專利名稱：適合低溫氣候的太陽(yáng)能-空氣源熱泵復(fù)合系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于可再生能源利用領(lǐng)域，涉及了太陽(yáng)能-空氣源熱泵復(fù)合系統(tǒng)，特別是涉及一種在寒冷地區(qū)利用太陽(yáng)能與空氣能實(shí)現(xiàn)制冷、供暖和制取生活熱水的熱泵復(fù)合系 統(tǒng)。
背景技術(shù)：
能源，在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，已成為全球關(guān)注的焦點(diǎn)。隨著我國(guó)建設(shè)節(jié)約型社會(huì) 的逐步深入，如何正確使用能源及合理開(kāi)發(fā)利用可再生能源已經(jīng)上升到關(guān)乎國(guó)家生存發(fā)展 的戰(zhàn)略高度。目前我國(guó)城鎮(zhèn)供暖雖然以集中管網(wǎng)供暖為主，但還大量存在采用小型電、煤、 油、氣鍋爐等多種方式進(jìn)行冬季供暖。存在著能源利用率低、供暖效果不佳、過(guò)熱供暖等問(wèn) 題，造成了大量能源浪費(fèi)和嚴(yán)重的環(huán)境污染。同時(shí)隨著人們生活水平的不斷提高，人們對(duì)生 活熱水的質(zhì)量要求也越來(lái)越高。因此具備節(jié)能和環(huán)保等優(yōu)越性的太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)逐漸受到 人們的青睞，眾多研究學(xué)者對(duì)太陽(yáng)能熱泵進(jìn)行了廣泛的研究并取得了一定的進(jìn)展，但就目 前的研究來(lái)看這些系統(tǒng)都存在缺陷，如供暖熱水和生活熱水共用同一水循環(huán)回路造成混合 污染，且在北方的應(yīng)用受低溫氣候的限制。太陽(yáng)能和空氣能都是巨大的可再生能源，若能研 制出一種利用太陽(yáng)能和空氣能且能廣泛應(yīng)用于北方寒冷地區(qū)的熱泵復(fù)合系統(tǒng)，在夏季不僅 可單獨(dú)制冷和制取生活熱水，還可在制冷同時(shí)兼制生活熱水；在冬季低溫氣候下向室內(nèi)提 供供暖所需熱量和生活熱水。那么此復(fù)合系統(tǒng)就能充分利用太陽(yáng)能和空氣能兩種可再生能 源，且具有功能多樣化，節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，而且可以在北方寒冷地區(qū)居室內(nèi)廣泛應(yīng)用。經(jīng)檢索發(fā)現(xiàn)2008年2月20日，周光輝等人公開(kāi)了名稱為空氣-太陽(yáng)能雙熱源同 步復(fù)合式熱泵裝置(200710054878.3)的專利；2008年6月11日，胡廣良等人公開(kāi)了名稱 為多功能太陽(yáng)能熱泵(申請(qǐng)?zhí)?00710032182.)的專利，分別對(duì)太陽(yáng)能熱泵進(jìn)行了廣泛而 深入的研究，實(shí)現(xiàn)了夏季制冷、制取熱水，冬季制熱的功能，但兩個(gè)專利所述的系統(tǒng)沒(méi)有考 慮在低溫氣候下應(yīng)用的情況，在寒冷地區(qū)冬季供暖時(shí)，存在著系統(tǒng)制熱量小，制熱效率低， 不能滿足寒冷地區(qū)供暖的需要的不足，不能在寒冷地區(qū)冬季大面積推廣應(yīng)用。再有專利 (200710054878. 