CN102914012A

CN102914012A - 一种太阳能与水冷风冷空调机组复合的冷暖生活热水一体机组

Info

Publication number: CN102914012A
Application number: CN2012104706908A
Authority: CN
Inventors: 巢民强
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-11-20
Filing date: 2012-11-20
Publication date: 2013-02-06

Abstract

一种太阳能与水冷风冷空调机组复合的冷暖生活热水一体机组，属空调领域，含压缩机、太阳能集热器、多个电磁四通阀、水冷换热器或翅片换热器、多个单向阀、多个热力膨胀阀、多个电磁阀、多个干燥过滤器、空调侧换热器及汽液分离器。将水冷风冷机组与太阳能结合，制冷季节使用室外换热器作为冷凝器，室内换热器制冷，热量直接在空气中交换或通过水冷换热器换热加热储水箱中低温水；采暖季节利用室外换热器做蒸发器，室内换热器制热，太阳能集热器将储水箱中水加热，蒸发器吸取储水箱中热水热量，保证蒸发器中冷媒蒸发防止结霜；太阳能集热器一年四季工作提供热水，水冷风冷模式自由组合，视具体季节及地区情况结合使用，有效提高机组的能效比环保节能。

Description

一种太阳能与水冷风冷空调机组复合的冷暖生活热水一体机组

技术领域

本发明属于空调设备太阳能领域，尤其涉及一种太阳能与水冷风冷空调机组复合的冷暖生活热水一体机组领域，更具体地说，是一种涉及将风冷换热器与水冷换热器并联于同一个系统中，且与太阳能集热器结合使用的集冷暖生活热水于一体的中央空调机组。

背景技术

太阳能取之不尽、用之不竭，属于绿色洁净能源。从长远来看，太阳能将是最主要的可再生能源，应用前景十分广阔。如今，太阳能利用技术越趋成熟，已广泛应用于太阳能热发电、日常饮水、采暖、空调等诸多行业。

利用空气显热吸收冷媒的气化前热的风冷冷水机组具有安装方便、适应性广、模块化设计等优点。但其在室外环境温度过高或过低时不能正常工作甚至无法开机，能效比低，换热效率差、耗能大、噪音较大，尤其是制取热水时能效比太低。水冷机组对水质要求较高，其受地域影响较大，在缺水干旱地区无法使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种太阳能与水冷风冷空调机组复合的冷暖生活热水一体机组，旨在解决现有技术中单独运用风冷热泵中央空调或水冷中央空调机组带来的换热效率低、能耗大、噪音大、受地域水质影响不能使用、产热水量少、占用空间过多及工程造价高的问题。

本发明是这样实现的。

一种太阳能与水冷风冷空调机组复合的冷暖生活热水一体机组，其特征在于：压缩机1用管道依次与第二四通阀18、第一四通阀17、第一室外换热器2、第一电磁阀19、第一干燥过滤器20、第一热力膨胀阀21、第三单向阀27、空调侧换热器4、第二四通阀18、气液分离器3连接，所述第一室外换热器2氟路系统与第二室外换热器16氟路系统并联连接，所述第一室外换热器2水路系统用管道依次与第四水路电磁阀13、第三循环水泵9、保温水箱5、第二循环水泵8串联连接，所述保温水箱5用管道依次与太阳能集热器6、第一循环水泵7串联连接，所述第二循环水泵8与第一水路电磁阀10并联连接，所述第三循环水泵9与第二水路电磁阀11并联连接，所述第二室外换热器16水路系统用管道依次与第三水路电磁阀12、第二室外换热器16、单向阀14连接与第一室外换热器2水冷系统并联连接，所述第二室外换热器16通过风机15散热，所述第一电磁阀19、第一干燥过滤器20、第一热力膨胀阀21与第二热力膨胀阀22、第二干燥过滤器23、第二电磁阀24并联连接，所述第三单向阀27与储液器25、第二单向阀26并联连接。

