CN105276730A - 自循环热泵太阳能空调装置及其设置方法 - Google Patents

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张明杰
于世鹏
袁俊军
丁爽
罗荣邦
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Abstract

本发明提供一种自循环热泵太阳能空调装置及其设置方法，包括均具有储液空间的室内换热器和室外换热器，所述室内换热器和所述室外换热器通过气管和液管形成密封循环，且所述室内换热器的安装高度高于所述室外换热器的安装高度。本发明提供的自循环热泵太阳能空调装置，通过直接使用太阳能对室内进行换热，不消耗电能，使用太阳能制热，并且使用太阳能板强化吸热。利用气体膨胀和重力自运转，没有压缩机和节流装置，没有压缩和节流噪音。没有压缩机，没有振动，高寿命长，可靠性。

Description

自循环热泵太阳能空调装置及其设置方法
技术领域
本发明属于空调设备领域，尤其涉及一种自循环热泵太阳能空调装置及其设置方法。
背景技术
普通家用空调都是使用蒸汽压缩循环制冷制热，需要压缩机压缩制冷剂循环换热，一方面耗电高，另一方面噪音大，容易出现故障，尤其是制热时，高压直接进入室内，压缩机压缩振动噪音容易传入室内，而且压缩机振动大，长时间运行，可靠性与寿命受限。
我们拥有丰富的太阳能资源，现在主要到利用方式为光伏发电和太阳能热水器，一般光伏发电，将热能转化为电能，成本昂贵且转化效率不高，而太阳能热水器加热热水后，如果用了给室内制热，需要水泵循环，且只能依靠水的显热循环，换热效率低。
发明内容
因此，本发明提供一种能够通过室外太阳能对室内进行换热的自循环热泵太阳能空调装置及其设置方法。
一种自循环热泵太阳能空调装置，包括均具有储液空间的室内换热器和室外换热器，所述室内换热器和所述室外换热器通过气管和液管形成密封循环，且所述室内换热器的安装高度高于所述室外换热器的安装高度。
所述室外换热器为太阳能集热装置。
所述室内换热器为风扇式换热器或辐射板式换热器。
所述气管上设置有朝向所述室内换热器的单向阀；所述液管上设置有朝向所述室外换热器的单向阀。
所述气管直径大于所述液管直径；所述室内换热器的储液空间大于所述室外换热器的储液空间。
所述室内换热器、所述室外换热器、所述气管和所述液管内部充有制冷剂。
所述室外换热器与所述气管的接口高于所述室外换热器与所述液管的接口。
所述气管和所述液管上设置有压力传感器，且所述气管和所述液管之间设置有泄压装置，所述压力传感器与所述泄压装置电连接。
一种如上述的自循环热泵太阳能空调装置的设置方法，包括：
测定所述室内换热器的储液空间的体积Vn；
测定所述室外换热器的储液空调的体积Vw；
测定所述气管和所述液管的体积Vl；
确定制冷剂，并确定所述制冷剂的饱和密度n；
计算所述自循环热泵太阳能空调装置内的制冷剂质量：
M＝(Vn+Vw+Vl)·n；
所述饱和密度包括饱和气体密度ng和饱和液态密度nl；
所述自循环热泵太阳能空调装置内最大制冷剂质量：
Mmax＝(Vn+Vw+Vl)·ng；
所述自循环热泵太阳能空调装置内最小制冷剂质量：
Mmax＝(Vn+Vw+Vl)·nl。
所述自循环热泵太阳能空调装置内的制冷剂质量范围为：
Vw·nl+(Vn+Vl)·ng<M<(Vw+Vl+1/2Vn)·ng+1/2Vn·ng。
本发明提供的自循环热泵太阳能空调装置，通过直接使用太阳能对室内进行换热，不消耗电能，使用太阳能制热，并且使用太阳能板强化吸热。利用气体膨胀和重力自运转，没有压缩机和节流装置，没有压缩和节流噪音。没有压缩机，没有振动，高寿命长，可靠性。
附图说明
图1是本发明提供的自循环热泵太阳能空调装置的结构示意图；
图2是本发明提供的自循环热泵太阳能空调装置的具有泄压装置的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体的实施例并结合附图来详细说明本发明。
如图1所示的自循环热泵太阳能空调装置，包括均具有储液空间的室内换热器1和室外换热器2，所述室内换热器1和所述室外换热器2通过气管3和液管4形成密封循环，且所述室内换热器1的安装高度高于所述室外换热器2的安装高度。
所述室外换热器2为太阳能集热装置，所述室外换热器2的储液空间内有液态制冷剂，当受到阳光照射后，内部制冷剂温度会升高，超过制冷剂相变温度后，制冷剂被汽化为气体，体积膨胀，气态制冷剂会通过所述气管3进入室内机，高温的气态制冷剂进入室内机后，向室内供热，自身被冷却为过冷的液体，因为液体制冷剂的重力原因，经过所述液管4向下流动回到室外换热器2，继续被阳光加热，完成自循环。。