3)中室內(nèi)末端為制冷劑流動(dòng)工質(zhì)的室內(nèi)換熱器，末端形式單一，導(dǎo)致其在 北方應(yīng)用受限；專利(200710032182.0)中生活熱水和供暖熱水共用同一水箱、同一水循環(huán) 回路造成混合污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種能在寒冷地區(qū)廣泛使用的冷暖浴一體的太陽(yáng)能_空氣 源熱泵復(fù)合系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，解決了上述系統(tǒng)中生活熱水和供暖熱水共用同一水循環(huán) 回路造成混合污染及在北方寒冷地區(qū)應(yīng)用受限等缺陷，并充分利用太陽(yáng)能和空氣能兩種可 再生能源，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能多樣化、裝置冷暖浴一體化。本發(fā)明技術(shù)方案如下本發(fā)明提供的寒冷地區(qū)冷暖浴一體的太陽(yáng)能_空氣源熱泵復(fù)合系統(tǒng)，包含由太陽(yáng)能能集熱器1 ；水泵2 ；水箱3 ；定壓罐4 ；電磁閥17、26 ；補(bǔ)水管口 27 ；生活熱水出水口 28及 連接管路構(gòu)成太陽(yáng)能循環(huán)單元，和由變頻壓縮機(jī)5 ；噴射增壓器6 ；四通電磁換向閥7 ；板式 換熱器8 ；室內(nèi)空氣換熱器9 ；室外空氣換熱器10 ；電子膨脹閥11、12、13 ；單向閥14、15、16 ； 電磁閥18、19、20、21、22、23、24、25 ；供暖熱水出水口 29 ；供暖熱水回水口 30及連接管路構(gòu) 成空氣源熱泵循環(huán)單元。
所述的適合低溫氣候的太陽(yáng)能-空氣源熱泵復(fù)合系統(tǒng)，其特征在于所述由太陽(yáng) 能循環(huán)單元中太陽(yáng)能集熱器(1)、水泵(2)、水箱(3)、定壓罐(4)、電磁閥(17、26)及連接管 路和空氣源熱泵循環(huán)單元中變頻壓縮機(jī)(5)、噴射增壓器(6)、四通電磁換向閥(7)、板式換 熱器(8)、電子膨脹閥(12、13)、單向閥(14)、電磁閥(18、20、23、24)及連接管路構(gòu)成太陽(yáng) 能_空氣源熱泵耦合噴射增壓供暖循環(huán)回路。所述的適合低溫氣候的太陽(yáng)能_空氣源熱泵復(fù)合系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)設(shè) 置噴射增壓器(6)，噴射增壓器(6) A端通過(guò)電磁閥(18)與水箱(3)相連，噴射增壓器(6) B端通過(guò)電磁閥(20)與室外空氣換熱器(10)相連，噴射增壓器(6)C端與四通電磁換向閥 (7)相連。所述的適合低溫氣候的太陽(yáng)能_空氣源熱泵復(fù)合系統(tǒng)，其特征在于所述太陽(yáng)能 循環(huán)單元中在太陽(yáng)能集熱器⑴和水箱(3)之間設(shè)置定壓罐(4)、電磁閥(17)和補(bǔ)水管口 (27)；在水泵⑵和水箱(3)之間設(shè)置電磁閥(26)和生活熱水出水口(28)。所述的適合低溫氣候的太陽(yáng)能-空氣源熱泵復(fù)合系統(tǒng)，其特征在于電子膨脹閥 (12)和單向閥(15)組成的兩向通路與電子膨脹閥(13)和單向閥(16)組成的兩向通路并 聯(lián)，構(gòu)成兩個(gè)獨(dú)立的可分別控制制冷劑流量的制冷劑通路。所述的適合低溫氣候的太陽(yáng)能-空氣源熱泵復(fù)合系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)供 暖熱水出水口(29)可連接風(fēng)機(jī)盤管、地?zé)釤崴P管或散熱器。