上述第一室外换热器2采用冷水换热的板式换热器、套管式换热器、壳管式换热器。

上述第二室外换热器16采用翅片换热器。

上述太阳能集热器6采用平板型太阳能集热器、真空管太阳能集热器、陶瓷太阳能集热器。

上述空调侧换热器4采用冷水换热的板式换热器、套管式换热器、壳管式换热器或翅片换热器。

上述第一室外换热器2连接水冷侧供水管、水冷侧循环水泵、水冷侧回水干管。

上述空调侧换热器4采用冷水换热时空调侧换热器连接空调侧供水管、空调侧循环水泵、空调侧回水干管及空调侧末端风机盘管。

采用上述技术方案，本发明将太阳能集热器、第二室外换热器与第一室外换热器并联于同一个系统中，在制冷季节用于缺水干燥地区时，第二室外换热器用作冷凝器，开启第二室外换热器散热，冷媒放热；当用于水源充足地区时，开启第一室外换热器，利用水冷换热器中循环水与冷媒进行热交换，冷媒冷凝放热，能效比提高；采暖季节利用第二室外换热器或第一室外换热器作为蒸发器，冷媒在第二室外换热器或第一室外换热器中蒸发吸热，空调侧换热器放热提高室温，满足使用者采暖需求，高效环保。

本发明还同时设有了太阳能集热器及水箱，与第二室外换热器及第一室外换热器结合使用，所述太阳能集热器通过管路与水箱连接，利用太阳能集热器吸收太阳能中热量加热水箱中低温水，获取生活热水；在空调侧换热器制冷时，第一室外换热器中热量可通过循环水加热水箱中低温水；在空调侧换热器采暖时，第二室外换热器或第一室外换热器可通过管道吸取水箱中热水热量，提高蒸发温度，促进冷媒蒸发完全，提高能效，亦可通过水箱中热水融霜，防止第二室外换热器结霜；同时，用户可根据自己需求自由切换风冷或水冷模式与太阳能集热器结合使用，可达到机组利用的最佳状态，最大程度提高能效比，节约空间，减小噪音，降低初期投资成本。

附图说明

图1是本发明提供的系统原理图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参照图1，其压缩机1用管道依次与第二四通阀18、第一四通阀17、第一室外换热器2、第一电磁阀19、第一干燥过滤器20、第一热力膨胀阀21、第三单向阀27、空调侧换热器4、第二四通阀18、气液分离器3连接，所述第一室外换热器2氟路系统与第二室外换热器16氟路系统并联连接，所述第一室外换热器2水路系统用管道依次与第四水路电磁阀13、第三循环水泵9、保温水箱5、第二循环水泵8串联连接，所述保温水箱5用管道依次与太阳能集热器6、第一循环水泵7串联连接，所述第二循环水泵8与第一水路电磁阀10并联连接，所述第三循环水泵9与第二水路电磁阀11并联连接，所述第二室外换热器16水路系统用管道依次与第四水路电磁阀13、第二室外换热器16、第一单向阀14连接与第一室外换热器2水冷系统并联连接，所述第二室外换热器16通过风机15散热，所述第一电磁阀19、第一干燥过滤器20、第一热力膨胀阀21与第二热力膨胀阀22、第二干燥过滤器23、第二电磁阀24并联连接，所述第三单向阀27与第二单向阀26、储液器25并联连接，所有管道形成一个封闭的冷媒可在其中循环运转的空调系统，完成太阳能与水冷风冷空调机组的复合，实现供暖、制冷及制取生活热水的功能。

请参阅图1，所述所述第一室外换热器2采用冷水换热的板式换热器、套管式换热器、壳管式换热器。所述第一室外换热器2，其通过第三循环水泵9、第二水路电磁阀11、第四水路电磁阀13、第二循环水泵8、第一水路电磁阀10、第一室外换热器进水管和第一室外换热器出水管连接到第一室外换热器组成水路系统进行热量交换。

请参阅图1，所述第二室外换热器16，其通过水路第三电磁阀12、第一单向阀14、第二室外换热器进水管和第二室外换热器出水管与第一室外换热器2并联连接组成水路系统进行热量交换。

请参阅图1，所述太阳能集热器6采用平板型太阳能集热器、真空管太阳能集热器、陶瓷太阳能集热器。所述太阳能集热器6，其通过第一循环水泵7、保温水箱进水管和保温水箱出水管连接到保温水箱组成水路系统进行热量交换。

请参阅图1，所述空调侧换热器4采用冷水换热的板式换热器、套管式换热器、壳管式换热器或翅片换热器。所述空调侧换热器4采用冷水换热的板式换热器、套管式换热器、壳管式换热器时，其通过相应循环水泵、空调侧换热器进水管和空调侧换热器出水管连接到室内风机盘管组成水路系统进行热量交换。所述空调侧换热器4采用翅片换热器时，其直接通过氟路系统，冷媒在翅片换热器中直接进行热量交换。

