CN103388863A - 太阳能空调器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种太阳能空调器及其控制方法，可以改善低温运行时的出风温度舒适性，而且还可以提高制冷效率。技术方案：一种太阳能空调器，包括压缩机，室内机换热器，室外机换热器，太阳能模块，四通阀，所示压缩机具有吸气口和排气口，所述太阳能模块连接在四通阀和压缩机的排气口之间。本发明还提供了上述太阳能空调器的控制方法。本发明的太阳能空调器将热泵技术与太阳能技术相结合，改善热泵空调的低温制热性能，提高低温制热时的出风温度，增强人体舒适性。采用模块化设计，独立电脑板控制，实现制冷和制热模式下都能合理利用太阳能模块，增强空调的通用性，环保经济。

Description

太阳能空调器及其控制方法

 

技术领域

本发明属于太阳能空调器技术领域，具体地说，涉及一种太阳能空调器及其控制方法。

背景技术

空气源热泵是基于逆卡诺原理建立起来的一种节能、环保制热技术，是以极少的电能，吸收空气中大量的低温热能，通过压缩机的压缩变为高温热能，用来取(供)暖或供应热水，所以它能耗低、效率高、速度快、安全性好、环保性强，能源源不断的供热或供应热水。但空气源热泵的一个主要缺点是供热能力和供热性能系数随着室外气温的降低而降低，所以它的使用受到环境温度的限制，一般适用于最低温度在-10℃以上的地区。当低温制热时，出风温度比较低，人感觉吹冷风，反而会感觉越来越冷，舒适感差。

如何改善空调在低于-10℃以下的环温制热运行时的出风温度舒适性，则是本发明所亟需解决的问题。

发明内容

本发明提供了一种太阳能空调器及其控制方法，可以改善低温运行时的出风温度舒适性，而且还可以提高制冷效率。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种太阳能空调器，包括压缩机，室内机换热器，室外机换热器，太阳能模块，四通阀，所示压缩机具有吸气口和排气口，所述太阳能模块连接在四通阀和压缩机的排气口之间，即太阳能模块设置在压缩机的排气口一侧。

进一步地，为了增强通用性，适应用户的选择，所述太阳能模块上设置旁通管路，旁通管路上设置电磁阀，在太阳能模块的进气口位置设置排气温度传感器，其内部设置电脑板和防冻液传感器，排气温度传感器和防冻液传感器由电脑板根据防冻液温度和排气温度的变化来控制电磁阀的动作。

其中，所述室内机换热器和室外机换热器之间设置节流装置。

进一步地，所述太能能空调系统连接如下：压缩机的排气口连接太阳能模块，太阳能模块连接四通阀，四通阀连接室内机换热器，室内机换热器连接节流装置，节流装置连接室外机换热器，室外机换热器连接压缩机的吸气口。

再进一步地，所述太阳能模块由太阳能集热装置、储能装置和换热装置组成。

其中，所述太阳能集热装置和储能装置一体式设置或分体式设置。

其中，所述太阳能集热装置为真空管集热器或平板式集热器。

其中，所述储能装置采用低熔点防冻剂，所述低熔点防冻剂采用丙二醇。

其中，所述换热装置采用直接换热形式实现，将冷媒流经的盘管穿过防冻剂直接进行换热；或者所述换热装置采用间接换热形式实现，使用板式换热器实现防冻剂和冷媒的换热。

一种太阳能空调器的控制方法，具体控制如下：

在制热模式下，

1）当防冻液温度大于等于排气温度时，电磁阀关闭； 

2）当防冻液温度小于排气温度时，电磁阀打开；

在制冷模式下，

1）当防冻液温度大于等于排气温度时，电磁阀打开； 

2）当防冻液温度小于排气温度时，电磁阀关闭。

本发明涉及一种太阳能空调，主要是利用太阳的热量，以达到提高热泵空调低温制热时的出风温度，改善舒适性，另外还可以提高制冷效率。

本发明的太阳能空调器使用太阳能作为辅助热源，具体是一种将热泵技术与太阳能技术相结合，利用集热板将太阳能收集，并采用储能材料将热量存储下来作为热泵空调低温制热时的辅助加热设备的太阳能空调器。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是： 

