专利名称：太阳能热水空调器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及太阳能光热利用技术，尤其涉及一种太阳能热水空调器。
(2)背景技术现有的制冷空调主要有蒸汽压缩式制冷、吸收式制冷和蒸汽喷射制冷三种，其中蒸汽压缩式制冷是以电力为主要能源，其制冷循环中以压缩机作功，使工质从低温低压的气体状态上升为高温高压的气体状态；吸收式制冷以及蒸汽喷射制冷则以煤、气(煤气、天然气、液化石油气)、油或电所生产的水蒸气或热水为主要能源，吸收式制冷循环以一对相互溶解的物质作为工质对(制冷剂和吸收剂)，利用不同的温度和压力下的溶解浓度不同而产生析出和吸收的两个相反过程，实现制冷剂的相变，达成制冷循环；蒸汽喷射制冷以水为工质，其喷射器需产生相当大的真空容积，使水大量蒸发而制冷。这两种可以利用余热、废热的热法制冷，因循环效率低，须耗用大量的冷却水，机组庞大，无法进入家用空调领域。
(3)实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种太阳能热水空调器，利用太阳能热水器的热水为主要工作能源，从而有利于节能和降低地球温室效应，并且热效率高、机组大小合适，易于进入家用空调领域。
本实用新型所提供的一种太阳能热水空调器，它由工作热源、制冷系统及风机盘管三个部分组成，其中，工作热源由太阳能热水器、高温热水箱、加热器、低温热水箱及夜间运行管路通过管道环路连接而成；制冷系统由加热器、膨胀阀、包含蒸发器的蓄冷器、喷射混合器、冷凝器及输液泵通过管道连接而成，其中加热器与喷射混合器相连，并与膨胀阀连通；喷射混合器与冷凝器相连，然后经输液泵回转至加热器；膨胀阀与蓄冷器中的蒸发器连通，蒸发器的另一端则与喷射混合器的吸入口连通；设置在各房间的风机盘管以管路与蓄冷器中的换热器及工作热源分别组成回路。
上述的太阳能热水空调器，制冷系统还包括压力开关、气液分离器、储液罐、气包、单向阀及汽液分离塔，该压力开关和气液分离器管道连接后置于加热器的出口管道和喷射混合器进口管道之间；该单向阀通端和汽液分离塔连接，其止端接通插在喷射混合器出口至冷凝器进口的管路中间的气包；该气液分离塔一端与冷凝器的出口连接，另一端与输液泵的进口连接。
上述的太阳能热水空调器，高温热水箱具有三个腔体，由三通控制其相互的连通方式。
上述的太阳能热水空调器，蓄冷器内置一个复合的翅片式热交换器，其蒸发器管路与热交换器管路可以平行贴近配置于同一套翅片上。
上述的太阳能热水空调器，各喷射混合器可以与气包组合，形成若干级喷射器，级间连通可以是并联的，也可以是串联的，并且所述膨胀阀可增加一个选用冰箱制冷工况所需的工作参数的品种。
上述的太阳能热水空调器，蓄冷器可以是一个空调蒸发器。
上述的太阳能热水空调器，汽液分离塔可以加装用于自动控制的液位传感器。
上述的太阳能热水空调器，加热器和低温热水箱之间可以设置截止阀。
上述的太阳能热水空调器，太阳能热水器中还可包含电加热器。
由于采用了上述的技术解决方案，以太阳能热水器的热水为主要工作能源，制冷循环工作时，加热器输出的高温高压工质液体一路经膨胀阀连通蓄冷器内的蒸发器，汽化制冷后进入喷射混合器；高温高压工质气体一路经压力开关，连通气液分离器，进入喷射混合器，喷射吸收、混合扩压后经气包到达冷凝器；冷凝的工质液体经汽液分离塔，由溶液泵输入加热器，完成循环。风机盘管以水为冷媒，经过蓄冷器时取得冷量，满足制冷空调的需要。采暖时，切断工作热源的高温热水去制冷循环的通路，高温热水直接进入风机盘管，向室内提供热量。另外一个重要功能是，工作热源的低温热水箱可随时提供生活热水。本实用新型仅用一种物质即可实现吸收以及相变，高效地达成制冷循环。
(4)
图1是本实用新型实施例附图。
(5)具体实施方式
