CN206361860U - 带相变蓄热功能的直膨式热泵空调采暖及热水*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种带相变蓄热功能的直膨式热泵空调采暖及热水***，包括太阳能相变集热器(1)、风冷换热器(2)、压缩机(3)、水箱(4)与室内盘管，所述太阳能相变集热器(1)内的工质出口则通过出口路线连接到所述水箱(4)内的第一换热盘管(H1)的一端，所述第一换热盘管(H1)的另一端则通过入口路线连通到所述太阳能相变集热器(1)的工质入口；所述风冷换热器(2)与所述太阳能相变集热器(1)并联；所述压缩机(3)并联在所述出口路线中，在所述入口路线上并联有膨胀管路；所述水箱(4)内设有所述第一换热盘管(H1)以及一个第二换热盘管(H2)；所述第二换热盘管(H2)连通至所述室内盘管。本实用新型能够针对不同的季节，以及不同的日照条件，选择合理的工作模式，在保证制热(制冷)效率的同时最大限度地节约能源。

Description

带相变蓄热功能的直膨式热泵空调采暖及热水***

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能、热泵空调采暖及热水***。

背景技术

太阳能清洁且资源丰富，但是稳定性较差。热泵高效节能但是当环境温度较低时，蒸发器表面容易结霜，使制热效果变差甚至无法制热。直膨式太阳能热泵***将太阳能与热泵结合，提高了太阳能的利用率及热泵的效率，将太阳能相变集热器应用于***中，可以将多余太阳能存储起来，并能稳定压缩机的入口温度，对压缩机起保护作用。

专利“直膨式太阳能热泵空调及热水***”(CN1515850A)，将太阳能热泵供暖与冰蓄冷空调相结合，大大提高了集热器的效率和热泵的性能，但是没有考虑太阳的不稳定对热泵的入口温度的影响。专利“直膨式太阳能热泵***”(CN105716329A)将相变材料与集热器合而为一，做成太阳能集热器/蓄热/蒸发器，提高了热泵的稳定性，同时简化了***结构。但是太阳能必须通过热泵才能供暖，无法达到太阳能直接供暖的目的，且不能根据太阳能的强弱控制生活热水的供给。

发明内容

本发明提供一种带相变蓄热功能的直膨式热泵空调采暖及热水***，其目的是为了解决现有技术中存在的上述技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种带相变蓄热功能的直膨式热泵空调采暖及热水***，其特征在于：包括太阳能相变集热器、风冷换热器、压缩机、水箱与室内盘管，其中：

所述太阳能相变集热器设有第一进水口，并通过用水管路连接到第一出水口，所述太阳能相变集热器内的工质出口则通过出口路线连接到所述水箱内的第一换热盘管的一端，所述第一换热盘管的另一端则通过入口路线连通到所述太阳能相变集热器的工质入口；

所述风冷换热器与所述太阳能相变集热器并联；

所述压缩机并联在所述出口路线中，在所述入口路线上并联有膨胀管路；

所述水箱设有第二出水口，所述水箱通过进水管路连接有第二进水口；所述水箱内设有所述第一换热盘管以及一个第二换热盘管；

所述第二换热盘管连通至所述室内盘管；

此外，在所述进水管路与所述用水管路之间设有连通管路。

所述的带相变蓄热功能的直膨式热泵空调采暖及热水***，其中：所述出口路线上依次设有一号阀门、四号阀门与五号阀门，所述入口路线上依次设有六号阀门、八号阀门与九号阀门；

所述风冷换热器的一端通过二号阀门连接到所述出口路线上的一号阀门与四号阀门之间，其另一端通过十号阀门、七号阀门连接到所述入口路线上的八号阀门与九号阀门之间。

所述的带相变蓄热功能的直膨式热泵空调采暖及热水***，其中：所述膨胀管路的一端连通到所述七号阀门以及所述十号阀门，所述膨胀管路的另一端连接到所述入口路线上的六号阀门与八号阀门之间；

