一种带有相变蓄热装置的太阳能空调系统的制作方法
【专利说明】
所属技术领域
[0001]本发明涉及一种带有相变蓄热装置的太阳能空调系统。
技术背景
[0002]随着经济的发展，能源紧张已经成为制约我过经济发展的主要因素，同时能源问题也成为世界性问题，化石能源的大量消耗和面临枯竭使人们去寻找和利用可再生能源。而随着人们生活水平的提高，空调系统得到越来越广泛的应用，因此，如何将太阳能等可再生能源引入空调系统并通过蓄能解决太阳能的不稳定问题，将成为缓解我国能源紧张状况的一个重要途径，具有重要的实用价值和经济意义。
[0003]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。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。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种将蓄热装置与压缩机保护装置合二为一的太阳能空调系统。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。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种带有相变蓄热装置的太阳能空调系统，包括室外的冷凝器、储液罐、过滤器、毛细管节流器、室内的空冷换热器、压缩机、四通变向阀、太阳能集热器、相变蓄热装置，相互之间通过管道连接，所述太阳能集热器的出口经过太阳能集热出口阀门与相变蓄热装置的入口连接，相变蓄热装置的出口与压缩机的入口连接，压缩机的出口与四通变向阀的端口 a连接，四通变向阀的端口 b经过空冷换热器入口阀门与空冷换热器连接，储液罐的出口分别与冷凝器、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连接，冷凝器经室外冷凝器入口阀门与四通变向阀的端口 c连接，压缩机的入口与四通变向阀的端口 d连接；储液罐至冷凝器的管路、储液罐至过滤器的管路放置在水箱中。
[0006]所述相变蓄热装置包括外保温筒、紫铜管、相变蓄热材料、配型接头组成；外保温筒是包有聚氨酯发泡保温层的不锈钢筒体，两头为配型接头；不锈钢筒体内插有若干紫铜管，紫铜管与不锈钢筒体钎焊密封，与两头配型接头直通，铜管之间装有相变蓄热材料。
[0007]所述相变蓄热材料为石蜡，并添加重量比为129Γ15%的桉树叶粉末。
[0008]本发明的制冷原理与典型的蒸汽压缩式制冷循环原理相同，都由冷凝器、蒸发器、压缩机、储液灌、过滤器、毛细管节流器组成，由管道连接成一个密封的系统。从蒸发器完成热交换汽化产生的低压蒸汽被压缩机吸入压缩成高温高压气体，进入冷凝器冷却成液体，经过滤器、毛细管节流器后进入蒸发器，在蒸发器蒸发吸热完成制冷循环。
[0009]本发明的有益效果为:
1、采用太阳能集热器作为系统的蒸发器，工质在集热器中吸收太阳能辐射的热能，减小了集热回路过程，使得结构简单，便于安装。
[0010]2、带有相变蓄热装置的太阳能空调系统与室外的冷凝器并联，冬季可提供生活热气，夏季可实现正常空调制冷。
[0011]3、将蓄热装置与压缩机保护装置合二为一，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。
【附图说明】
[0012]下面结合附图和实例对本发明进一步说明。
[0013]图1为直膨式太阳能热泵空调系统原理示意图。
[0014]图2为相变蓄热装置剖面图。
[0015]图中:1.太阳能集热器，2.太阳能集热器出口阀门，3.太阳能集热器入口阀门，4.室外冷凝器入口阀门，5.相变蓄热装置，6.压缩机，7.空冷换热器入口阀门，8.空冷换热器，9.冷凝器，12.毛细管节流器，13.过滤器，14.储液罐，15.四通变向阀，16.外保温筒，17.紫铜管，18.相变蓄热材料，19.配型接头。
【具体实施方式】
[0016]参照附图1和附图2，一种带有相变蓄热装置的太阳能空调系统，包括室外的冷凝器9、储液罐14、过滤器13、毛细管节流器12、室内的空冷换热器8、压缩机6、四通变向阀15、太阳能集热器1、相变蓄热装置5，相互之间通过管道连接，所述太阳能集热器I的出口经过太阳能集热出口阀门2与相变蓄热装置5的入口连接，相变蓄热装置5的出口与压缩机6的入口连接，压缩机6的出口与四通变向阀15的端口 a连接，四通变向阀15的端口 b经过空冷换热器入口阀门7与空冷换热器8连接，储液罐14的出口分别与冷凝器9、太阳能集热器入口阀门3连接，太阳能集热器入口阀门3与太阳能集热器I连接，冷凝器9经室外冷凝器入口阀门4与四通变向阀15的端口 c连接，压缩机6的入口与四通变向阀15的端口 d连接；储液罐14至冷凝器9的管路、储液罐14至过滤器13的管路放置在水箱中。通过水做传到介质，与冷凝器风冷后尾端末降高温进行热交换，使冷凝器9温度降低，提高制冷效率。
