CN102809246A - 多冷凝器组合式太阳能喷射空调机组 - Google Patents

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郑慧凡
范晓伟
杨中宣
张定才
王凤坤
王方
何大四
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Abstract

一种多冷凝器组合式太阳能喷射空调机组，包括太阳能集热热水回路、制冷剂回路、生活热水回路、空调水回路。本发明充分利用了系统的冷凝热，提供了生活热水，更加充分地利用了太阳能资源。主要缓解了以下问题：翅片管式风冷冷凝器工作时对环境造成的热污染，夏季生活热水直接取自热水箱时的水温过高所导致的冷热混合引起的太阳能热浪费。夏季时，利用部分冷凝热制取生活热水，通过阀门的切换和启闭，控制水系统的流程，可以单独进行制冷过程、供热过程、生活热水制取过程；还可以同时进行制冷、生活热水制取过程以及供热、生活热水制取过程。预计会在空调冷热水双供系统，低温送风系统，蓄冷空调系统中获得较好应用。

Description

多冷凝器组合式太阳能喷射空调机组
技术领域
本发明属于空调制冷领域，尤其涉及一种利用太阳能进行供热、供冷、提供生活热水的太阳能喷射空调机组。
背景技术
随着能源危机的进一步加剧，太阳能的利用已成为人们关注的焦点。在太阳能利用技术中，太阳能喷射制冷系统以其结构简单，运动部件少，成本低等优点受到大家的青睐，在空调制冷领域的应用越来越广泛。但对其使用情况调查可知：常规的太阳能喷射空调系统运行时有两个方面尚存不足，其一：系统冷凝器多采用翅片管式风冷冷凝器，该冷凝器工作时的冷凝温度较高会使得制冷系数降低。另外，翅片管式风冷冷凝器将冷凝热直接排放到大气中，造成了热量的浪费并给环境带来了热污染。其二：太阳能喷射空调系统运行时，由于喷射制冷系统对集热热水水温要求较高，太阳能集热水箱内多是80℃以上的热水，夏季生活热水水温大多介于35～45℃之间，当用户从太阳能集热水箱获取生活热水时，就需要混合一定量的冷水才可使用，因此，必然会出现冷热混合所引起的太阳能热浪费现象。
显然，如果能将喷射制冷系统的冷凝热予以回收并用来满足人们生活热水的要求，不仅能够减少热污染，降低系统冷凝温度，提高太阳能制冷系统的制冷量，还可以降低电热水器，燃气热水器等常规提供生活热水方式的能源消耗，提供一种新的生活热水制取方式。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中存在的不足，提供一种多冷凝器组合型太阳能喷射空调机组，通过对喷射空调系统的冷凝器进行组合式设计，增加必要的控制阀门，解决室外温度过高时导致制冷效率下降和利用冷凝热制取生活热水的问题。
为了解决上述技术问题采用以下技术方案：一种多冷凝器组合式太阳能喷射空调机组，包括太阳能集热热水回路、制冷剂回路、生活热水回路、空调水回路，太阳能集热热水回路包括由第一管路系统依次串联的太阳能集热器、热水箱、发生器和热水泵；制冷剂回路，包括由第二管路系统连接的制冷剂泵、发生器、喷射器、冷凝器、蒸发器、节流阀，喷射器与冷凝器串联，冷凝器的出口分成两路：一路连接制冷剂泵、发生器返回喷射器，另一路则依次连接节流阀、蒸发器返回喷射器；生活热水回路包括第三管路系统，第三管路系统分别为依次连接的第四阀门、热水箱、第五阀门及依次连接第七阀门、冷凝器、第六阀门；空调水回路包括经第四管路系统连接起来的集水器、热水箱、蒸发器、空调水泵、分水器，其中，集水器与蒸发器之间设有第一阀门，集水器与热水箱间的设有第二阀门，热水箱与蒸发器之间设有第三阀门。
冷凝器由至少两个换热器组成，换热器为套管、壳管或板换的形式，换热器之间采取串联或并联形式，其中至少一个换热器连接在第七阀门、第六阀门之间的第三管路系统上。
冷凝器由第一换热器和第二换热器组成，喷射器出口连接第一换热器，第一换热器连接在第七阀门、第六阀门之间的第三管路系统上；第二换热器的出口分成两路：一路通过制冷剂泵返回发生器，另一路则通过节流阀和蒸发器返回喷射器。
第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门和第七阀门为手动控制或自动控制阀门。
本发明（发明）多冷凝器组合式太阳能喷射空调机组的投入使用可以降低系统冷凝温度，提高太阳能喷射空调系统的性能系数，并且可以利用回收的冷凝热制取生活热水，满足人们需求，对于降低一次能源消耗，降低室外热污染等均有显著效果，另外，由于天气越热，需要的空调负荷越大，而此时太阳能的供应也越充足，因此该系统可以有效缓解白天用电高峰时的电网压力，系统可以稳定可靠地提供空调用冷冻水和温度在40～80℃之间的空调用热水，热水温度跨度大，可满足生活热水供应，也可满足生产工艺供热和小型区域供热，适用于辐射供冷、风机盘管空调系统，该系统可以实现太阳能与电能的互为补充，提高太阳能利用率，缓解空调用电造成的电网压力，具有显著的经济效益和社会效益。
附图说明
图1为本发明的多冷凝器组合型太阳能喷射空调机组原理示意图。
1-太阳能集热器；2-集热水箱；3-热水泵；4-发生器；5-喷射器；6a-第一换热器；6b-第二换热器；7-制冷剂泵；8-节流阀；9-蒸发器；10-空调水泵；11-分水器；12-集水器；F1-第一阀门；F2-第二阀门；F3-第三阀门；F4-第四阀门；F5-第五阀门；F6-第六阀门；F7-第七阀门。
具体实施方式
下面结合附图给出具体实施例，进一步说明多冷凝器型组合式太阳能喷射空调机组。
如图1所示，一种冷凝器组合型太阳能喷射空调机组，包括太阳能集热热水回路、制冷剂回路、生活热水回路、空调水回路。
太阳能集热热水回路包括第一管路系统及由第一管路系统依次串联的太阳能集热器1、热水箱2、发生器4和热水泵3。太阳能集热器1出口与热水箱2进口之间由第一管路系统连接，热水箱2出口和发生器4进口之间由第一管路系统连接，发生器4出口和热水泵3进口之间由第一管路系统连接，热水泵3出口和太阳能集热器1进口之间由第一管路系统连接。
制冷剂回路，包括第二管路系统及由第二管路系统依次连接的制冷剂泵7、发生器4、喷射器5、冷凝器6、蒸发器9、节流阀8。冷凝器由串联设置的第一换热器6a和第二换热器6b组成。制冷剂从喷射器5的出口进入第一换热器、第二换热器，制冷剂从第二换热器的出口分成两路：一路通过制冷剂泵7、发生器4返回喷射器5，另一路则通过节流阀8和蒸发器9返回喷射器5。
生活热水回路包括第三管路系统及由第三管路系统连接的两部分，第一部分为由第三管路系统依次连接的第四阀门F4、热水箱2、第五阀门F5；第二部分为由第三管路系统依次连接第七阀门F7、第一换热器6a、第六阀门F6。第四阀门F4 连接在自动补水管上，第七阀门F7连接在自来水管上，第五阀门F5、第六阀门F6控制用户用水。冬季及过渡季的生活热水热量取自热水箱2，此时第四阀门F4，第五阀门F5打开，第六阀门F6，第七阀门F7关闭；夏季生活热水热量取自第一换热器6a，此时第六阀门F6，第七阀门F7打开，第四阀门F4，第五阀门F5关闭。
空调水回路包括第四管路系统及经第四管路系统连接起来的集水器12、热水箱2、蒸发器9、空调水泵10、分水器11。集水器12收集空调回水，分水器11向空调供水。其中，集水器12与蒸发器9之间的第四管路系统上设有第一阀门F1，集水器12与热水箱2间的第四管路系统上设有第二阀门F2，热水箱2与蒸发器9之间的第四管路系统上设有第三阀门F3。
第二管路系统为制冷剂管路，第一管路系统、第三管路系统、第四管路系统为水管路。
本发明预计可应用在空调冷、热水双供系统。在提供空调冷冻水的同时提供温度在40～90℃之间的热水，热水温度跨度大，即可以满足生活热水供应，也可以满足生产工艺供热和小型区域供热。还可以单独提供低温冷冻水，可适用于辐射供冷、风机盘管等空调系统。
夏季，生活热水回路中的第五阀门 F5常闭，空调水回路中的第一阀门F1打开，第二阀门F2常闭，第三阀门F3常闭，当热水箱2的出口温度达到喷射制冷系统启动要求时，喷射制冷系统开始运行。当用户需要生活热水时，第六阀门 F6，第七阀门F7打开，第四阀门F4关闭，第五阀门F5关闭。第一换热器6a与第二换热器6b的换热面积根据用户生活热水量的需要可设计为自动调节型。第二换热器6b中的风机选择变频风机，以适应不同负荷的情况。
冬季，生活热水管路中的第六阀门 F6常闭，第七阀门F7常闭，空调水回路中的第一阀门F1常闭。当热水箱2的出口温度达到空调用户供热所需的温度时，第二阀门F2打开，第三阀门F3打开，由太阳能集热热水回路直接向空调用户供热。当用户需要生活热水时，第四阀门F4，第五阀门F5打开。当热水箱2中的水位低于设计要求时，第四阀门F4打开。