本实用新型的结构和如图1所示，它由工作热源、制冷系统及风机盘管三个部分组成，其中，工作热源由太阳能热水器1、高温热水箱3、加热器5、低温热水箱8及夜间运行管路6通过管道环路连接而成；制冷系统由加热器5、膨胀阀11、蓄冷器9、若干个并联喷射混合器18、冷凝器12及输液泵16通过管道连接而成，其中加热器5分别与若干个并联喷射混合器18相连，并与膨胀阀11相连，通向蓄冷器9；喷射混合器18与冷凝器12相连，经输液泵16回转至加热器5；设置在各房间的风机盘管10以管路连通蓄冷器9及工作热源。其中制冷系统还包括压力开关4、气液分离器21、储液罐19、气包13、单向阀14及汽液分离塔15，该压力开关4和气液分离器21管道连接后置于加热器5的出口和喷射混合器18进口之间，该单向阀14置于气包13与汽液分离塔15之间，汽液分离塔15置于冷凝器12与输液泵16之间，均以管路连接。
高温热水箱3具有三个腔体，由三通2控制其相互的连通方式。
蓄冷器9内置一个复合的翅片式热交换器，其蒸发器管路与热交换器管路可以平行贴近配置于同一套翅片上。
各喷射混合器18与气包17组合，形成二级喷射器，级间连通可以是并联的，也可以是串联的。
膨胀阀11选用适应各制冷工质及工况所需的工作参数的品种。
加热器5和低温热水箱8之间设置截止阀。
汽液分离塔15可以加装用于自动控制的液位传感器。
由上述的结构，使得高温热水箱输出70℃以上的高温热水，经加热器，提供热量给空调制冷系统应用后，温度下降至50℃左右，进入低温热水箱；低温热水箱中的热水，可供生活应用；用去的部分由自来水补充；低温热水箱中的热水输入太阳能热水器中，采集太阳光热能；可以采用直流式或强迫循环式，使水加热到70℃以上再流入高温热水箱；高温热水箱由三个腔体组成，或为三个分箱；其中一个为在用高温热水；一个储存富余高温热水；最后一个为空箱，当夜间循环工作时，储存用过的低温热水。如在高温热水箱中配置电加热器作辅助能源，则可在阴雨天气也能提供空调；而且因为高温热水箱是一个容积式贮热装置，可充分利用深夜的富余电能。
蓄冷器中盛有防冻的蓄冷液，下部置有复合热交换器，其中包括蒸发器管路与冷媒热交换器，两者管路贴近，平行逆向，使冷媒迅速获得冷量；也可以分为两个热交换器，同置于蓄冷器内。蓄冷器具有较大的容积，以积蓄足够的冷量，供夜间高温热水用尽后，维持一段时间的空调需要。
冬季采暖，可切断高温热水箱去加热器至蓄冷器的回路，直接将高温热水通入风机盘管，经低温热水箱，形成供暖回路。由此可见，制冷时设置蓄冷器，使进入室内制冷空调的风机盘管器中所用的冷媒可以为水，就可以方便的实现制冷与采暖的切换。
加热器是一种逆向流程的壳管式热交换器，可以是一进两出(如图所示)；也可以分为两个，各自运行；还可以是其他形式的高效的热交换器。
对于单纯用于空调的系统，采用高温低压的制冷剂，如缓禁的R123、二甲醚系制冷剂等，可以只用一级喷射器。为了提高热能利用的效率，宜采用两级以上的喷射器，还可以获得较低的制冷温度，以便在夜间维持更长时间的制冷空调。进而可以再加一级喷射器，在进入膨胀阀前分出一支路，实行冷冻制冷工况，用于冰箱蒸发器。
除了制冷工质流通的管路部分，全系统没有高压容器，极为安全。为了确保工质流通系统的密封性，溶液泵须采用屏蔽泵、隔膜泵、磁力泵等高密封性的泵体。
加热器输出高温高压工质气体的一路上有压力开关，用以确保系统在一个稳定的有效的压力下进行工作。汽液分离塔设有液位感应开关，以确保溶液泵的安全工作。各三通阀、截止阀均采用电磁阀。全系统的调节、控制、切换均可方便地实现全自动化。
除了电气自动化控制装置所需的些少电能之外，风机盘管、冷凝器风机、溶液泵、冷媒水泵、太阳能热水器循环泵等所需的辅助电能也极为有限。本实用新型具有对大气层温室效应最低的优越性。
由于本实用新型的制冷空调部分的主要工作能源为热水，故任何产生热水的手段或余热、废热，只要温度达70℃以上，均可应用本实用新型。
上述工作热源为太阳能热水器，也可以在其中增设电加热器，作为无日照时段使用。
本实用新型的工作原理为高性能太阳能热水器可以提供70℃以上的热水作为工作热源。高温热水进入加热器，将溶液泵送来的中温中压的工质液体加热，分为高温高压的气、液两路输出；高温高压的气体一路经气液分离器，分离出的高温高压工质液体进储液罐后，在高压气体压迫下输出，与加热器输出的另一路高温高压的工质液体在同样的压力下汇合，进入膨胀阀节流减压，在蓄冷器的蒸发器管路中膨胀吸热，产生制冷作用；气液分离器输出的高温高压的工质气体通向喷射混合器，由高压喷射所产生的负压作用将蒸发器来的低温低压工质气体吸收、混合、扩压后，成为温度和压力处于中间状态的工质气体，进入气包中储存稳压，然后输送至风冷式冷凝器中放热冷凝为中温中压的工质液体；中温中压的工质液体进入汽液分离塔，混在液体中的气体升聚至塔顶，塔顶的单向阀防止了气包中的气体倒灌，又维持塔内一定的压力，防止液体汽化，并避免了溶液泵中的气蚀现象；中温中压的工质液体由溶液泵输送到加热器，从而完成整个制冷循环。