本实施例具有以下五种工况，在这五种工作状态中，所述空调侧换热器4为翅片换热器，所述第一室外换热器2为板式换热器，所述第二室外换热器16为翅片换热器，所述太阳能集热器为平板型太阳能集热器。

一、空调制冷运行（工况1）

请参阅图1，太阳能与水冷风冷空调机组复合的冷暖生活热水一体机组接通电源后，压缩机1通过第二四通阀18、第一四通阀17、第一室外换热器2之间管路连接，冷媒进入到第一室外换热器2中，第三循环水泵9、第一水路水路电磁阀10、第四水路水路电磁阀13开启，循环水在第一室外换热器2中与冷媒进行热交换，冷媒放热冷凝，循环水出水水温上升，通过回水管回到保温水箱，完成冷凝后冷媒依次通过第一电磁阀19、第一干燥过滤器20、第一热力膨胀阀21节流，节流后冷媒通过第三单向阀27、空调侧换热器4，冷媒在空调侧换热器4中蒸发吸热，室内温度降低，蒸发完成后冷媒通过第二四通阀18、气液分离器3回到压缩机1中，进入到下一个循环。

所述循环中，第一水路电磁阀10、第四水路电磁阀13、第一电磁阀19打开，第二水路电磁阀11、第三水路电磁阀12、第二电磁阀24关闭。

二、空调制冷运行（工况2）

请参阅图1，太阳能与水冷风冷空调机组复合的冷暖生活热水一体机组接通电源后，压缩机1通过第二四通阀18、第一四通阀17、第二室外换热器16之间管路连接，冷媒进入到第二室外换热器16中，风机15开启，冷媒在第二室外换热器16中与空气进行热交换，冷媒放热冷凝，完成冷凝后冷媒依次通过第一电磁阀19、第一干燥过滤器20、第一热力膨胀阀21节流，节流后冷媒通过第三单向阀27、空调侧换热器4，冷媒在空调侧换热器4中蒸发吸热，室内温度降低，蒸发完成后冷媒通过第二四通阀18、气液分离器3回到压缩机1中，进入到下一个循环。

所述循环中，第一电磁阀19打开，第一水路电磁阀10、第二水路电磁阀11、第三水路电磁阀12、第四水路电磁阀13、第二电磁阀24关闭。

三、空调制热运行（工况1）

请参阅图1，太阳能与水冷风冷空调机组复合的冷暖生活热水一体机组接通电源后，压缩机1通过第二四通阀18、空调侧换热器4，冷媒进入到空调侧换热器4中冷凝放热，室内温度上升，冷媒冷凝后通过储液器25、第二单向阀26、第二电磁阀24、第二干燥过滤器23、第二热力膨胀阀22，进入到第二热力膨胀阀22中节流，节流后冷媒进入到第一室外换热器2中，第二循环水泵8、第四水路电磁阀13、第二水路电磁阀11启动，冷媒在第一室外换热器2中与循环水进行热量交换蒸发，冷媒吸热，循环水通过回水管路后回到保温水箱中，蒸发完成后，冷媒通过第一四通阀17、气液分离器3回到压缩机1中，进入到下一个循环。

所述循环中，第四水路电磁阀13、第二水路电磁阀11、第二电磁阀24打开，第一水路电磁阀10、第三水路电磁阀12、第一电磁阀19关闭。

四、空调制热运行（工况2）

请参阅图1，太阳能与水冷风冷空调机组复合的冷暖生活热水一体机组接通电源后，压缩机1通过第二四通阀18、空调侧换热器4，冷媒进入到空调侧换热器4中冷凝放热，室内温度上升，冷媒冷凝后通过储液器25、第二单向阀26、第二电磁阀24、第二干燥过滤器23、第二热力膨胀阀22，进入到第二热力膨胀阀22中节流，节流后冷媒进入到第二室外换热器16中，第二循环水泵8、第二水路电磁阀12、第二水路电磁阀11启动，冷媒在第二室外换热器2中与循环水进行热量交换蒸发，冷媒吸热，循环水通过第一单向阀14及回水管路后回到保温水箱中，蒸发完成后，冷媒通过第一四通阀17、气液分离器3回到压缩机1中，进入到下一个循环。

