[发明专利]超导储热式太阳能空调及其实现方法

摘要

本发明公开了一种超导储热式太阳能空调及其实现方法，所述的超导储热式太阳能空调，包括太阳能集热储热系统和制冷剂循环通路；制冷剂循环通路上压缩机(1)、套管式超导换热器(12)内的蛇形盘管、室外散热器(4)、减压节流毛细管(7)的主管、高压阀(8)、室内散热器(9)、低压阀(10)和气液分离器(11)依次串接形成一个制冷剂循环通路。本发明的超导储热式太阳能空调，结构上通过四通换向阀的切换实现了制热和制冷通路的切换，采用一体式结构，设计巧妙，可充分利用太阳能源，制冷、制热效率高，同时能够提供热水，能实现智能温度控制。

主权项

一种超导储热式太阳能空调的实现方法，其特征在于，采用一种超导储热式太阳能空调，包括太阳能集热储热系统和制冷剂循环通路；所述的太阳能集热储热系统包括太阳能集热器(27)和储热水箱(25)；所述的太阳能集热器内的太阳能循环介质吸热盘管(28)与储热水箱内的太阳能循环介质放热盘管(26)连通；储热水箱内还设有超导高沸点介质换热盘管(16)；所述的制冷剂循环通路上至少设有压缩机(1)、套管式超导换热器(12)、室外散热器(4)、减压节流毛细管(7)、高压阀(8)、室内散热器(9)、低压阀(10)和气液分离器(11)；压缩机(1)、套管式超导换热器(12)内的蛇形盘管、室外散热器(4)、减压节流毛细管(7)的主管、高压阀(8)、室内散热器(9)、低压阀(10)和气液分离器(11)依次串接形成一个制冷剂循环通路；在保温层(3)和套管式超导换热器(12)的套管之间的空间内充满超导高沸点介质，超导高沸点介质换热盘管(16)的一端接套管式超导换热器(12)的超导高沸点介质出口(14)；超导高沸点介质换热盘管(16)的另一端通过第一直流隔膜泵(15)与套管式超导换热器(12)的超导高沸点介质进口(13)相接；所述的制冷剂循环通路上还设有一个四通换向阀；四通换向阀的4个端口abcd依次分别与压缩机的出口、套管式超导换热器的一端、气液分离器的进口和低压阀的一端连接；所述的制冷剂循环通路上的冷凝器和高压阀之间还依次串接有第一单向阀(5)和第二单向阀(6)；第一单向阀(5)和第二单向阀(6)允许工质从冷凝器向高压阀方向流动；减压节流毛细管(7)的附毛细管与第二单向阀(6)并联；储热水箱中还设有防结霜换热盘管(24)；防结霜换热盘管的一端接第一单向阀(5)的出口端；防结霜换热盘管的另一端通过第三单向阀(23)接第一单向阀(5)入口端；第三单向阀(23)保障工质只能从高压阀经减压节流毛细管(7)向防结霜换热盘管(24)单向流通并进入室外散热器(4)；制冷模式：该模式下，四通换向阀的a口和b口相通；c口和d口相通；压缩机使得制冷剂气体压缩，并使得制冷剂气体压力和温度升高；压缩后的制冷剂气体四通换向阀进入套管式超导换热器内的蛇形盘管，套管式超导换热器套管内部充注有低沸点的混配超导液，压缩后的制冷剂气体的热量通过蛇形盘管传递给低沸点混配超导液，低沸点混配超导液受热气化，将热量传递到超导换热器的套管，使其温度升高；在保温层和套管式超导换热器的套管之间的空间内充满超导高沸点介质，超导高沸点介质吸收套管的热量后在第一直流隔膜泵的作用下进入储热水箱内的超导高沸点介质换热盘管并与水箱内的水进行热交换，降温后回到超导换热器套管外再次吸收套的热量；压缩后的制冷剂气体在套管式超导换热器得到降温后，进入到室外散热器中，在散热风扇的作用下进一步降温冷凝，冷凝水在第二直流隔膜泵的作用下进入到冷凝水内喷射管和冷凝水外喷射管并喷射到室外散热器内外两侧的散热翅片上为冷凝器实施降温；制冷剂在室外散热器中冷凝为液态，液态制冷剂直接经第一单向阀、第二单向阀后进入到减压节流毛细管中减压节流；而后经高压阀进入到室内散热器内气化，吸收室内散热器的热量制冷成为降温降压后的制冷剂气体，再经低压阀和四通换向阀进入到气液分离器而后进入到压缩机，进入到下一个制冷循环当中；制热模式：此模式下，四通换向阀的a口和d口相通；c口和b口相通；压缩机将制冷剂气体进行压缩，使得制冷剂气体温度和压力升高，压缩后的制冷剂气体依次经四通换向阀和低压阀后进入到室内散热器中，高温高压的制冷剂气体在室内散热器中放热降温冷凝成高压常温的液态制冷剂，经高压阀进入减压节流毛细管减压节流，由于单向阀的单向导通特点，减压后的液态制冷剂无法通过第一单向阀和第二单向阀，而是直接进入防结霜换热盘管，低温液态制冷剂在防结霜换热盘管(24)中吸收储热水箱里储存的热量剧烈汽化而后经第三单向阀(23)后进入到室外散热器中继续吸收空气当中热量；制热运行时，冷凝水喷淋系统不启动；制冷剂经室外散热器即蒸发器后进入到套管式超导换热器中的蛇形盘管中，超导高沸点介质在第一直流隔膜泵的压力下循环至储热水箱内的超导高沸点介质换热盘管吸收热水的热量，升温后的超导高沸点介质在第一直流隔膜泵(15)的压力下循环至套管式超导换热器(12)的套管外，套管内的低沸点混配超导液受热气化，将热量传递给套管式超导换热器内的蛇形盘管，此时，蛇形盘管内的制冷剂吸收低沸点混配超导液的热量温度升高，完全变成制冷剂气体，充分吸收了储存在储热水箱里的太阳能；制冷剂经四通换向阀后进入气液分离器，最后进入到压缩机，再开始下一个制热循环。