機的回氣溫度極限值，保證壓縮機一直處在允許工況范圍內正常運行，增長壓縮機使用壽命，減少壓縮機故障率。

為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是：提供一種直膨式太陽能熱泵系統壓縮機回氣溫度控制裝置，包括：直膨式太陽能熱泵單元和回氣溫度控制單元，所述回氣溫度控制單元連接在直膨式太陽能熱泵單元上，

所述直膨式太陽能熱泵單元包括太陽能集熱蒸發器、壓縮機、冷凝器、第一電子膨脹閥、第一控制器、第一溫度傳感器和第一壓力變送器，所述太陽能集熱蒸發器的出口與壓縮機的吸氣口連接，壓縮機的排氣口與冷凝器的一端連接，冷凝器的另一端與第一電子膨脹閥連接，第一電子膨脹閥的另一端與太陽能集熱蒸發器的入口連接，形成太陽能熱泵閉路循環，

所述第一壓力變送器安裝在太陽能集熱蒸發器出口與壓縮機吸氣口之間，所述第一溫度傳感器固定在太陽能集熱蒸發器出口與第一壓力變送器之間，第一壓力變送器與第一控制器連接，第一溫度傳感器與第一控制器連接，第一控制器還與第一電子膨脹閥連接；