1、太阳能是一种洁净能源，非常环保，而且取之不尽，用之不竭。

2、将热泵技术与太阳能技术相结合，利用集热板将太阳能收集，并采用储能材料将热量存储下来作为辅助热源补充空调系统需求热量，从而改善热泵空调的低温制热性能，提高低温制热时的出风温度，增强人体舒适性。

3、太阳能模块独立电脑板控制，实现制冷和制热模式下都能合理利用太阳能模块。

4、模块式设计，即如果不想使用太阳能模块的话，可以采用短接的方法，而不影响空调的使用。

附图说明

图1是本发明所述太阳能空调器具体实施例在制热模式下的冷媒流程图；

图2是本发明所述太阳能空调器具体实施例在制冷模式下的冷媒流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参考图1所示，本实施例的太阳能空调器，包括压缩机1，室内机换热器2，室外机换热器3，太阳能模块4，四通阀5，压缩机1具有吸气口11和排气口12，太阳能模块4连接在四通阀5和压缩机的排气口12之间，即太阳能模块4设置在压缩机1的排气口12一侧。

为了增强通用性，适应用户的选择，太阳能模块4自身设置旁通管路，旁通管路上设置电磁阀41，在太阳能模块41的进气口位置设置排气温度传感器43，太阳能模块4内部设置电脑板42和防冻液传感器44，排气温度传感器43和防冻液传感器44由电脑板42根据防冻液温度和排气温度的变化来控制电磁阀41的动作，电脑板42外接通讯接口45。

其中，室内机换热器2和室外机换热器3之间设置节流装置6。

太能能空调系统连接如下：压缩机1的排气口12连接太阳能模块4，太阳能模块4连接四通阀5，四通阀5连接室内机换热器2，室内机换热器2连接节流装置6，节流装置6连接室外机换热器3，室外机换热器3连接压缩机1的吸气口11。

太阳能模块4内部还包括太阳能集热装置、储能装置和换热装置。太阳能集热装置和储能装置一体式设置，太阳能集热装置为真空管集热器。储能装置采用低熔点防冻剂丙二醇。换热装置采用直接换热形式实现，将冷媒流经的盘管穿过防冻剂直接进行换热。

图1所示的太阳能空调器在制热模式下的冷媒循环流程如下（箭头代表制热模式下冷媒的流向）：高温高压的气体状态的冷媒由压缩机1的排气口12流至太阳能模块4，由独立的电脑板42控制防冻液传感器43和排气温度传感器44，根据防冻液温度和排气温度的相对大小决定电磁阀41是否开启，当防冻液温度大于等于排气温度时，电磁阀41关闭，冷媒流经太阳能模块4中的换热装置进行换热；当防冻液温度小于排气温度时，电磁阀41打开，冷媒直接流经旁通管路，由太阳能模块4出来的冷媒流经四通阀5，然后进入室内机换热器2，冷媒在室内机换热器2内变为气液两相状态，由室内机换热器2流出的冷媒经过节流装置6，变为低温低压的液体状态，然后进入室外机换热器3，而后再回到压缩机1。由于太阳能模块4给予的补热，可以提高在低温情况下空调制热时的出风温度，改善了空调的制热性能。

空调在制热模式下，是需要从室外侧吸热给室内侧的，太阳能模块是辅助提高室外侧的温度。所以当太阳能模块不能给予补热时，即防冻液温度低于排气温度时，此时电磁阀打开，冷媒直接流经旁通管路，反之，电磁阀关闭，冷媒流经太阳能模块的换热装置吸收其中的热量。因为太阳能模块受环境温度影响很大，当天气条件不好时，如果继续运行太阳能模块，不会给系统补热，所以由电脑板42自动控制电磁阀41的开启，不再运行太阳能模块4，冷媒直接通过旁通管路，增强了空调的通用化程度。