[0017]所述相变蓄热装置5包括外保温筒16、紫铜管17、相变蓄热材料18、配型接头19组成；外保温筒16是包有聚氨酯发泡保温层的不锈钢筒体，两头为配型接头19 ;不锈钢筒体内插有若干紫铜管17，紫铜管17与不锈钢筒体钎焊密封，与两头配型接头17直通，铜管之间装有相变蓄热材料18。相变蓄热材料18为纯石蜡。
[0018]所述相变蓄热材料18为石腊，并添加重量比为129Γ15%的桉树叶粉末。受热产生香气，起到空气清新的作用，全天然对人体无害。
[0019]本发明工作原理和工作过程为:
冬季白天，开启太阳能集热器出口阀门(2)、太阳能集热器入口阀门(3)，关闭室外冷凝器入口阀门(4 )，调节四通变向阀(15 )使ab端口接通，Cd端口接通。制冷剂在太阳能集热器(I)中吸收热量蒸发，高温的制冷剂进入相变蓄热装置(5)，在相变蓄热装置(5)内换热，通过相变蓄热装置(5 )将温度较高的制冷剂冷却，吸收并存储多余热量保持制冷剂温度恒定，避免对压缩机(6)造成不利影响。制冷剂由压缩机(6)入口吸入，压缩成高温高压气体，开启空冷换热器入口阀门(7)，高温高压气体经四通变向阀(15)进入室内空冷换热器(8)，与室内气体换热提供热气。经过室内空冷换热器(8)冷凝后的液体经过毛细管节流器(12)节流成为低温低压的湿蒸汽，然后经过滤器(13)过滤后的制冷剂存储在储液罐(14)里，最后湿蒸汽流入室外太阳能集热器(I)(蒸发器)，蒸发吸热完成循环。
[0020]冬季晚上，开启太阳能集热器出口阀门(2)、太阳能集热器入口阀门(3)，关闭室外冷凝器入口阀门(4)，调节四通变向阀(15)使ab端口接通，Cd端口接通。制冷剂湿蒸汽主要从相变蓄热装置(5)内吸热，将白天储存的富余热量加以利用，制冷剂之后依次经过压缩机(6)、四通变向阀(15)、室内换热器(8)、毛细管节流器(12)、过滤器(13)、储液罐
(14)，最后回到相变蓄热装置(5)。
[0021]夏季制冷:开启室外冷凝器入口阀门(4)，关闭太阳能集热器出口阀门(2)、太阳能集热器入口阀门(3)，调节四通变向阀(15)使db端口接通，ca端口接通，工作介质进入制冷循环。从室内空冷换热器(8 )完成热交换汽化产生的低压蒸汽经过空冷换热器入口阀门(7)、四通变向阀(15)后被压缩机(6)吸入压缩成高温高压气体，进入室外换热器(9)冷却成液体，经储液罐(14)、过滤器(13)、毛细管节流器(12)最后进入室内空冷换热器(8)吸热，使室内环境温度降低，完成制冷循环。
【主权项】
1.一种带有相变蓄热装置的太阳能空调系统，包括室外的冷凝器、储液罐、过滤器、毛细管节流器、室内的空冷换热器、压缩机、四通变向阀、太阳能集热器、相变蓄热装置，相互之间通过管道连接，其特征在于，所述太阳能集热器的出口经过太阳能集热出口阀门与相变蓄热装置的入口连接，相变蓄热装置的出口与压缩机的入口连接，压缩机的出口与四通变向阀的端口 a连接，四通变向阀的端口 b经过空冷换热器入口阀门与空冷换热器连接，储液罐的出口分别与冷凝器、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连接，冷凝器经室外冷凝器入口阀门与四通变向阀的端口 c连接，压缩机的入口与四通变向阀的端口 d连接；储液罐至冷凝器的管路、储液罐至过滤器的管路放置在水箱中。
2.根据权利要求1所述一种带有相变蓄热装置的太阳能空调系统，其特征在于，所述相变蓄热装置包括外保温筒、紫铜管、相变蓄热材料、配型接头；外保温筒是包有聚氨酯发泡保温层的不锈钢筒体，两头为配型接头；不锈钢筒体内插有若干紫铜管，紫铜管与不锈钢筒体钎焊密封，与两头配型接头直通，铜管之间装有相变蓄热材料。
3.根据权利要求2所述一种带有相变蓄热装置的太阳能空调系统，其特征在于，所述相变蓄热材料为石蜡，并添加重量比为12°/Γ15%的桉树叶粉末。
【专利摘要】本发明公开一种带有相变蓄热装置的太阳能空调系统，包括冷凝器、储液罐、过滤器、毛细管节流器、空冷换热器、压缩机、四通变向阀、太阳能集热器、相变蓄热装置，太阳能集热器的出口与相变蓄热装置的入口连接，相变蓄热装置的出口与压缩机连接，压缩机与四通变向阀的端口a连接，四通变向阀的端口b与空冷换热器连接，储液罐的出口分别与冷凝器、太阳能集热器连接，冷凝器与四通变向阀的端口c连接，压缩机与四通变向阀的端口d连接。本发明将蓄热装置与压缩机保护装置合二为一，不但可将多余太阳能存储起来，供晚上或阴雨天使用，还可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。
【IPC分类】F24F5-00, C09K5-06, F28D20-02
【公开号】CN104676787
【申请号】CN201310623643
【发明人】朱伟萍
【申请人】朱伟萍
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2013年12月1日