一种带四通阀的太阳能光伏喷射制冷及供暖系统的制作方法

[0001]
本发明涉及太阳能光伏技术领域，特别是涉及一种带四通阀的太阳能光伏喷射制冷及供暖系统。


背景技术：

[0002]
空调系统的功耗在国家电量消耗中占据着很大的比例，如何减小空调功耗，提升空调能效一直是业内努力的方向，空调功耗高主要是因为空调的压缩机的功率大所致，太阳能喷射制冷系统因为没有压缩机，能效比高，且环保卫生，受到了广泛关注。
[0003]
专利号为cn103398498a的专利公开了一种太阳能喷射制冷与热泵集成系统及控制方法，该系统在常规蒸气压缩的基础上集成了太阳能喷射制冷系统以提高能源利用效率，但系统非常复杂，成本较高，且控制难度大。
[0004]
专利号为cn105423613a的的专利公开了一种机械增压式太阳能喷射制冷系统及方法，该系统增设了膨胀机和压缩机来提高系统能效，该系统复杂，膨胀机与压缩机的成本较高，且无法实现制热运行。
[0005]
此外，以上专利都只利用了太阳光的光热能量，未利用太阳光的光伏能量，并且部分专利太阳能集热器和制冷系统发生器分开布置，利用工质泵来驱动工质来传导太阳光的光热能，存在中间换热，系统体积大，成本较高，且另外设置的水泵需消耗电能。


