储热式平板太阳能空调热水一体机

摘要

本发明提供一种储热式平板太阳能空调热水一体机，涉及太阳能空调技术领域，主要由热能传动器、四通换向阀、一次油水分离器、室外换热器、室内换热器和二次油水分离器通过管路连接成一个封闭的循环回路，所述热能传动器的输出端经过四通换向阀连接一次油水分离器，所述一次油水分离器与室外换热器连接，室外换热器连接室内换热器，所述室外换热器与室内换热器之间还串联有过滤器、减压节流装置和高压截止阀，所述室内换热器经过低压截止阀、四通换向阀与二次油水分离器连接，二次油水分离器连接热能传动器的输入端；连接热能传动器与四通换向阀的管路上设置有同心环换热器。本发明提供的储热式平板太阳能空调热水一体机，结构设计合理，可充分利用太阳能源，制冷、制热效率高，同时能够提供热水。

权利要求

1.一种储热式平板太阳能空调热水一体机，其特征在于：主要由热能传动器、四通换向阀、一次油水分离器、室外换热器、室内换热器和二次油水分离器通过管路连接成一个封闭的循环回路，所述热能传动器的输出端经过四通换向阀连接一次油水分离器，所述一次油水分离器与室外换热器连接，室外换热器连接室内换热器，所述室外换热器与室内换热器之间还串联有过滤器、减压节流装置和高压截止阀，所述室内换热器经过低压截止阀、四通换向阀与二次油水分离器连接，二次油水分离器连接热能传动器的输入端；连接热能传动器与四通换向阀的管路上设置有同心环换热器；

所述一次油水分离器的两端并联有平板太阳能储热系统，该平板太阳能储热系统主要由平板太阳能和储热式常压水箱构成，所述储热式常压水箱通过循环水管连接平板太阳能，所述平板太阳能设置有高温换热器，高温换热器的一端依次串接截止阀、单向阀后连接一次油水分离器的排液端，所述高温换热器的另一端依次串接截止阀、单向阀后连接一次油水分离器的进气端；

所述储热式常压水箱包括常压水箱体，所述常压水箱体内设置有热交换吸热管和热交换放热管，所述热交换吸热管设置在热交换放热管上方，所述热交换放热管连接平板太阳能，所述热交换吸热管的进水管连接自来水，所述热交换吸热管的出水管为热水供应端。

2.根据权利要求1所述的储热式平板太阳能空调热水一体机，其特征在于：所述室外换热器内部设置有蛇形盘管，蛇形盘管外壁上设置有翅片，所述室外换热器还设置有雾化喷嘴和风机，所述雾化喷嘴连接冷凝水雾化装置。

3.根据权利要求2所述的储热式平板太阳能空调热水一体机，其特征在于：所述冷凝水雾化装置通过冷凝水冷却管连接同心环换热器。

4.根据权利要求1所述的储热式平板太阳能空调热水一体机，其特征在于：所述室内换热器内设置有低温冷凝水储存器，低温冷凝水储存器通过冷凝水导管连接同心环换热器。

说明书

储热式平板太阳能空调热水一体机

技术领域：

[0001] 本发明涉及太阳能源利用技术领域，以及空调技术领域，尤其涉及一种储热式平板太阳能空调热水一体机。背景技术：

[0002] 进入21世纪，石化能源的短缺和煤炭资源的匮乏，同时又造成了电力资源的紧张，而遍及各地的火力发电排放、汽车尾气排放及工业污染这三大排放又促使空气环境的急剧恶化，并已严重的威胁着国家能源的安全和国民赖以生存的空气环境质量。这种状况已到了非解决不可的地步。

[0003] 所以充分利用可再生的太阳能源，并将其转化成洁净环保的新能源，已成为全体国民的当务之急。但实际情况并不乐观，太阳能源的利用现状，虽有一定的起色却成效渺茫。

[0004] 现有空调普遍存在耗电量大，制冷制热效果受环境温度影响大等缺陷，当环境温度升高时，冷凝温度升高，压缩机长时间处于高温高压工作状态，耗电量大，压缩机容易出现高温保护，压缩机使用寿命缩短，制冷效果差。当环境温度较低时，制冷剂不能够从空气中吸收足够的热量，从而使得制热能力大大下降，出现制热效果不好的情况，启动电加热又增加了耗电量。制冷时产生的冷凝水没有得到充分利用。发明内容：

