专利名称：一种太阳能补蓄热风冷热泵设备的节能装置及节能系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种节能装置及节能系统，特别是涉及一种太阳能补蓄热风冷热泵设备的节能装置及节能系统。
背景技术：
当前，家庭住宅的空调制冷制热装置主要采用风冷热泵系统进行空气温度调节。 现有的风冷热泵系统主要包括室内换热机构和室外换热机构。但是在具体使用时，上述的室外换热机构常常由于室外温度的变化而影响到室内换热机构中压缩机的工作效率。例如，当室外温度过低的时候，经常会导致风冷热泵系统中存在未完全蒸发的工质，这些未完全蒸发的工质会使风冷热泵系统的制热效率降低；严重时，甚至会由于压缩机的保护停机而使风冷热泵系统不能正常运行。部分的现有技术还使用了电加热装置进行空气加热，并以此作为风冷热泵系统不能正常运行的补充加热装置。例如，在冬季，当风冷热泵空调系统不能正常运行或制热效率很低时，则采用电加热方式对室内的空气温度进行电热调节，但这种电加热装置具有用电成本较高、经济性较差等缺陷。此外，目前很多家庭都会使用太阳能集热系统对家庭生活用水进行加热处理，但是，上述太阳能的能源利用却难以应用到室内温度的调节方面。
发明内容
本发明的目的是提出一种结构简单、易于制造、成本低廉、效果明显的太阳能补蓄热风冷热泵设备的节能装置以及具有该节能装置的节能系统。为实现上述目的，本发明提供了一种太阳能补蓄热风冷热泵设备的节能装置，所述节能装置包括具有至少第一组接口、第二组接口和第三组接口的壳体，所述的三组接口均具有至少两个端部，所述壳体内设有分别与所述第二组接口和第三组接口相连接的储热罐以及分别与所述储热罐相连并交替开闭的第一电磁阀组和第二电磁阀组，其中，所述第一电磁阀组的一端与所述储热罐相连，另一端与所述第一组接口的一个端部相连，且所述第一组接口的两个端部之间设有旁通管路，所述第二电磁阀组设置在该旁通管路上。优选地，所述太阳能补蓄热风冷热泵设备还包括太阳能集热系统、生活热水供应系统和风冷热泵系统，所述节能装置第二组接口的两个端部分别与太阳能集热系统相连。更优选地，所述节能装置第三组接口的两个端部分别与生活热水供应系统相连。优选地，所述旁通管路位于所述第一电磁阀组的上游或下游。优选地，所述节能装置还包括控制机构，且在所述储热罐上还设有温度传感器，所述温度传感器以及所述第一电磁阀组和第二电磁阀组均与所述控制机构相连。本发明的另一目的为提供一种太阳能补蓄热风冷热泵设备的节能系统，包括风冷热泵系统、太阳能集热系统和生活热水供应系统，其中，所述风冷热泵系统包括室内机和室外换热器，还包括上述的节能装置，所述节能装置的第一组接口的一个端部与所述室外换热器相连接，另一个端部与所述室内机相连接。优选地，所述室内机包括压缩机、室内换热器以及分别与所述室内换热器相连的节流阀和四通阀，所述压缩机的两端均与所述四通阀相连，并且与所述室内机相连的端部与所述四通阀相连。更优选地，所述节能装置第二组接口的两个端部分别与太阳能集热系统相连。优选地，所述节能装置第三组接口的两个端部分别与生活热水供应系统相连。进一步，所述节能系统还包括控制装置，且在所述储热罐以及室外换热器上还设有温度传感器，所述温度传感器以及所述第一电磁阀组和第二电磁阀组均与所述控制装置相连。基于上述技术方案，本发明的优点是通过使用本发明的节能装置以及包括该节能装置的节能系统，使得现有的太阳能集热系统和风冷热泵系统能够协同工作，实现在夏季改善风冷热泵系统的制冷效率，并能够为家庭提供全免费的生活热水，例如在阳光充足的天气中，使用太阳能供生活热水；阴雨天气时，在制冷的同时利用本发明的节能装置进行热回收，同样可以提供生活热水。此外，在春秋季节，通过太阳能蓄热供应生活热水；在冬季，本发明还解决了低温环境条件下风冷热泵制热效率变低的问题，而且不需要补充额外的电加热装置。由此，使得本发明的节能系统能够减少约30%的冬季制热运行费用。