其中：所述膨胀管路包括位于该一端的一号单向阀和三号单向阀，还包括位于该另一端的二号单向阀和四号单向阀，一号单向阀与四号单向阀的限流方向一致，并与二号单向阀以及三号单向阀的限流方向相反，一号单向阀与二号单向阀相对设置并且一同连接到第一节点，三号单向阀与四号单向阀相对设置并且一同连接到第二节点，所述第一节点与第二节点之间的路线上设有电子膨胀阀。

所述的带相变蓄热功能的直膨式热泵空调采暖及热水***，其中：所述压缩机的一端经过四通换向阀之后通过三号阀门连接到所述出口路线上的一号阀门与四号阀门之间，并且连接在所述二号阀门与四号阀门之间的出口路线上；所述压缩机的另一端经过气液分离器以及所述四通换向阀之后连接到所述出口路线上的四号阀门与五号阀门之间。

所述的带相变蓄热功能的直膨式热泵空调采暖及热水***，其中：所述室内盘管包括地热盘管或风机盘管。

所述的带相变蓄热功能的直膨式热泵空调采暖及热水***，其中：所述室内盘管包括地热盘管和风机盘管。

夏季，本实用新型提供的***通过室外风冷热泵散热，通过室内风机盘管制冷，达到高效且舒适制冷的目的，同时太阳能相变集热器供生活热水。冬季，当太阳能较好时，可以直接供暖而不开启热泵。当太阳能不好或夜间时，开启热泵供暖或供生活热水。同时，冬季采用地暖盘管也符合人体的生理特点，更加舒适节能。采暖、制冷与生活水箱合而为一，使***结构更加紧凑，同时利用水箱的热分层，最热的上层供生活热水，中部供采暖热水。

附图说明

图1是本实用新型提供的带相变蓄热功能的直膨式热泵空调采暖及热水***的结构原理图。

附图标记说明：太阳能相变集热器 1，风冷换热器 2，压缩机 3，水箱 4，地热盘管5，风机盘管 6，储液器 7，干燥过滤器 8，电子膨胀阀 9，四通换向阀 10，气液分离器 11，阀门 F1-F20，单向阀 D1-D4，第一换热盘管 H1，第二换热盘管 H2，第一进水口 J1，第一出水口 C1，第二进水口 J2，第二出水口 C2。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本实用新型上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

如图1所示，本实用新型提供一种带相变蓄热功能的直膨式热泵空调采暖及热水***，包括太阳能相变集热器1、风冷换热器2、压缩机3、水箱4与室内盘管(例如：地热盘管5、风机盘管6)，其中：

所述太阳能相变集热器1设有第一进水口J1，并通过用水管路(依次设有十七号阀门F7、十九号阀门F9)连接到供应生活热水的第一出水口C1，所述太阳能相变集热器1内的工质出口则通过出口路线(依次设有一号阀门F1、四号阀门F4、五号阀门F5)连接到所述水箱4内的第一换热盘管H1的一端，所述第一换热盘管H1的另一端则通过入口路线(依次设有六号阀门F6、八号阀门F8、九号阀门F9)连通到所述太阳能相变集热器1的工质入口；

所述风冷换热器2与所述太阳能相变集热器1并联，具体来说：其一端通过二号阀门F2连接到所述出口路线上的一号阀门F1与四号阀门F4之间，其另一端通过十号阀门F10、七号阀门F7连接到所述入口路线上的八号阀门F8与九号阀门F9之间；此外，在所述入口路线上还并联有膨胀管路，所述膨胀管路的一端连通到所述七号阀门F7以及所述十号阀门F10，所述膨胀管路的另一端连接到所述入口路线上的六号阀门F6与八号阀门F8之间，其中：所述膨胀管路包括位于该一端的一号单向阀D1和三号单向阀D3，还包括位于该另一端的二号单向阀D2和四号单向阀D4，一号单向阀D1与四号单向阀D4的限流方向一致，并与二号单向阀D2以及三号单向阀D3的限流方向相反，一号单向阀D1与二号单向阀D2相对设置并且一同连接到第一节点，三号单向阀D3与四号单向阀D4相对设置并且一同连接到第二节点，由所述第一节点向第二节点的路线上依次设有储液器7、干燥过滤器8以及电子膨胀阀9；