本發(fā)明的效果和益處是該系統(tǒng)充分利用太陽(yáng)能和空氣能兩種可再生能源、合理 整合系統(tǒng)資源，在夏季不僅可單獨(dú)制冷和制取生活熱水，還可在制冷同時(shí)兼制生活熱水；在 冬季低溫氣候下利用噴射增壓器耦合太陽(yáng)能循環(huán)單元與空氣源熱泵循環(huán)單元，向室內(nèi)提供 供暖所需熱量和生活熱水，且在各種天氣條件下均能提供滿足用戶需要的生活熱水，實(shí)現(xiàn) 冷暖浴功能一體化，具有廣泛的應(yīng)用空間和節(jié)能環(huán)保意義。


附圖是適合低溫氣候的太陽(yáng)能_空氣源熱泵復(fù)合系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理示意圖。圖中1太陽(yáng)能集熱器、2水泵、3水箱、4定壓罐、5變頻壓縮機(jī)、6噴射增壓器、7四 通電磁換向閥、8板式換熱器、9室內(nèi)空氣換熱器、10室外空氣換熱器、11電子膨脹閥、12電 子膨脹閥、13電子膨脹閥、14單向閥、15單向閥、16單向閥、17電磁閥、18電磁閥、19電磁 閥、20電磁閥、21電磁閥、22電磁閥、23電磁閥、24電磁閥、25電磁閥、26補(bǔ)水管口、28生活 熱水出水口、29供暖熱水出水口、30供暖熱水回水口。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合技術(shù)方案和附圖，詳細(xì)敘述本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。太陽(yáng)能制生活熱水工作方式
太陽(yáng)能集熱器1的出水口與水箱3的進(jìn)水口連接，水箱3的出水口通過(guò)水泵2與 太陽(yáng)能集熱器1進(jìn)水口連接，補(bǔ)水管通過(guò)電磁閥17與水箱3連接，生活熱水出水管通過(guò)電 磁閥26與水箱3連接。補(bǔ)水時(shí)電磁閥17開(kāi)啟從補(bǔ)水口 27處向水箱補(bǔ)水，使用生活熱水時(shí) 電磁閥26開(kāi)啟生活熱水從生活熱水出水口 28處流出。夏季單獨(dú)制冷工作方式電磁閥21、22、25通電、電子膨脹閥11通電、四通電磁換向閥7不通電。變頻壓縮 機(jī)5排出的高溫高壓氣態(tài)制冷劑經(jīng)四通電磁換向閥7、電磁閥21流入室外空氣換熱器10， 經(jīng)室外空氣換熱冷卻，冷凝成過(guò)冷的高壓制冷劑經(jīng)過(guò)單向閥15、電子膨脹閥11節(jié)流降壓成 為低溫低壓液態(tài)和氣態(tài)混合制冷劑工質(zhì)，經(jīng)過(guò)電磁閥25進(jìn)入室內(nèi)空氣換熱器9與室外空氣 換熱后，低溫低壓的液態(tài)和氣態(tài)混合制冷劑工質(zhì)成為低溫低壓氣態(tài)制冷劑工質(zhì)經(jīng)過(guò)電磁閥 22、四通電磁換向閥7流入變頻壓縮機(jī)5。夏季制冷兼制生活熱水工作方式電磁閥19、22、25通電、電子膨脹閥11通電、四通電磁換向閥7不通電。變頻壓縮 機(jī)5排出的高溫高壓氣態(tài)制冷劑經(jīng)四通電磁換向閥7、電磁閥19流入水箱3，經(jīng)水換熱冷 卻，冷凝成過(guò)冷的高壓制冷劑經(jīng)過(guò)單向閥16、電子膨脹閥11節(jié)流降壓成為低溫低壓液態(tài)和 氣態(tài)混合制冷劑工質(zhì)，經(jīng)過(guò)電磁閥25進(jìn)入室內(nèi)空氣換熱器9與室內(nèi)空氣換熱后，低溫低壓 的液態(tài)和氣態(tài)混合制冷劑工質(zhì)成為低溫低壓氣態(tài)制冷劑工質(zhì)經(jīng)過(guò)電磁閥22、四通電磁換向 閥7流入變頻壓縮機(jī)5?？