专利名称：一种太阳能辅助热泵冷热水一体机的制作方法
技术领域：
一种太阳能辅助热泵冷热水一体机
技术领域：
本实用新型涉及暖通空调以及太阳能利用领域，尤其是一种太阳能辅助热泵冷热 水一体机装置。
背景技术：
近年来，商品房开始有越来越大的市场需求趋势。随着面积超过IOOm2以上的住 宅、复式住宅的增加，介于大型中央空调系统与家用空调之间的空白点便显露出来，小型中 央空调融合了传统中央空调和家用空调各自的优点，与传统的中央空调相比，在空间利用、 安装和节能等方面都具有优势。我国的小型中央空调走的是“水系统”的道路，主要发展的 是冷水(热泵)机组的型式，冷水(热泵)机组的输送介质通常为水或乙二醇溶液。以水为 介质时，冷热水机组的室外机组制出空调冷热水，再由管路系统输送至室内的各末端装置， 在末端装置处冷热水与室内空气进行热量交换，产生冷热风，从而消除房间空调负荷。它是 一种集中产生冷热量，但分散处理房间的空调负荷的空调系统模式。小型中央空调整个制 冷设备制造行业中增长速度最快的一个行业。热水供应占据了家庭及商业用户能源消耗中的一大部分。在世界大多数家庭能量 需求中，约有1/4 1/3来源于对热水的需求，例如日本，1999年家用热水能耗已占家庭总 能耗的34%。由于近年人们生活习惯的改变和生活质量的提高，住宅和专用建筑物越来越 重视热水供应。目前国内家庭日常生活中所需要的热水大部分均通过专门的热水器(如电 热水器、燃气热水器等)获得。这些装置都是用高品位的能量来换取同等数量的低品位热 量，不符合节能的原则。这就使研究开发新型热水系统为家庭洗浴用户提供温度为40 50°C的生活热水显得非常有意义。作为可再生能源的太阳能的季节特性很明显，夏天日照 时间长，投射角较大，获得的能量比较多，冬天则反之。由于技术、经济方面的原因，太阳能 设备还不能够更有效地跨季节使用。热泵由于能实现把低温位热能输送至高温位的功能，能大量利用自然资源和余热 资源中的热量，有效节省了空调冷热水、热水供应所需的一次能源。将太阳能热利用与热泵 技术有机结合起来，弥补常规太阳能热利用方式的不足，充分发挥各自的优势，已成为其中 一个重要的研究方向。
实用新型内容本实用新型的目的就是为了解决现有技术中存在的问题，提出一种太阳能辅助热 泵冷热水一体机，不但能够将空调、热水器一体化设计，而且能够大量利用可再生资源和余 热资源中的热量，有效节省空调冷热水、热水供应所需的一次能源，起到节能作用。为实现上述目的，本实用新型专利提出了一种太阳能辅助热泵冷热水一体机，包 括制冷剂循环系统，所述制冷剂循环系统上还连接有冷冻水循环系统和生活热水循环系 统，所述制冷剂循环系统包括压缩机，压缩机的高压出口与壳管式换热器的第一端口相连， 壳管式换热器的第二端口与四通换向阀的第一端口相连，四通换向阀的第二端口与室外换热器的第一端口相连，室外换热器的第二端口经干燥过滤器、双向膨胀阀后与板式换热器 的第一端口相连，板式换热器的第二端口与四通换向阀的第三端口相连，四通换向阀的第 三端口与四通换向阀的第四端口相连，四通换向阀的第四端口与压缩机的低压进口相连。作为优选，所述冷冻水循环系统包括第一水泵，第一水泵的出口与板式换热器的 水流第三端口相连，板式换热器的水流第四端口与太阳能-水换热设备的第一端口相连， 太阳能-水换热设备的第二端口与室内换热器的第一端口相连，室内换热器的第二端口 与第一水泵入口相连。