图2所示的太阳能空调器在制冷模式下的冷媒循环流程如下（箭头代表制冷模式下冷媒的流向）：高温高压的气体状态的冷媒由压缩机1的排气口12流至太阳能模块4，由独立的电脑板42控制防冻液传感器43和排气温度传感器44，根据防冻液温度和排气温度的相对大小决定电磁阀41是否开启，当防冻液温度小于排气温度时，电磁阀41关闭，冷媒流经太阳能模块4的换热装置进行换热；当防冻液温度大于等于排气温度时，电磁阀41打开，冷媒直接流经旁通管路，由太阳能模块4出来的冷媒流经四通阀5，然后进入室外机换热器3，冷媒在室外机换热器3内变为气液两相状态，由室外机换热器3流出的冷媒经过节流装置6，变为低温低压的液体状态，然后进入室内机换热器2，而后再回到压缩机1。

空调在制冷模式下，是需要从室内侧吸热给室外侧的，太阳能模块是辅助降低室外侧的温度。所以当太阳能模块不能降低室外侧温度时，即防冻液温度高于排气温度时，此时电磁阀打开，冷媒直接流经旁通管路，反之，防冻液温度低于排气温度时，电磁阀关闭，冷媒流经太阳能模块的换热装置降低其中的热量，从而提高空调的制冷效率。

本发明通过采用独立的电脑板控制，外接通讯接口，根据具体情况随时控制电磁阀的开启与关闭，由于太阳能模块受环境因素影响很大，增加的电磁阀可以适用于不同的工况，大大提高了空调的通用化程度。

当然，太阳能集热装置和储能装置还可以采用分体式设置，太阳能集热装置还可以为平板式集热器，换热装置还可以采用间接换热形式实现，使用板式换热器实现防冻剂和冷媒的换热。根据具体情况选择适用。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种太阳能空调器，包括压缩机，室内机换热器，室外机换热器，太阳能模块，四通阀，所示压缩机具有吸气口和排气口，其特征在于：所述太阳能模块连接在四通阀和压缩机的排气口之间。

2.根据权利要求1所述太阳能空调器，其特征在于：所述太阳能模块上设置旁通管路，旁通管路上设置电磁阀，在太阳能模块的进气口位置设置排气温度传感器，其内部设置电脑板和防冻液传感器，排气温度传感器和防冻液传感器由电脑板根据防冻液温度和排气温度的变化来控制电磁阀的动作。

3.根据权利要求2所述太阳能空调器，其特征在于：所述室内机换热器和室外机换热器之间设置节流装置。

4.根据权利要求3所述太阳能空调器，其特征在于：所述太能能空调系统连接如下：压缩机的排气口连接太阳能模块，太阳能模块连接四通阀，四通阀连接室内机换热器，室内机换热器连接节流装置，节流装置连接室外机换热器，室外机换热器连接压缩机的吸气口。

5.根据权利要求1-4中任一项所述太阳能空调器，其特征在于：所述太阳能模块还包括太阳能集热装置、储能装置和换热装置。

6.根据权利要求5所述太阳能空调器，其特征在于：所述太阳能集热装置和储能装置一体式设置或分体式设置。

7.根据权利要求6所述太阳能空调器，其特征在于：所述太阳能集热装置为真空管集热器或平板式集热器。

8.根据权利要求5所述太阳能空调器，其特征在于：所述储能装置采用低熔点防冻剂，所述低熔点防冻剂采用丙二醇。

9.根据权利要求8所述太阳能空调器，其特征在于：所述换热装置采用直接换热形式实现，将冷媒流经的盘管穿过防冻剂直接进行换热；或者所述换热装置采用间接换热形式实现，使用板式换热器实现防冻剂和冷媒的换热。

10.一种上述太阳能空调器的控制方法，其特征在于具体控制如下：

在制热模式下，

1）当防冻液温度大于等于排气温度时，电磁阀关闭； 

2）当防冻液温度小于排气温度时，电磁阀打开；

在制冷模式下，

1）当防冻液温度大于等于排气温度时，电磁阀打开； 

2）当防冻液温度小于排气温度时，电磁阀关闭。

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