所述压缩机3并联在所述出口路线中，具体来说，其一端经过四通换向阀10之后通过三号阀门F3连接到所述出口路线上的一号阀门F1与四号阀门F4之间，并且连接在所述二号阀门F2与四号阀门F4之间的出口路线上；所述压缩机3的另一端经过气液分离器11以及所述四通换向阀10之后连接到所述出口路线上的四号阀门F4与五号阀门F5之间；

所述水箱4设有供应生活热水的第二出水口C2，所述水箱4通过进水管路(设有十八号阀门F8)连接有第二进水口J2；所述水箱4内除了设有所述第一换热盘管H1，还设有第二换热盘管H2；

所述地热盘管5的两端分别通过十二号阀门F2、十三号阀门F3与所述第二换热盘管H2的两端相接；

所述风机盘管6的两端分别通过十四号阀门F4、十五号阀门F5与所述第二换热盘管H2的两端相接；

此外，在所述进水管路与所述用水管路之间设有连通管路，在所述连通管路上设有二十号阀门F10。

本实用新型根据季节不同、日照条件的不同而具有多种运行模式。

夏季运行模式：制冷+生活热水

由压缩机3流出高温高压的制冷剂经四通换向阀10，在经过三号阀门F3、二号阀门F2到风冷换热器2散热，再通过十号阀门F10、一号单向阀D1、储液器7、干燥器和电子膨胀阀9、四号单向阀D4、六号阀门F6进入第一换热盘管H1，冷却水箱4中的水，制冷剂再进入四通换向阀10、气液分离器11进入压缩机3入口。第二换热盘管H2中的工质与水箱4中的水换热后，经过十一号阀门F1、十四号阀门F4进入风机盘管6，对室内供冷，再进入十五号阀门F5、十六号阀门F6回到第二换热盘管H2。

自来水从第一进水口J1进入太阳能相变集热器1，经过十七号阀门F7、十九号阀门F9，从第一出水口C1中流出，供生活热水。

冬季运行模式：供暖+生活热水

白天太阳较好时，太阳能相变集热器1出来的制冷剂温度较高时，从太阳能相变集热器1中流出的制冷剂经过一号阀门F1、四号阀门F4、五号阀门F5进入第一换热盘管H1，加热水箱4中的水，再进入六号阀门F6、八号阀门F8、九号阀门F9回到太阳能相变集热器1。第二换热盘管H2中的工质与水箱4中的水换热后，经过十一号阀门F1、十二号阀门F2进入地热盘管5，对室内供暖，再进入十三号阀门F3、十六号阀门F6回到第二换热盘管H2。自来水从第一进水口J1进入集热器，经过十七号阀门F7、二十号阀门F10进入水箱4，从第二出水口C2流出，供生活热水。

当集热器出来的制冷剂温度较低时，从太阳能相变集热器1中流出的制冷剂经过一号阀门F1、三号阀门F3、四通换向阀10、气液分离器11进入压缩机3入口，从压缩机3出口流出，经过五号阀门F5进入第一换热盘管H1，加热水箱4中的水，再进入六号阀门F6、二号单向阀D2、储液器7、干燥过滤器8、电子膨胀阀9、三号单向阀D3、七号阀门F7、九号阀门F9回到太阳能相变集热器1。自来水从第二进水口J2经过十八号阀门F8进入水箱4，从第二出水口C2流出，供生活热水。

当夜晚或阴雨天时，可以利用水箱4中储存的热水供暖和生活热水，当水箱4中存储的热量不够时，制冷工质从风冷换热器2的出口流程，经过二号阀门F2、三号阀门F3、四通换向阀10、气液分离器11进入压缩机3入口，从压缩机3出口流出，经过五号阀门F5进入第一换热盘管H1，加热水箱4中的水，再进入六号阀门F6、二号单向阀D2、储液器7、干燥过滤器8、电子膨胀阀9、三号单向阀D3、十号阀门F10回到风冷换热器2，从而从室外环境中吸收热量，对水箱4中的水进行制热。自来水从第二进水口J2经过十八号阀门F8进入水箱4，从第二出水口C2流出，供生活热水。