作为优选，所述生活热水循环系统包括保温水箱，所述保温水箱与太阳能集热装 置相连，保温水箱的第一端口与第二水泵的入口相连，第二水泵的出口与壳管式换热器的 第三水流端口相连，壳管式换热器的第四水流端口与保温水箱的第二端口相连。作为优选，所述第二水泵的出口处还连接有膨胀水箱。作为优选，所述室外换热器为风冷换热器。本实用新型专利的有益效果本实用新型通过太阳能热利用与热泵技术有机结合 起来，弥补常规太阳能热利用方式的不足，充分发挥各自的优势，能大量利用可再生资源和 余热资源中的热量，有效节省了空调冷热水、热水供应所需的一次能源，起到节能作用。并 且该装置将空调、热水器一体化设计，实现了一套设备两种使用功能，有利于在家庭中推广 应用。
图1是本实用新型一种太阳能辅助热泵冷热水一体机的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种太阳能辅助热泵冷热水一体机包括制冷剂循环系统，所述制冷 剂循环系统上还连接有冷冻水循环系统和生活热水循环系统。制冷剂循环系统为压缩机1的高压出口与壳管式换热器2的第一端口相连，壳管 式换热器2的第二端口与四通换向阀3的第一端口相连，四通换向阀3的第二端口与室外 换热器4的第一端口相连，室外换热器4的第二端口经干燥过滤器5、双向膨胀阀6与板式 换热器7的第一端口相连，板式换热器7的第二端口与四通换向阀3的第三端口相连，四通 换向阀3的第三端口与四通换向阀3的第四端口相连，四通换向阀3的第四端口与压缩机 1的低压进口相连。冷冻水(采暖热水)循环系统第一水泵15的出口与板式换热器7的水流第三 端口相连，板式换热器7的水流第四端口与太阳能-水换热设备13的第一端口相连，太阳 能-水换热设备13的第二端口与室内换热器14的第一端口相连，室内换热器14的第二端 口与第一水泵15的入口相连。生活热水循环系统保温水箱9与太阳能集热装置12相连，保温水箱9的第一端 口与第二水泵16的入口相连，第二水泵16的出口与壳管式换热器2的第三水流端口相连， 壳管式换热器2的第四水流端口与保温水箱9的第二端口相连，生活热水循环系统装有膨 胀水箱8。本实用新型专利能实现的主要功能有热泵制取冷冻水+太阳能热泵共制生活热水，太阳能辅助热泵制取采暖热水和生活热水。夏季通过太阳能集热装置加热保温水箱9中的水，提供家庭生活热水，空气源热 泵提供空调冷冻水，同时利用空气源热泵制冷过程产生的冷凝热来制取家庭生活热水，弥 补梅雨季节太阳能低密度的缺陷。制冷剂循环具体流程为从压缩机1出来的高温高压制 冷剂流经壳管式换热器2，在管壳式换热器2释放部分冷凝热制取生活热水后，经过四通换 向阀3，流向室外换热器4进一步冷凝，再依次流向干燥过滤器5，双向膨胀阀6，在板式换热 器7中与冷冻水换热制取冷冻水，最后经过四通换向阀回到压缩机1，实现循环过程。在春秋季节优先使用太阳能提供生活热水，在太阳能不足的情况下，采用空气源 热泵反向运行提供热水，从而在节能的基础上满足了家庭的全天候热水供应。冬季优先使用太阳能提供生活或采暖热水，应用系统能量优化，在太阳能无法提 供足够的热量的时候，空气源热泵运行满足系统采暖和热水供应目的。在热泵制取热水时， 制冷剂循环具体流程为从压缩机1出来的高温高压制冷剂流经管壳式换热器2，在管壳式 换热器2释放部分冷凝热制取生活热水后，经过四通换向阀3，流向板式换热器7进一步冷 凝释放冷凝热制取供暖热水，再依次流向双向膨胀阀6，干燥过滤器5，在室外换热器4中 吸收空气热量升温，最后经过四通换向阀回到压缩机1，实现循环过程。