諝庠礋岜脝为?dú)供暖工作方式A.電磁閥21、23、24通電、電子膨脹閥12通電、四通電磁換向閥7通電。變頻壓縮 機(jī)5排出的高溫高壓氣態(tài)制冷劑經(jīng)四通電磁換向閥7、電磁閥23流入板式換熱器8，經(jīng)供暖 回水換熱冷卻，冷凝成過(guò)冷的高壓制冷劑經(jīng)過(guò)電磁閥24、單向閥14進(jìn)入電子膨脹閥12節(jié)流 降壓成為低溫低壓液態(tài)和氣態(tài)混合制冷劑工質(zhì)，進(jìn)入室外空氣換熱器10與室外空氣換熱 后，低溫低壓的液態(tài)和氣態(tài)混合制冷劑工質(zhì)成為低溫低壓氣態(tài)制冷劑工質(zhì)經(jīng)電磁閥21、四 通電磁換向閥7流入變頻壓縮機(jī)5。B.電磁閥21、22、25通電、電子膨脹閥12通電、四通電磁換向閥7通電。變頻壓 縮機(jī)5排出的高溫高壓氣態(tài)制冷劑經(jīng)四通電磁換向閥7、電磁閥22流入室內(nèi)空氣換熱器9， 經(jīng)室內(nèi)空氣換熱冷卻，冷凝成過(guò)冷的高壓制冷劑經(jīng)過(guò)電磁閥25、單向閥14進(jìn)入電子膨脹閥 12節(jié)流降壓成為低溫低壓液態(tài)和氣態(tài)混合制冷劑工質(zhì)，進(jìn)入室外空氣換熱器10與室外空 氣換熱后，低溫低壓的液態(tài)和氣態(tài)混合制冷劑工質(zhì)成為低溫低壓氣態(tài)制冷劑工質(zhì)經(jīng)電磁閥 21、四通電磁換向閥7流入變頻壓縮機(jī)5。太陽(yáng)能-空氣源熱泵耦合供暖工作方式A.電磁閥19、23、24通電、電子膨脹閥13通電、四通電磁換向閥7通電。變頻壓縮機(jī)5排出的高溫高壓氣態(tài)制冷劑經(jīng)四通電磁換向閥7、電磁閥23流入板式換熱器8，經(jīng)供暖 回水換熱冷卻，冷凝成過(guò)冷的高壓制冷劑經(jīng)過(guò)電磁閥24、單向閥14，進(jìn)入電子膨脹閥13節(jié) 流降壓成為低溫低壓液態(tài)和氣態(tài)混合制冷劑工質(zhì)，進(jìn)入水箱3與水箱中的水換熱后，低溫 低壓的液態(tài)和氣態(tài)混合制冷劑工質(zhì)成為低溫低壓氣態(tài)制冷劑工質(zhì)經(jīng)電磁閥19、四通電磁換 向閥7流入變頻壓縮機(jī)5。B.電磁閥19、22、25通電、電子膨脹閥13通電、四通電磁換向閥7通電。變頻壓縮機(jī)5排出的高溫高壓氣態(tài)制冷劑經(jīng)四通電磁換向閥7、電磁閥22流入室內(nèi)空氣換熱器9，經(jīng)室內(nèi)空氣換熱冷卻，冷凝成過(guò)冷的高壓制冷劑經(jīng)過(guò)電磁閥25、單向閥14，進(jìn)入電子膨脹閥 13節(jié)流降壓成為低溫低壓液態(tài)和氣態(tài)混合制冷劑工質(zhì)，進(jìn)入水箱3與水箱中的水換熱后， 低溫低壓的液態(tài)和氣態(tài)混合制冷劑工質(zhì)成為低溫低壓氣態(tài)制冷劑工質(zhì)經(jīng)電磁閥19、四通電 磁換向閥7流入變頻壓縮機(jī)5。太陽(yáng)能-空氣源熱泵耦合噴射增壓供暖工作方式A.電磁閥18、20、23、24通電，電子膨脹閥12、13通電、四通電磁換向閥7通電。