[0005] 本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，进一步提出一种储热式平板太阳能空调热水一体机。

[0006] 本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现。

[0007] 一种储热式平板太阳能空调热水一体机，其特征在于：主要由热能传动器、四通换向阀、一次油水分离器、室外换热器、室内换热器和二次油水分离器通过管路连接成一个封闭的循环回路，所述热能传动器的输出端经过四通换向阀连接一次油水分离器，所述一次油水分离器与室外换热器连接，室外换热器连接室内换热器，所述室外换热器与室内换热器之间还串联有过滤器、减压节流装置和高压截止阀，所述室内换热器经过低压截止阀、四通换向阀与二次油水分离器连接，二次油水分离器连接热能传动器的输入端；连接热能传动器与四通换向阀的管路上设置有同心环换热器；

[0008] 所述一次油水分离器的两端并联有平板太阳能储热系统，该平板太阳能储热系统主要由平板太阳能和储热式常压水箱构成，所述储热式常压水箱通过循环水管连接平板太阳能，所述平板太阳能设置有高温换热器，高温换热器的一端依次串接截止阀、单向阀后连接一次油水分离器的排液端，所述高温换热器的另一端依次串接截止阀、单向阀后连接一次油水分离器的进气端。

[0009] 所述室外换热器内部设置有蛇形盘管，蛇形盘管外壁上设置有翅片，所述室外换热器还设置有雾化喷嘴和风机，所述雾化喷嘴连接冷凝水雾化装置。

[0010] 所述冷凝水雾化装置通过冷凝水冷却管连接同心环换热器。

[0011] 所述储热式常压水箱包括常压水箱体，所述常压水箱体内设置有热交换吸热管和热交换放热管，所述热交换吸热管设置在热交换放热管上方，所述热交换放热管连接平板太阳能，所述热交换吸热管的进水管连接自来水，所述热交换吸热管的出水管为热水供应端。

[0012] 所述室内换热器内设置有低温冷凝水储存器，低温冷凝水储存器通过冷凝水导管连接同心环换热器。

[0013] 本发明的有益效果为：

[0014] 本发明提供的储热式平板太阳能空调热水一体机，结构设计合理，可充分利用太阳能源，制冷、制热效率高，同时能够提供热水。制冷时，充分利用蒸发器产生的低温冷凝水对高温高压的过热冷媒进行一次冷却换热和二次雾化蒸发冷却降温，利用雾化后的冷凝水进行对冷凝器喷淋，达到了减少耗电量，增加制冷量，减少热能传动器高温保护的机率，延长热能传动器使用寿命。同时，热能传动器产生的高温高压的气体在太阳能平板集热器高温换热器中受热体积膨胀，产生膨胀压力，增加了冷凝器中的压力，加快了冷凝过程，缩短冷凝时间，从而减少耗电量达到节能的目的。制热时，没有完全气化的冷媒，进入太阳能高温换热器产生剧烈的气化吸热反应，为制热过程提供大量热量，把太阳能的热能传动到室内，大大提高了空调的制热能力，减少了启动电辅加热的次数，提高了能效比，达到节能的目的。同时，克服了普通空调，因为环境温度低，吸热不足而造成制热效果不好，频繁启动电加热，增加耗电量的缺点。采用了高效平板太阳能集热器和常压储能水箱，高效集热，光热转换效率高，常压储热水箱克服了跑、冒、滴、漏等承压水箱所固有的技术缺陷。附图说明：

[0015] 图1为本发明的制冷过程示意图；

[0016] 图2为本发明的制热过程示意图。具体实施方式：

[0017] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示和实施例，进一步阐述本发明。

[0018] 如图1所示，一种储热式平板太阳能空调热水一体机，制冷工作原理：

[0019] 其中，1热能传动器、2四通换向阀、3单向阀A、4单向阀B、5一次气液分离器、6室外交换器、7过滤器、8减压节流装置、9高压截止阀、10室内交换器、11低压截止阀、12二次气液分离器、13低温冷凝水储存器、14冷凝水导管、15同心环换热器、16冷凝水冷却管、17冷凝水雾化装置、18雾化喷嘴、19平板太阳能、20高温换热器、22储热式常压水箱。