在循环过程中通过 控制阀门10、11的开启度来控制生活热水和供暖热水的供给比例。经过近30年来的改革开放，整个国民经济有了一个长足的发展，人们的收入都有 不同程度的提高，作为经济发展较好的江浙地区，造就了一批富人队伍。他们追求高品质的 生活环境，对住宅面积及其环境提出了更高的要求，别墅或大面积居室成了他们的选择目 标，而室内舒适环境的创造，依靠传统中央空调以及不节能的电热水器、燃气热水器显然是 不现实的，而普通家用空调对大面积居室来说，装一台无法满足室内要求，装多台又显得既 不合理也不合算。太阳能辅助热泵冷热水一体机的发明，完善地解决了这一矛盾。并且该 装置将空调、热水器一体化设计，实现了一套设备两种使用功能，有利于在家庭中推广。上述实施例是对本实用新型的说明，不是对本实用新型的限定，任何对本实用新 型简单变换后的方案均属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种太阳能辅助热泵冷热水一体机，其特征在于包括制冷剂循环系统，所述制冷 剂循环系统上还连接有冷冻水循环系统和生活热水循环系统，所述制冷剂循环系统包括压 缩机，压缩机的高压出口与壳管式换热器的第一端口相连，壳管式换热器的第二端口与四 通换向阀的第一端口相连，四通换向阀的第二端口与室外换热器的第一端口相连，室外换 热器的第二端口经干燥过滤器、双向膨胀阀后与板式换热器的第一端口相连，板式换热器 的第二端口与四通换向阀的第三端口相连，四通换向阀的第三端口与四通换向阀的第四端 口相连，四通换向阀的第四端口与压缩机的低压进口相连。
2.如权利要求1所述的一种太阳能辅助热泵冷热水一体机，其特征在于所述冷冻水 循环系统包括第一水泵，第一水泵的出口与板式换热器的水流第三端口相连，板式换热器 的水流第四端口与太阳能-水换热设备的第一端口相连，太阳能-水换热设备的第二端口 与室内换热器的第一端口相连，室内换热器的第二端口与第一水泵入口相连。
3.如权利要求2所述的一种太阳能辅助热泵冷热水一体机，其特征在于所述生活热 水循环系统包括保温水箱，所述保温水箱与太阳能集热装置相连，保温水箱的第一端口与 第二水泵的入口相连，第二水泵的出口与壳管式换热器的第三水流端口相连，壳管式换热 器的第四水流端口与保温水箱的第二端口相连。
4.如权利要求3所述的一种太阳能辅助热泵冷热水一体机，其特征在于所述第二水 泵的出口处还连接有膨胀水箱。
5.如权利要求1 4中任一项所述的一种太阳能辅助热泵冷热水一体机，其特征在于 所述室外换热器为风冷换热器。
专利摘要本实用新型公开了一种太阳能辅助热泵冷热水一体机，包括制冷剂循环系统，所述制冷剂循环系统上还连接有冷冻水循环系统和生活热水循环系统，所述制冷剂循环系统包括压缩机，压缩机的高压出口与壳管式换热器的第一端口相连，壳管式换热器的第二端口与四通换向阀的第一端口相连，四通换向阀的第二端口与室外换热器的第一端口相连，室外换热器的第二端口经干燥过滤器、双向膨胀阀后与板式换热器的第一端口相连。本实用新型通过太阳能热利用与热泵技术有机结合，能大量利用可再生资源和余热资源中的热量，起到节能作用，并且该装置将空调、热水器一体化设计，实现了一套设备两种使用功能，有利于在家庭中推广应用。
文档编号F25B29/00GK201885483SQ201020636848
公开日2011年6月29日 申请日期2010年11月23日 优先权日2010年11月23日
发明者余才宽, 姜坪, 王志毅 申请人:浙江理工大学