因此，本实用新型提供的带相变蓄热功能的直膨式热泵空调采暖及热水***，能够针对不同的季节，合理选择舒适且环保的制热模式或制冷模式，还能够根据不同的日照条件，合理选择太阳能制热、太阳能+热泵制热或仅热泵制热等三种不同模式，在保证制热效率的同时最大限度地节约能源。

以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离本申请所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种带相变蓄热功能的直膨式热泵空调采暖及热水***，其特征在于：包括太阳能相变集热器(1)、风冷换热器(2)、压缩机(3)、水箱(4)与室内盘管，其中：

所述太阳能相变集热器(1)设有第一进水口(J1)，并通过用水管路连接到第一出水口(C1)，所述太阳能相变集热器(1)内的工质出口则通过出口路线连接到所述水箱(4)内的第一换热盘管(H1)的一端，所述第一换热盘管(H1)的另一端则通过入口路线连通到所述太阳能相变集热器(1)的工质入口；

所述风冷换热器(2)与所述太阳能相变集热器(1)并联；

所述压缩机(3)并联在所述出口路线中，在所述入口路线上并联有膨胀管路；

所述水箱(4)设有第二出水口(C2)，所述水箱(4)通过进水管路连接有第二进水口(J2)；所述水箱(4)内设有所述第一换热盘管(H1)以及一个第二换热盘管(H2)；

所述第二换热盘管(H2)连通至所述室内盘管；

此外，在所述进水管路与所述用水管路之间设有连通管路。

2.根据权利要求1所述的带相变蓄热功能的直膨式热泵空调采暖及热水***，其特征在于：所述出口路线上依次设有一号阀门(F1)、四号阀门(F4)与五号阀门(F5)，所述入口路线上依次设有六号阀门(F6)、八号阀门(F8)与九号阀门(F9)；

所述风冷换热器(2)的一端通过二号阀门(F2)连接到所述出口路线上的一号阀门(F1)与四号阀门(F4)之间，其另一端通过十号阀门(F10)、七号阀门(F7)连接到所述入口路线上的八号阀门(F8)与九号阀门(F9)之间。

3.根据权利要求2所述的带相变蓄热功能的直膨式热泵空调采暖及热水***，其特征在于：所述膨胀管路的一端连通到所述七号阀门(F7)以及所述十号阀门(F10)，所述膨胀管路的另一端连接到所述入口路线上的六号阀门(F6)与八号阀门(F8)之间；

其中：所述膨胀管路包括位于该一端的一号单向阀(D1)和三号单向阀(D3)，还包括位于该另一端的二号单向阀(D2)和四号单向阀(D4)，一号单向阀(D1)与四号单向阀(D4)的限流方向一致，并与二号单向阀(D2)以及三号单向阀(D3)的限流方向相反，一号单向阀(D1)与二号单向阀(D2)相对设置并且一同连接到第一节点，三号单向阀(D3)与四号单向阀(D4)相对设置并且一同连接到第二节点，所述第一节点与第二节点之间的路线上设有电子膨胀阀(9)。

4.根据权利要求2所述的带相变蓄热功能的直膨式热泵空调采暖及热水***，其特征在于：所述压缩机(3)的一端经过四通换向阀10之后通过三号阀门(F3)连接到所述出口路线上的一号阀门(F1)与四号阀门(F4)之间，并且连接在所述二号阀门(F2)与四号阀门(F4)之间的出口路线上；所述压缩机(3)的另一端经过气液分离器11以及所述四通换向阀10之后连接到所述出口路线上的四号阀门(F4)与五号阀门(F5)之间。

5.根据权利要求1所述的带相变蓄热功能的直膨式热泵空调采暖及热水***，其特征在于：所述室内盘管包括地热盘管(5)或风机盘管(6)。

6.根据权利要求1所述的带相变蓄热功能的直膨式热泵空调采暖及热水***，其特征在于：所述室内盘管包括地热盘管(5)和风机盘管(6)。