权利要求1.一种太阳能热水空调器，其特征在于，它由工作热源、制冷系统及风机盘管三个部分组成，其中，工作热源由太阳能热水器(1)、高温热水箱(3)、加热器(5)、低温热水箱(8)及夜间运行管路(6)通过管道环路连接而成；制冷系统由加热器(5)、膨胀阀(11)、包含蒸发器的蓄冷器(9)、喷射混合器(18)、冷凝器(12)及输液泵(16)通过管道连接而成，其中加热器(5)与喷射混合器(18)相连，并与膨胀阀(11)连通；喷射混合器(18)与冷凝器(12)相连，然后经输液泵(16)回转至加热器(5)；膨胀阀(11)与蓄冷器(9)中的蒸发器连通，蒸发器的另一端则与喷射混合器(18)的吸入口连通；设置在各房间的风机盘管(10)以管路与蓄冷器(9)中的换热器及工作热源分别组成回路。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能热水空调器，其特征在于，所述的制冷系统还包括压力开关(4)、气液分离器(21)、储液罐(19)、气包(13)、单向阀(14)及汽液分离塔(15)，该压力开关(4)和气液分离器(21)管道连接后置于加热器(5)的出口管道和喷射混合器(18)进口管道之间；该单向阀(14)通端和汽液分离塔(15)连接，其止端接通插在喷射混合器(18)出口至冷凝器(12)进口的管路中间的气包(13)；该气液分离塔(15)一端与冷凝器(12)的出口连接，另一端与输液泵(16)的进口连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种太阳能热水空调器，其特征在于，所述的高温热水箱(3)具有三个腔体，由三通(2)控制其相互的连通方式。
4.根据权利要求1或2所述的一种太阳能热水空调器，其特征在于，所述的蓄冷器(9)内置一个复合的翅片式热交换器，其蒸发器管路与热交换器管路可以平行贴近配置于同一套翅片上。
5.根据权利要求1或2所述的一种太阳能热水空调器，其特征在于，所述的各喷射混合器(18)可以与气包(17)组合，形成若干级喷射器，级间连通可以是并联的，也可以是串联的，并且所述膨胀阀(11)可增加一个选用冰箱制冷工况所需的工作参数的品种。
6.根据权利要求1或2所述的一种太阳能热水空调器，其特征在于，所述的蓄冷器(9)可以是一个空调蒸发器。
7.根据权利要求2所述的一种太阳能热水空调器，其特征在于，所述汽液分离塔(15)可以加装用于自动控制的液位传感器。
8.根据权利要求1所述的一种太阳能热水空调器，其特征在于，所述的加热器(5)和低温热水箱(8)之间可以设置截止阀。
9.根据权利要求1所述的一种太阳能热水空调器，其特征在于，所述的太阳能热水器(1)中还可包含电加热器。
专利摘要一种太阳能热水空调器,由工作热源、制冷系统及风机盘管所组成,工作热源由太阳能热水器、高温热水箱、加热器、低温热水箱及夜间运行管路通过管道环路连接而成;制冷系统由加热器、膨胀阀、蓄冷器、喷射混合器、冷凝器及输液泵通过管道连接而成,其中:加热器与喷射混合器相连,并与膨胀阀连通;喷射混合器与冷凝器相连,然后经输液泵回转至加热器;膨胀阀与蓄冷器中的蒸发器连通,蒸发器的另一端则与喷射混合器的吸入口连通;设置在各房间的风机盘管以管路与蓄冷器中的换热器及工作热源分别组成回路。本实用新型利用太阳能热水器的热水为主要工作能源,从而有利于节能和降低地球温室效应,并且热效率高、机组大小合适,易于进入家用空调领域。
文档编号F25B27/00GK2504570SQ01254138
公开日2002年8月7日 申请日期2001年10月12日 优先权日2001年10月12日
发明者施展, 严德荣 申请人:施展, 严德荣