所述循环中，第二水路电磁阀12、第二水路电磁阀11、第二电磁阀24打开，第一水路电磁阀10、第四水路电磁阀13、第一电磁阀19关闭。

五、生活热水运行

请参阅图1，太阳能与水冷风冷空调机组复合的冷暖生活热水一体机组接通电源后，太阳能集热器6吸收太阳光线中热量，第一循环水泵7开启，通过保温水箱与太阳能集热器之间的循环管路，吸取的太阳能热量将保温水箱中低温水不断加热。风冷方式时仅太阳集热器6对水箱中水加热。制热时，太阳能集热器6吸收太阳光线中热量，循环泵7开启，吸取的热量将水箱中水不断加热，进入到下一个循环。

所述循环中，空调制冷运行（工况1）时，第一室外换热器2吸收冷媒中热量，通过循环水将保温水箱中水加热，空调制冷运行（工况2）时，仅太阳能集热器6对保温水箱中低温水加热。

所述循环中，空调制热运行（工况1）时，第一室外换热器2吸收保温水箱中部分热水热量，满足冷媒蒸发吸热，空调制热运行（工况2）时，第二室外换热器16可吸收保温水箱中部分热水热量，满足冷媒蒸发吸热或者除霜使用。

上述循环中，空调制热运行（工况2）时，第二室外换热器16可吸收保温水箱中部分热水热量的条件是，第二室外换热器16风机散热不能满足蒸发要求或第二室外换热器16有结霜。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种太阳能与水冷风冷空调机组复合的冷暖生活热水一体机组，其特征在于：压缩机（1）用管道依次与第二四通阀（18）、第一四通阀（17）、第一室外换热器（2）、第一电磁阀（19）、第一干燥过滤器（20）、第一热力膨胀阀（21）、第三单向阀（27）、空调侧换热器（4）、第二四通阀（18）、气液分离器（3）连接，所述第一室外换热器（2）氟路系统与第二室外换热器（16）氟路系统并联连接，所述第一室外换热器（2）水路系统用管道依次与第四水路电磁阀（13）、第三循环泵（9）、保温水箱（5）、第二循环泵（8）串联连接，所述保温水箱（5）用管道依次与太阳能集热器（6）、第一循环泵（7）串联连接，所述第二循环泵（8）与第一水路电磁阀（10）并联连接，所述第三循环泵（9）与第二水路电磁阀（11）并联连接，所述第二室外换热器（16）水路系统用管道依次与第四电磁阀（13）、第一单向阀（14）连接与第一室外换热器（2）水冷系统并联连接，所述第二室外换热器（16）通过风机（15）散热，所述第一电磁阀（19）、第一干燥过滤器（20）、第一热力膨胀阀（21）与第二热力膨胀阀（22）、第二干燥过滤器（23）、第二电磁阀（24）并联连接，所述第三单向阀（27）与第二单向阀（26）、储液器（25）并联连接。

2.如权利要求1所述的一种太阳能与水冷风冷空调机组复合的冷暖生活热水一体机组，其特征在于：所述第一室外换热器采用冷水换热的板式换热器、套管式换热器、壳管式换热器。

3.如权利要求1所述的一种太阳能与水冷风冷空调机组复合的冷暖生活热水一体机组，其特征在于：所述第二室外换热器采用翅片换热器。

4.如权利要求1所述的一种太阳能与水冷风冷空调机组复合的冷暖生活热水一体机组，其特征在于：所述太阳能集热器采用平板型太阳能集热器、真空管太阳能集热器、陶瓷太阳能集热器。

5.如权利要求1所述的一种太阳能与水冷风冷空调机组复合的冷暖生活热水一体机组，其特征在于：所述空调侧换热器采用冷水换热的板式换热器、套管式换热器、壳管式换热器或翅片换热器。

6.如权利要求2所述的一种太阳能与水冷风冷空调机组复合的冷暖生活热水一体机组，其特征在于：所述第一室外换热器连接水冷侧供水管、水冷侧循环泵、水冷侧回水干管。

7.如权利要求3所述的一种太阳能与水冷风冷空调机组复合的冷暖生活热水一体机组，其特征在于：所述第二室外换热器连接水冷侧供水管、水冷侧循环泵、水冷侧回水干管。

8.如权利要求4所述的一种太阳能与水冷风冷空调机组复合的冷暖生活热水一体机组，其特征在于：所述空调侧换热器采用冷水换热时室内换热器连接空调侧供水管、空调侧循环泵、空调侧回水干管及空调侧末端风机盘管。