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中图1为本发明节能装置的结构示意图；图2为本发明节能系统的结构示意图。
具体实施例方式下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。参见图1，其中示出本发明一种太阳能补蓄热风冷热泵设备的节能装置的优选实施例，所述节能装置10包括具有至少第一组接口、第二组接口和第三组接口 R、S、W的壳体 1，所述的三组接口均具有至少两个端部。在本实施例中，第一组接口 R具有两个端部R01、 R02，第二组接口 S具有两个端部SO1、S02，第三组接口具有两个端部WO1、W02，如图1所示。 当然，对于本领域技术人员不难理解，根据外接设备的使用情况，本发明可以设置有多组接口，也可以设置有多个端部。进一步，所述壳体1内设有分别与所述第二组接口 S和第三组接口 W相连接的储热罐2以及分别与所述储热罐2相连并交替开闭的第一电磁阀组FOl和第二电磁阀组F02。 在本实施例中，所述储热罐2为储热水罐，当然，也可以为现有技术中其他类型的储热罐体。具体地，所述第一电磁阀组FOl的一端与所述储热罐2相连，另一端与所述第一组接口 R的一个端部ROl相连，且所述第一组接口 R的两个端部R01、R02之间设有旁通管路 3，所述第二电磁阀组F02设置在该旁通管路3上，如图1所示，在本发明中，所述旁通管路 3可以位于第一电磁阀组FOl的上游，也可以位于第一电磁阀组FOl下游。并且，所述的电磁阀组FOl和F02可以为现有技术中的各种两通电磁阀组结构。优选地，所述太阳能补蓄热风冷热泵设备还包括太阳能集热系统、生活热水供应系统和风冷热泵系统，所述节能装置第二组接口 S的两个端部SOI、S02分别与太阳能集热系统的介质供回接口相连，用于接收并利用太阳能热量。进一步，所述节能装置第三组接口 W的两个端部W01、W02分别与生活热水供应系统相连，即一个端部WOl与自来水接口相连， 另一个端部W02为生活热水供应接口。进一步，所述节能装置还包括控制机构(图中未示出)，且在所述储热罐(2)上还设有温度传感器，所述温度传感器以及所述第一电磁阀组(FOl)和第二电磁阀组(F02)均与所述控制机构相连。这样便可以使得本发明通过所述控制机构根据季节和温度的变化来控制所述第一电磁阀组(FOl)和第二电磁阀组(F02)的开闭，从而完成节能装置的最优化运行，并使得整个系统处于最为节能、低碳和环保的运行的工况。综上，本发明的节能装置在使用时，只需将其各个接口的端部与现有的风冷热泵系统、太阳能集热系统及生活热水供应系统的接口相应地连接上，即可实现夏季制冷，冬季制热，全年可以进行生活热水供应的目的。参见图2，其中示出本发明一种太阳能补蓄热风冷热泵设备的节能系统，包括风冷热泵系统20、太阳能集热系统30和生活热水供应系统，其中，所述风冷热泵系统20包括室内机21和室外换热器22，还包括上述的节能装置10，所述节能装置10的第一组接口 R的一个端部ROl与所述室外换热器22相连接，另一个端部R02与所述室内机21相连接。更具体地，所述室内机21包括压缩机23、室内换热器24以及分别与所述室内换热器24相连的节流阀25和四通阀26，所述压缩机23的两端均与所述四通阀26相连，并且与所述室内机21相连的端部R02与所述四通阀26相连。进一步，所述节能装置第二组接口 S的两个端部SOI、S02分别与太阳能集热系统 30相连；所述节能装置第三组接口 W的两个端部W01、W02分别与生活热水供应系统相连， 如图2所示。