技术实现要素：

[0006]
本发明的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种带四通阀的太阳能光伏喷射制冷及供暖系统，该带四通阀的太阳能光伏喷射制冷及供暖系统具有制冷和供暖的功能。
[0007]
本发明的目的通过以下技术方案实现：提供一种带四通阀的太阳能光伏喷射制冷及供暖系统，包括制冷系统，所述制冷系统包括工质泵、喷射器、冷凝器、蒸发器、节流阀、太阳能集热器、发生器；所述发生器与喷射器的主路连通，所述喷射器与冷凝器连通，所述冷凝器与工质泵连通，所述工质泵与发生器连通，所述喷射器的支路与蒸发器连通，所述蒸发器与节流阀连通，所述节流阀与工质泵连通，还包括供暖系统，所述供暖系统通过在发生器与喷射器的主路之间设置连通有四通阀，并使所述四通阀另外两通路分别连通喷射器的支路、蒸发器。在系统中增加四通阀，可以实现喷射制冷循环和制冷剂工质循环制冷制热模式的切换。不需要压缩机，就解决了传统喷射制冷机型只能制冷不能制热的问题。
[0008]
进一步的，所述节流阀两端并联连通有第一单向阀。
[0009]
进一步的，所述冷凝器与工质泵之间设置连通有第二单向阀。
[0010]
进一步的，所述太阳能集热器与发生器集成为一体形成集热发生器。将太阳能集热器与发生器集成到一起，省去了中间换热过程，提高了热交换效率。
[0011]
进一步的，所述集热发生器表面设置有光伏板并集成为一体形成光伏集热发生
器。增加光伏发电功能，可以给工质泵等功率元件提供动力，综合利用了太阳能，更加节能。光伏板、太阳能集热器与发生器，一体化设计，结构紧凑，且可以防止光伏板温升过高影响转换效率。
[0012]
进一步的，所述光伏集热发生器包括发生器腔体，及位于发生器腔体左侧的热管层，及位于热管层左侧的光伏板，所述热管层连通有进管，所述发生器腔体连通有出管。
[0013]
进一步的，所述出管与四通阀连通，所述进管与工质泵连通。
[0014]
进一步的，所述光伏板替换为光伏薄膜电池。
[0015]
进一步的，所述蒸发器和冷凝器的结构形式是翅片管换热器、微通道换热、微尺度换热器中的一种或多种结合。
[0016]
进一步的，所述蒸发器和冷凝器的换热形式，可以是风-冷媒强制对流换热，也可以是自然对流换热。
[0017]
本发明的有益效果：本发明的一种带四通阀的太阳能光伏喷射制冷及供暖系统，包括包括制冷系统，所述制冷系统包括工质泵、喷射器、冷凝器、蒸发器、节流阀、太阳能集热器、发生器；所述发生器与喷射器的主路连通，所述喷射器与冷凝器连通，所述冷凝器与工质泵连通，所述工质泵与发生器连通，所述喷射器的支路与蒸发器连通，所述蒸发器与节流阀连通，所述节流阀与工质泵连通，还包括供暖系统，所述供暖系统通过在发生器与喷射器的主路之间设置连通有四通阀，并使所述四通阀另外两通路分别连通喷射器的支路、蒸发器，本发明通过在系统中增加四通阀，可以实现喷射制冷循环和制冷剂工质循环制冷制热模式的切换，将制冷系统和供暖系统合为一体。
附图说明
[0018]
利用附图对发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
[0019]
图1是本发明的一种带四通阀的太阳能光伏喷射制冷及供暖系统的整体结构示意图。
[0020]
图2是本发明的一种带四通阀的太阳能光伏喷射制冷及供暖系统的光伏集热发生器的整体结构示意图。
[0021]
图3是本发明的一种带四通阀的太阳能光伏喷射制冷及供暖系统处于辐射制冷模式的整体结构示意图。
[0022]
图4是本发明的一种带四通阀的太阳能光伏喷射制冷及供暖系统处于制冷剂工质循环制冷模式的整体结构示意图。
[0023]
图5是本发明的一种带四通阀的太阳能光伏喷射制冷及供暖系统处于制冷剂工质循环制热模式的整体结构示意图。
[0024]
图中包括有：工质泵1，喷射器2，冷凝器3，蒸发器4，节流阀5，四通阀6，光伏集热发生器7，发生器腔体71，热管层72，光伏板73，进管74，出管75，第一单向阀8，第二单向阀9。
具体实施方式
[0025]
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
[0026]
本实施例的一种带四通阀的太阳能光伏喷射制冷及供暖系统，如图1所示，包括制冷系统，所述制冷系统包括工质泵1、喷射器2、冷凝器3、蒸发器4、节流阀5、太阳能集热器、发生器；所述太阳能集热器设置在发生器左侧，所述太阳能集热器的左侧设置有光伏板，并将光伏板、太阳能集热器和发生器并集成为一体形成光伏集热发生器7。所述光伏集热发生器7与喷射器2的主路连通，所述喷射器2与冷凝器3连通，所述冷凝器3与工质泵1连通，所述工质泵1与光伏集热发生器7连通，所述喷射器2的支路与蒸发器4连通，所述蒸发器4与节流阀5连通，所述节流阀5与工质泵1连通，还包括供暖系统，所述供暖系统通过在发生器与喷射器2的主路之间设置连通有四通阀6，并使所述四通阀6另外两通路分别连通喷射器2的支路、蒸发器4。在系统中增加四通阀6，可以实现喷射制冷循环和制冷剂工质循环制冷制热模式的切换。不需要压缩机，就解决了传统喷射制冷机型只能制冷不能制热的问题。
[0027]
所述节流阀5两端并联连通有第一单向阀8。所述冷凝器3与工质泵1之间设置连通有第二单向阀9。
[0028]
如图2所示，所述光伏集热发生器7包括发生器腔体71，及位于发生器腔体71左侧的热管层72，及位于热管层72左侧的光伏板73，所述热管层72连通有进管74，所述发生器腔体71连通有出管75。所述出管75与四通阀6连通，所述进管74与工质泵1连通。将太阳能集热器与发生器集成到一起，省去了中间换热过程，提高了热交换效率。增加光伏发电功能，可以给工质泵等功率元件提供动力，综合利用了太阳能，更加节能。光伏板、太阳能集热器与发生器，一体化设计，结构紧凑，且可以防止光伏板温升过高影响转换效率。
[0029]
根据太阳辐射的强度和用户的制冷制热需求不同，系统主要有三种运行模式。辐射制冷模式；制冷剂工质循环制冷模式； 制冷剂工质循环制热模式；三种模式的实施方式如下：辐射制冷模式。如图3所示，适用于白天太阳光较强，用户有制冷需求的情况，此时当太阳照射到光伏集热发生器7上时，一方面光伏集热发生器7表面铺设的光伏板73会利用太阳能产生电能，这部分电能可以用于工质泵1等电气元件的驱动。另外一方面太阳照射在光伏集热发生器7的热能会被光伏层下面的热管层72所吸收利用，加热由工质泵1输送过来的制冷剂，从而让制冷剂在发生器腔体71中气化膨胀升温升压形成高温高压的气态制冷剂，气态制冷剂流经四通阀6,四通阀6不通电，出管75与喷射器2的主路相通，蒸发器4与喷射器2的支路相通，高温高压制冷剂会流向喷射器2，再经过冷凝器3的冷凝，成为液态的制冷剂，经过第二单向阀9之后，一部分制冷剂通过工质泵1回到光伏集热发生器7，一部分制冷剂经过节流阀5，节流降压降温，然后再到蒸发器4进行吸热蒸发为气态制冷剂，这一部分制冷剂再流向四通阀6，然后到达喷射器2的支路，由于喷射器2的卷吸作用，和发生器腔体71中过来的制冷剂再一起流到冷凝器3，如此形成了一个喷射制冷循环。
[0030]
制冷剂工质循环制冷模式。如图4所示，适用于太阳光较弱，室外温度较低，用户有制冷需求的情况。此时四通阀6通电，出管75直接与蒸发器4相通，喷射器2的主路和支路相通。工质泵1将制冷剂驱动流向光伏集热发生器7，由于室外温度较低，制冷剂会在热管层72中被冷却，然后再流到四通阀6，再经过蒸发器4，在室内低温制冷剂会与空气换热，达到制冷的目的，然后再经过第一单向阀8到达工质泵1，完成整个循环。由于喷射器2的主路和支
路相通，且第二单向阀9的作用，没有制冷剂流经喷射器2和冷凝器3。
[0031]
制冷剂工质循环制热模式。如图5所示，适用于太阳光较强，室外温度较高，用户有供暖需求的情况。此时四通阀6通电，出管75直接与蒸发器4相通，喷射器2的主路和支路相通。工质泵1将制冷剂驱动流向光伏集热发生器7，由于室外温度较高，制冷剂会在热管层72中被加热，然后再流到四通阀6，再经过蒸发器4，在室内高温制冷剂会与室内换热，达到制热的目的，然后再经过第一单向阀8到达工质泵1，完成整个循环。由于喷射器2的主路和支路相通，且第二单向阀9的作用，没有制冷剂流经喷射器2和冷凝器3。
[0032]
作为另一个实施方式，所述光伏板替换为光伏薄膜电池。
[0033]
作为另一个实施方式，所述蒸发器和冷凝器的结构形式替换成翅片管换热器、微通道换热、微尺度换热器中的一种或多种结合。
[0034]
作为另一个实施方式，所述蒸发器和冷凝器的换热形式，可以是风-冷媒强制对流换热，也可以是自然对流换热。
[0035]
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。