Claims (4)

1.一种多冷凝器组合式太阳能喷射空调机组，包括太阳能集热热水回路、制冷剂回路、生活热水回路、空调水回路，其特征在于：太阳能集热热水回路包括由第一管路系统依次串联的太阳能集热器、热水箱、发生器和热水泵；制冷剂回路，包括由第二管路系统连接的制冷剂泵、发生器、喷射器、冷凝器、蒸发器、节流阀，喷射器与冷凝器串联，冷凝器的出口分成两路：一路连接制冷剂泵、发生器返回喷射器，另一路则依次连接节流阀、蒸发器返回喷射器；生活热水回路包括第三管路系统，第三管路系统分别为依次连接的第四阀门、热水箱、第五阀门及依次连接第七阀门、冷凝器、第六阀门；空调水回路包括经第四管路系统连接起来的集水器、热水箱、蒸发器、空调水泵、分水器，其中，集水器与蒸发器之间设有第一阀门，集水器与热水箱间的设有第二阀门，热水箱与蒸发器之间设有第三阀门。
2.根据权利要求1中所述的多冷凝器组合式太阳能喷射空调机组，其特征在于：冷凝器由至少两个换热器组成，换热器为套管、壳管或板换的形式，换热器之间采取串联或并联形式，其中至少一个换热器连接在第七阀门、第六阀门之间的第三管路系统上。
3.根据权利要求2中所述的多冷凝器组合式太阳能喷射空调机组，其特征在于：冷凝器由第一换热器和第二换热器组成，喷射器出口连接第一换热器，第一换热器连接在第七阀门、第六阀门之间的第三管路系统上；第二换热器的出口分成两路：一路通过制冷剂泵返回发生器，另一路则通过节流阀和蒸发器返回喷射器。
4.根据权利要求1中所述的多冷凝器组合式太阳能喷射空调机组，其特征在于：第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门和第七阀门为手动控制或自动控制阀门。
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