所述节能系统还包括控制装置，且在所述储热罐2以及室外换热器22上还设有温度传感器，所述温度传感器以及所述第一电磁阀组(FOl)和第二电磁阀组(F02)均与所述控制装置相连。所述节能系统的控制装置与所述节能装置的控制结构可以是各自独立的控制部件，也可以是集成为一体的控制组件。优选地，在本实施例中，二者为集成为一体的控制组件。具体地，本发明的工作原理 夏季阴雨天气中，通过本发明的节能装置能够在太阳能蓄热不足时进行热泵热回收；而在冬季室外空气温度较低时，通过太阳能集热系统对所述节能装置进行太阳能蓄补热，且所述节能装置串接在风冷热泵系统的室外换热器(冷凝器)之前，并与风冷热泵系统室内机中的四通阀相连接；通过安装于室外换热器中的室外空气温度传感器获得室外空气温度Tl ；通过安装于储热罐内的热水温度传感器获得储热罐的内部温度TO ；通过单独的控制机构进行夏季热回收、冬季蓄补热的自动转换控制。本发明的工作过程为1、夏季制冷运行时，太阳能补蓄热风冷热泵设备的制冷系统内部工质流程为压缩机23-四通阀26-储热罐2-室外换热器22-节流阀25 (也可以为膨胀阀)-室内换热器 24-四通阀26-压缩机23 (如图2中单箭头所示方向)。当遇到阴雨天气、太阳能蓄热不足时(例如，即TO温度小于设定温度Tm时，在本实施例中，当TO < 35°C时，)，第一电磁阀组 FOl开，第二电磁阀组F02关，高温工质先通过加热生活热水进行一级冷凝(即夏季空调制冷产生的热量，可以进行生活用水加热)，然后进入室外换热器22进行二级冷凝，由此，既实现了热回收和免费制备生活热水，又减少了室外侧的换热负荷，同时也提高了夏季运行的效率。当T0>45°C时(当然也可以将该45°C温度值改为其他的设定温度)，第一电磁阀组FOl关，第二电磁阀组F02开，工质不通过节能装置10，进行正常的制冷运行。2、冬季制热运行时，工质的流程为压缩机23-四通阀26-室内换热器节流阀 25-室外换热器22-储热罐2-四通阀26-压缩机23 (如图2中宽箭头所示方向)。当遇到室外空气温度过低时(例如，即Tl温度小于设定温度Tn时，在本实施例中，当Tl < -50C 时，)，会存在有部分的工质未完全蒸发，使得风冷热泵系统的制热效率降低；此时，打开第一电磁阀组F01，关闭第二电磁阀组F02，则经过太阳能蓄热后的储能罐2会对上述经过室外换热器22而未完全蒸发的工质进行加热。工质温度提高后，便会使未完全蒸发的工质完全蒸发，从而提高了压缩机23的吸气压力，并进一步大大地提高了系统在低温环境下的制热效率。当T1>0°C时(当然也可以将该0°C温度值改为其他的设定温度)，第一电磁阀组 FOl关，第二电磁阀组F02开，风冷热泵正常制热运行。综上，本发明未改变风冷系统的现有装置和设备，所以，也无需改造费用。并且本发明还具有安装简单、操作方便等优点。显而易见，本领域的普通技术人员，可以用本发明的一种太阳能补蓄热风冷热泵设备的节能装置及节能系统，构成各种类型的节能设备。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其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明的具体实施方式
进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
权利要求