所述室内换热器1为风扇式换热器或辐射板式换热器。
所述气管3上设置有朝向所述室内换热器1的单向阀；所述液管4上设置有朝向所述室外换热器2的单向阀。
所述气管3直径大于所述液管4直径；所述室内换热器1的储液空间大于所述室外换热器2的储液空间。
所述室内换热器1、所述室外换热器2、所述气管3和所述液管4内部充有制冷剂。
所述室外换热器2与所述气管3的接口高于所述室外换热器2与所述液管4的接口。
所述气管3和所述液管4上设置有压力传感器，且所述气管3和所述液管4之间设置有泄压装置5，所述压力传感器与所述泄压装置5电连接。
一种如上述的自循环热泵太阳能空调装置的设置方法，包括：
测定所述室内换热器1的储液空间的体积Vn；
测定所述室外换热器2的储液空调的体积Vw；
测定所述气管3和所述液管4的体积Vl；
确定制冷剂，并确定所述制冷剂的饱和密度n；
计算所述自循环热泵太阳能空调装置内的制冷剂质量：
M＝(Vn+Vw+Vl)·n；
所述饱和密度包括饱和气体密度ng和饱和液态密度nl；
所述自循环热泵太阳能空调装置内最大制冷剂质量：
Mmax＝(Vn+Vw+Vl)·ng；
所述自循环热泵太阳能空调装置内最小制冷剂质量：
Mmax＝(Vn+Vw+Vl)·nl。
所述自循环热泵太阳能空调装置内的制冷剂质量范围为：
Vw·nl+(Vn+Vl)·ng<M<(Vw+Vl+1/2Vn)·ng+1/2Vn·ng
所述液管4为液态制冷剂流动，所述气管3为气体制冷剂流动，因为***循环流量相同，而制冷剂的气态密度要小于液态密度，为保证循环效率，所述液管4内部直径应小于所述气管3。
因为本申请提供的自循环热泵太阳能空调装置只能制热，在夏天等不需要的时候需要可以控制空调不开启，***内可以设置开关或阀门，切断***循环。
进一步的，如图2所示的，当自循环热泵太阳能空调装置不使用时，室外侧受太阳光照射会造成室外温度升高，压力变高，可在***增加一个备用所述泄压装置5，开关控制当室内机不开启时，开启备用所述泄压装置5替代室内换热器1的作用。
也可以在所述泄压装置5的两端增加压力控制阀，当压力过高时接通降压。
由以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种自循环热泵太阳能空调装置，其特征在于：包括均具有储液空间的室内换热器和室外换热器，所述室内换热器和所述室外换热器通过气管和液管形成密封循环，且所述室内换热器的安装高度高于所述室外换热器的安装高度。
2.根据权利要求1所述的自循环热泵太阳能空调装置，其特征在于：所述室外换热器为太阳能集热装置。
3.根据权利要求1所述的自循环热泵太阳能空调装置，其特征在于：所述室内换热器为风扇式换热器或辐射板式换热器。
4.根据权利要求1所述的自循环热泵太阳能空调装置，其特征在于：所述气管上设置有朝向所述室内换热器的单向阀；所述液管上设置有朝向所述室外换热器的单向阀。
5.根据权利要求1所述的自循环热泵太阳能空调装置，其特征在于：所述气管直径大于所述液管直径；所述室内换热器的储液空间大于所述室外换热器的储液空间。
6.根据权利要求1所述的自循环热泵太阳能空调装置，其特征在于：所述室内换热器、所述室外换热器、所述气管和所述液管内部充有制冷剂。
7.根据权利要求1所述的自循环热泵太阳能空调装置，其特征在于：所述室外换热器与所述气管的接口高于所述室外换热器与所述液管的接口。
8.根据权利要求1所述的自循环热泵太阳能空调装置，其特征在于：所述气管和所述液管上设置有压力传感器，且所述气管和所述液管之间设置有泄压装置，所述压力传感器与所述泄压装置电连接。
9.一种如权利要求1至8中任一项所述的自循环热泵太阳能空调装置的设置方法，其特征在于：包括：
测定所述室内换热器的储液空间的体积Vn；
测定所述室外换热器的储液空调的体积Vw；
测定所述气管和所述液管的体积Vl；
确定制冷剂，并确定所述制冷剂的饱和密度n；
计算所述自循环热泵太阳能空调装置内的制冷剂质量：
M＝(Vn+Vw+Vl)·n。
10.根据权利要求9所述的设置方法，其特征在于：所述饱和密度包括饱和气体密度ng和饱和液态密度nl；
所述自循环热泵太阳能空调装置内最大制冷剂质量：
Mmax＝(Vn+Vw+Vl)·ng；
所述自循环热泵太阳能空调装置内最小制冷剂质量：
Mmax＝(Vn+Vw+Vl)·nl。
11.根据权利要求10所述的设置方法，其特征在于：所述自循环热泵太阳能空调装置内的制冷剂质量范围为：
Vw·nl+(Vn+Vl)·ng<M<(Vw+Vl+1/2Vn)·ng+1/2Vn·ng。
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