變 頻壓縮機(jī)5排出的高溫高壓氣態(tài)制冷劑經(jīng)四通電磁換向閥7、電磁閥23流入板式換熱器8， 經(jīng)供暖回水換熱冷卻，冷凝成過(guò)冷的高壓制冷劑經(jīng)過(guò)電磁閥24、單向閥14后分成兩路，一 路進(jìn)入電子膨脹閥12節(jié)流降壓成為低溫低壓液態(tài)和氣態(tài)混合制冷劑工質(zhì)，進(jìn)入室外空氣 換熱器10與室外空氣換熱后，低溫低壓的液態(tài)和氣態(tài)混合制冷劑工質(zhì)成為低溫低壓氣態(tài) 制冷劑工質(zhì)經(jīng)電磁閥20進(jìn)入噴射增壓器6 ；另一路進(jìn)入電子膨脹閥13節(jié)流降壓成為低溫 低壓液態(tài)和氣態(tài)混合制冷劑工質(zhì)，進(jìn)入水箱3與水箱中的水換熱后，低溫低壓的液態(tài)和氣 態(tài)混合制冷劑工質(zhì)成為低溫低壓氣態(tài)制冷劑工質(zhì)經(jīng)電磁閥18進(jìn)入噴射增壓器和另一路低 溫低壓氣態(tài)制冷劑混合增壓后經(jīng)過(guò)四通電磁換向閥7流入變頻壓縮機(jī)5。B.電磁閥18、20、22、25通電，電子膨脹閥12、13通電、四通電磁換向閥7通電。變頻壓縮機(jī)5排出的高溫高壓氣態(tài)制冷劑經(jīng)四通電磁換向閥7、電磁閥23流入室內(nèi)空氣換熱 器9，經(jīng)室內(nèi)空氣換熱冷卻，冷凝成過(guò)冷的高壓制冷劑經(jīng)過(guò)電磁閥25、單向閥14后分成兩 路，一路進(jìn)入電子膨脹閥12節(jié)流降壓成為低溫低壓液態(tài)和氣態(tài)混合制冷劑工質(zhì)，進(jìn)入室外 空氣換熱器10與室外空氣換熱后，低溫低壓的液態(tài)和氣態(tài)混合制冷劑工質(zhì)成為低溫低壓 氣態(tài)制冷劑工質(zhì)經(jīng)電磁閥20進(jìn)入噴射增壓器6 ；另一路進(jìn)入電子膨脹閥13節(jié)流降壓成為 低溫低壓液態(tài)和氣態(tài)混合制冷劑工質(zhì)，進(jìn)入水箱3與水箱中的水換熱后，低溫低壓的液態(tài) 和氣態(tài)混合制冷劑工質(zhì)成為低溫低壓氣態(tài)制冷劑工質(zhì)經(jīng)電磁閥18進(jìn)入噴射增壓器和另一 路低溫低壓氣態(tài)制冷劑混合增壓后經(jīng)過(guò)四通電磁換向閥7流入變頻壓縮機(jī)5。
權(quán)利要求
一種適合低溫氣候的太陽(yáng)能-空氣源熱泵復(fù)合系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包含由太陽(yáng)能集熱器(1)、水泵(2)、水箱(3)、定壓罐(4)、電磁閥(17、26)、補(bǔ)水管口(27)、生活熱水出水口(28)及連接管路構(gòu)成太陽(yáng)能循環(huán)單元和由變頻壓縮機(jī)(5)、噴射增壓器(6)、四通電磁換向閥(7)、板式換熱器(8)、室內(nèi)空氣換熱器(9)、室外空氣換熱器(10)、電子膨脹閥(11、12、13)、單向閥(14、15、16)、電磁閥(18、19、20、21、22、23、24、25)、供暖熱水出水口(29)、供暖熱水回水口(30)及連接管路構(gòu)成空氣源熱泵循環(huán)單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適合低溫氣候的太陽(yáng)能-空氣源熱泵復(fù)合系統(tǒng)，其特征在于 所述由太陽(yáng)能循環(huán)單元中太陽(yáng)能集熱器(1)、水泵(2)、水箱(3)、定壓罐(4)、電磁閥(17、 26)及連接管路和空氣源熱泵循環(huán)單元中變頻壓縮機(jī)(5)、噴射增壓器(6)、四通電磁換向 