1.一种太阳能补蓄热风冷热泵设备的节能装置，其特征在于所述节能装置包括具有至少第一组接口、第二组接口和第三组接口(R、s、w)的壳体(1)，所述的三组接口均具有至少两个端部，所述壳体(1)内设有分别与所述第二组接口( 和第三组接口(W)相连接的储热罐O)以及分别与所述储热罐( 相连并交替开闭的第一电磁阀组(FOl)和第二电磁阀组(F02)，其中，所述第一电磁阀组(FOl)的一端与所述储热罐(2)相连，另一端与所述第一组接口(R)的一个端部(ROl)相连，且所述第一组接口(R)的两个端部(R01、R02)之间设有旁通管路(3)，所述第二电磁阀组(FO》设置在该旁通管路C3)上。
2.根据权利要求1所述的太阳能补蓄热风冷热泵设备的节能装置，其特征在于所述太阳能补蓄热风冷热泵设备还包括太阳能集热系统、生活热水供应系统和风冷热泵系统， 所述节能装置第二组接口( 的两个端部(S01、S(^)分别与太阳能集热系统相连。
3.根据权利要求2所述的太阳能补蓄热风冷热泵设备的节能装置，其特征在于所述节能装置第三组接口(W)的两个端部(W01、W(^)分别与生活热水供应系统相连。
4.根据权利要求1所述的太阳能补蓄热风冷热泵设备的节能装置，其特征在于所述旁通管路(3)位于所述第一电磁阀组(FOl)的上游或下游。
5.根据权利要求1所述的太阳能补蓄热风冷热泵设备的节能装置，其特征在于所述节能装置还包括控制机构，且在所述储热罐( 上还设有温度传感器，所述温度传感器以及所述第一电磁阀组(FOl)和第二电磁阀组(FO》均与所述控制机构相连。
6.一种太阳能补蓄热风冷热泵设备的节能系统，包括风冷热泵系统(20)、太阳能集热系统(30)和生活热水供应系统，其中，所述风冷热泵系统00)包括室内机和室外换热器(22)，其特征在于还包括上述任意一项权利要求所述的节能装置(10)，所述节能装置(10)的第一组接口(R)的一个端部(ROl)与所述室外换热器0 相连接，另一个端部 (R02)与所述室内机(21)相连接。
7.根据权利要求6所述的太阳能补蓄热风冷热泵设备的节能系统，其特征在于所述室内机包括压缩机(23)、室内换热器04)以及分别与所述室内换热器04)相连的节流阀0 和四通阀( )，所述压缩机的两端均与所述四通阀06)相连，并且与所述室内机相连的端部(R02)与所述四通阀06)相连。
8.根据权利要求7所述的太阳能补蓄热风冷热泵设备的节能系统，其特征在于所述节能装置第二组接口( 的两个端部(S01、S(^)分别与太阳能集热系统(30)相连。
9.根据权利要求8所述的太阳能补蓄热风冷热泵设备的节能系统，其特征在于所述节能装置第三组接口(W)的两个端部(W01、W(^)分别与生活热水供应系统相连。
10.根据权利要求9所述的太阳能补蓄热风冷热泵设备的节能系统，其特征在于所述节能系统还包括控制装置，且在所述储热罐O)以及室外换热器0 上还设有温度传感器，所述温度传感器以及所述第一电磁阀组(FOl)和第二电磁阀组(FO》均与所述控制装置相连。
全文摘要
本发明涉及一种太阳能补蓄热风冷热泵设备的节能装置及节能系统。其中所述节能装置包括具有至少第一组接口、第二组接口和第三组接口的壳体，所述的三组接口均具有至少两个端部，所述壳体内设有分别与所述第二组接口和第三组接口相连接的储热罐以及分别与所述储热罐相连并交替开闭的第一电磁阀组和第二电磁阀组，其中，所述第一电磁阀组的一端与所述储热罐相连，另一端与所述第一组接口的一个端部相连，且所述第一组接口的两个端部之间设有旁通管路，所述第二电磁阀组设置在该旁通管路上。本发明使得现有的太阳能集热系统和风冷热泵系统能够协同工作，实现在夏季改善风冷热泵系统的制冷效率，并能够为家庭提供全免费的生活热水。
文档编号F24F13/00GK102305460SQ20111030692
公开日2012年1月4日 申请日期2011年10月11日 优先权日2011年10月11日
发明者吕建军, 孟祥君 申请人:北京卡林新能源技术有限公司