[实用新型]一种直膨式太阳能热泵空调系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能光热系统，特别是涉及到一种将相变蓄热装置应用于空调和直膨式太阳能热泵中的直膨式太阳能热泵空调系统，属能源供热和空调技术领域。 

技术背景

能源和环境问题己经成为当今社会最受关注的焦点问题之一。近年来，随着我国建筑业的迅猛发展，建筑的采暖和空调耗能不断扩大。在发达国家，建筑能耗占总能耗的25%～40%，在我国约占社会能源总消耗的近1/3。在建筑能耗中，主要部分是空调能耗和热水能耗，分别约占总量的24%和17%。空调器、热水器的能源利用效率，直接影响到我国能源的总体利用情况。尤其是再淮河以南地区，冬天取暖主要靠空调，大大增加了电力负荷，造成电力紧张。因此，提高能源的利用率、鼓励优先利用太阳能等新能源、提倡建筑节能尤为必要。 

热泵系统具有结构紧凑、热利用率高、适应经济性强、节能环保等优点，得以加以推广。但热泵机组特别是空气源风冷机组，其受气候温差等影响特别大，热力性能大为下降，在温度较低时，蒸发器表面容易结霜，影响其传热性能。随着环境温度的降低，其系统COP大为下降，蒸发器还可因为吸热量不足，气液混合冲击压缩机，减小了压缩机的使用寿命。 

直膨式太阳能热泵由于其环保节能、集热效率高等也备受关注。但直膨式太阳能热泵系统稳定性差，易随季节、气候、昼夜等环境因素影响。专利“直膨式太阳能热泵空调及热水系统”（公开号CN1515850）将太阳能热泵与冰蓄冷空调结合起来，使得集热器的工作温度与制冷剂的蒸发温度保持一致（接近环境温度），大大提高了集热器效率和热泵性能系数。冬季工质从平板太阳能集热器中吸收热量，经过循环制备生活热水和热空气。夏季，晚上制冷循环完成制冰并存储在蓄冰槽供白天使用。此发明虽然利用了太阳能热泵，提高了热力性能（集热器效率一般可达60%-80%，热泵COP一般可超过3），但没有考虑环境变换对系统性能的影响，系统未见压缩机保护装置。专利“直膨式太阳能热泵热水器”（公开号：CN1337556）采用无盖板的太阳能集热蒸发器，利用水冷冷凝器制取生活热水。此专利将太阳能集热器室外冷凝、蒸发器设计为一体，结构简单紧凑，并能够充分利用露水的相变潜热，但没有实现夏季制冷功能，未能就结露对室外影响热力性能以及冬季夜晚霜冻情况给予说明改进，而且在蓄热水箱温度达到设定值后没有安装蓄热装置，使富余太阳能未能充分利用。 

发明内容

本实用新型针对上述现有空调及直膨式太阳能热泵的不足，提供一种将蓄热装置与压缩机保护装置合二为一的直膨式太阳能热泵空调系统。该系统不但可以将多余太阳能存储起来，供晚上或阴雨天使用，而且可以克服环境影响，使压缩机入口温度维持在一定值，提高了热力性能，延长压缩机的使用寿命，结构简单、节能环保。 

为了实现上述目的，本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是： 

一种直膨式太阳能热泵空调系统，主要由1套直膨式太阳能热泵系统、1套空气源热泵系统、1个蓄热装置组成，具体包括1台室外冷凝器、1个储液罐、1个过滤器、1个毛细管节流器、1台室内空冷换热器、1台水冷换热器、6个阀门、1台压缩机、1个四通变向阀、1 台太阳能集热器、1个相变蓄热装置。太阳能集热器出口经过太阳能集热器出口阀门与相变蓄热装置入口连接，相变蓄热装置出口与压缩机入口相连接，压缩机出口与四通变向阀的端口a连接，四通变向阀的端口b分别经过水冷换热器入口阀门、空冷换热器入口阀门与水冷换热器、室内的空冷换热器相连接，之后经过管路汇合后依次与毛细管节流器、过滤器、储液罐相连接，储液罐出口分别与室外冷凝器、太阳能集热器入口阀门连接，太阳能集热器入口阀门与太阳能集热器相连接；室外冷凝器经室外冷凝器入口阀门与四通变向阀的c端口连接，压缩机入口与四通变向阀的d端口连接。 

相变蓄热装置由带有保温层的壳体、紫铜管、相变蓄热材料、配型接头组成；带有保温层的壳体是包有聚氨酯发泡保温层的不锈钢筒体，两头为配型接头；圆柱体内插有若干紫铜管，紫铜管与不锈钢外壳钎焊密封，与两头配型接头直通，铜管之间装有相变蓄热材料。 

相变蓄热装置内管道可以是紫铜管，也可以是翅片管或螺纹管等；相变蓄热材料为纯石蜡，还可以是添加纳米金属或膨胀石墨的石蜡或其它相关材料。