閥(7)、板式換熱器(8)、電子膨脹閥(12、13)、單向閥(16)、電磁閥(18、20、23、24)及連接 管路構(gòu)成太陽(yáng)能_空氣源熱泵耦合噴射增壓供暖循環(huán)回路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適合低溫氣候的太陽(yáng)能-空氣源熱泵復(fù)合系統(tǒng)，其特征在于 所述系統(tǒng)設(shè)置噴射增壓器(6)，噴射增壓器(6) A端通過(guò)電磁閥(18)與水箱(3)相連，噴射 增壓器(6)B端通過(guò)電磁閥(20)與室外空氣換熱器(10)相連，噴射增壓器(6)C端與四通 電磁換向閥(7)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適合低溫氣候的太陽(yáng)能-空氣源熱泵復(fù)合系統(tǒng)，其特征在于 所述太陽(yáng)能循環(huán)單元中在太陽(yáng)能集熱器⑴和水箱⑶之間設(shè)置定壓罐(4)、電磁閥(17) 和補(bǔ)水管口(27)；在水泵⑵和水箱(3)之間設(shè)置電磁閥(26)和生活熱水出水口(28)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適合低溫氣候的太陽(yáng)能-空氣源熱泵復(fù)合系統(tǒng)，其特征在于 所述電子膨脹閥(12)和單向閥(15)組成的兩向通路與電子膨脹閥(13)和單向閥(16)組 成的兩向通路并聯(lián)，構(gòu)成兩個(gè)獨(dú)立的可分別控制制冷劑流量的制冷劑通路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適合低溫氣候的太陽(yáng)能-空氣源熱泵復(fù)合系統(tǒng)，其特征在于 所述系統(tǒng)供暖熱水出水口(29)可連接風(fēng)機(jī)盤管、地?zé)釤崴P管或散熱器。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種適合低溫氣候的太陽(yáng)能-空氣源熱泵復(fù)合系統(tǒng)，屬于可再生能源利用領(lǐng)域。該系統(tǒng)由太陽(yáng)能集熱器、變頻壓縮機(jī)、噴射增壓器、換熱器、四通電磁換向閥等部件通過(guò)管線連接組成。其特征在于系統(tǒng)中太陽(yáng)能循環(huán)單元和空氣源熱泵循環(huán)單元，通過(guò)控制四通電磁換向閥、電磁閥的開(kāi)啟，構(gòu)成制冷模式、供暖模式、生活熱水模式、制冷兼生活熱水運(yùn)行模式。本發(fā)明的效果和益處是該系統(tǒng)充分利用太陽(yáng)能和空氣能，在夏季不僅可單獨(dú)制冷和制取生活熱水，還可在制冷同時(shí)兼制生活熱水；在冬季低溫氣候下利用噴射增壓器耦合太陽(yáng)能循環(huán)單元與空氣源熱泵循環(huán)單元，向室內(nèi)提供供暖所需熱量和生活熱水，實(shí)現(xiàn)冷暖浴功能一體化，具有廣泛的應(yīng)用空間和節(jié)能環(huán)保意義。
文檔編號(hào)F24J2/00GK101839585SQ20091001082
公開(kāi)日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2009年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月20日
發(fā)明者初家君, 初家平, 吳啟任, 杜偉, 王樹(shù)剛, 蔣爽, 金旭 申請(qǐng)人:大連中星科技開(kāi)發(fā)有限公司