[0020] 热能传动器采用压缩及热膨胀原理，将低温低压的冷媒气体，在热能传动器1的推动作用下，变成高温高压的气体，经过四通换向阀2后到达单向阀A 3和一次气液分离器5后再进入单向阀B 4，此时冷媒气体处于高温高压状态，导致单向阀A 3暂时关闭，单向阀B 4打开，高温高压的冷媒气体分成两路，一路经过一次气液分离器5进入室外交换器6，(制冷过程中，室外交换器6作为冷凝器使用)，另一路经过截止阀进入平板太阳能19，在高温换热器20中，原本高温高压的冷媒气体，在太阳能的高温作用下压力升高，经过单向阀A 3和一次气液分离器5后进入室外交换器6(冷凝器)。对室外交换器6中的高温高压冷媒气体进行二次加压，使得室外交换器6(冷凝器)中冷媒气体压力升高，在风机作用下，高温高压过热气体逐渐变成高压常温液体。在过滤器7和减压节流装置8的作用下，进入室内交换器10(蒸发器)，在室内交换器10(蒸发器)中，液态冷媒气化吸热，由高压液态变成低温低压的气态。低温低压气体经过低压截止阀11、四通换向阀2和二次气液分离器12进入热能传动器1，完成一个制冷循环。同时蒸发器产生大量冷凝水。冷凝水储存在低温冷凝水储存器13中。随着冷凝水量的不断增加，在冷凝水雾化装置17的作用下，低温的冷凝水经冷凝水导管14进入同心环换热器15中，对热能传动器1排出的高温冷媒气体进行一次降温，在同心环换热器15中，高温高压的冷媒气体与低温的冷凝水进行换热，从而使冷媒气体温度降低，冷凝水温度随之升高。在冷凝水冷却管16中，升温的冷凝水与空气接触温度降低。最后进入冷凝水雾化装置17中，在其作用下，经过雾化喷嘴18产生大量水雾，水雾在风机作用下均匀附着在蛇形盘管的翅片上，迅速吸收翅片热量而蒸发，带走大量热量。使得室外交换器6(冷凝器)由单一的风冷，变成风冷和冷凝水水雾蒸发冷却两种形式。

[0021] 如图2所示，一种储热式平板太阳能空调热水一体机，制热工作原理：

[0022] 其中，1热能传动器、2四通换向阀、3单向阀A、4单向阀B、5一次气液分离器、6室外交换器、7过滤器、8减压节流装置、9高压截止阀、10室内交换器、11低压截止阀、12二次气液分离器、13低温冷凝水储存器、14冷凝水导管、15同心环换热器、16冷凝水冷却管、17冷凝水雾化装置、18雾化喷嘴、19平板太阳能、20高温换热器、22储热式常压水箱。

[0023] 制热运行时，低温低压冷媒气体在热能传动器1的作用下，变成高温高压的过热气体，经过四通换向阀2后进入室内交换器10(制热时为冷凝器)，换热后变成高压低温的液态状。高压低温液态冷媒，经减压节流装置8后进入室外交换器6(制热时为蒸发器)进行换热，由液态状变成低温低压的气液混合状态状，而后进入一次气液分离器5。在一次气液分离器5中，气态状冷媒向上运动经过四通换向阀2后进入二次气液分离器12，最后到热能传动器
1，完成制热循环。在一次气液分离器5中，液态状冷媒，在重力作用下，经过单向阀B 4进入太阳能高温换热器20，在太阳能高温换热器20中，液态冷媒全部迅速气化吸收大量热能后变成气态状。而后通过单向阀A 3、四通换向阀2进入二次气液分离器12，回到热能传动器1进入下一个制热循环。

[0024] 制热水原理：

[0025] 平板太阳能内产生的热量通过热交换放热管将常压水箱内的水加热，常压水箱内的水升温后，将热交换吸热管内的水加热，从而向外输出热水。同时，太阳能空调制冷运行时，高温高压的冷媒气体进入到平板太阳能的高温换热区，阴雨天时，高温高压的冷媒气体就会对平板太阳能内的储热介质进行反加热，从而保证阴雨天能够产生足够的热水。

[0026] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。