CN103398438A - 一种改善空调制热性能的太阳能空调器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种改善空调制热性能的太阳能空调器，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室外机换热器和四通阀之间。本发明的太阳能空调器将热泵技术与太阳能技术相结合，可以提高空调低温启动性能和改善出风温度舒适性，采用模块化设计，增强空调的通用性，而且大大拓宽了热泵空调的适用温度范围，环保经济。

Description

一种改善空调制热性能的太阳能空调器

 

技术领域

本发明属于太阳能空调器技术领域，具体地说，涉及一种改善空调制热性能的太阳能空调器。

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（温度低于-10℃）时，空调压缩机的冷冻油受温度的影响，其粘度增大，引起压缩机所需克服力增加，直接影响压缩机的启动电压增加。在低温（温度低于-10℃）的情况下启动空调系统，往往由于饱和压力低导致启动时压缩机的吸气压力过低，甚至出现吸气压力为负压现象，压缩机吸气回液，引起液击，而这种现象会对压缩机造成严重伤害。而且在低温时，空调制热时的出风温度偏低，使人体感觉吹凉风，舒适性差。这里所说的压缩机是指适用于T1工况下的空调压缩机。

如何改善空调在低于-10℃以下的环温启动时容易导致压缩机液击现象，以及改善出风温度舒适性，则是本发明所亟需解决的问题。

发明内容

本发明提供了一种改善空调制热性能的太阳能空调器，可以提高空调低温启动性能和改善出风温度舒适性。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种改善空调制热性能的太阳能空调器，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室外机换热器和四通阀之间，即太阳能模块设置在压缩机的吸气口一侧。

进一步地，为了增强通用性，适应用户的选择，所述太阳能模块所在通路与一个旁通管路并联，该旁通管路上设置一电磁阀，该电磁阀的控制由空调器系统中的电路板集中控制。

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，太能能空调系统连接如下：压缩机的排气口连接四通阀，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，而后分为并列的两路，一路是电磁阀所在的旁通管路，另一路是太阳能模块所在的通路，最后再连接压缩机的吸气口。

正常工况下，旁通管路打开，太阳能模块不运行，室外机换热器直接经过旁通管路连接压缩机的吸气口；在低温工况下，旁通管路关闭，室外机换热器连通太阳能模块所在通路，而后再连接压缩机的吸气口，此时太阳能模块工作，实现给系统补热。

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。

其中，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。

本发明的太阳能空调器是采用太阳能模块作为低温启动时的辅助热源，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启动的辅助加热设备。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是： 

本发明涉及一种太阳能空调器，主要是利用太阳的热量，以达到提高空调低温启动性能和改善出风温度舒适性的目的。

1、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启动的辅助加热设备，从而改善热泵空调的低温启动性能和运行效率。

2、由于可以在低温情况下正常运行，大大拓宽了热泵空调的适用温度范围。

3、采用太阳能辅助加热设备后，可以提高压缩机吸气温度，从而提高低温制热时的出风温度，增强人体舒适性。

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，即旁通管路开启，从而不影响空调的使用。

5、由于太阳能是一种洁净能源，非常环保，而且取之不尽，用之不竭。

附图说明

图1是本发明所述太阳能空调器具体实施例的系统组成示意图。

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，一种太阳能空调器，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连接在室外机换热器3和四通阀5之间，即太阳能模块4设置在压缩机1的吸气口11一侧，便于在空调制热模式下给系统补热。

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。

为了增强通用性，当用户不使用太阳能模块4时，比如遇上阴雨天，太阳能模块4储备的能力不足，而且室外环境温度也不是很低时，用户可以选择将太阳能模块4所在的通路关闭，通过在太阳能模块4所在通路上并联一条旁通管路，该旁通管路上设置一电磁阀7，将电磁阀7打开该旁通管路即通。

太阳能空调器的系统连接如下：压缩机1的排气口12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，而后分为并列的两路，一路是电磁阀7所在的旁通管路，另一路是太阳能模块4所在的通路，最后再连接压缩机1的吸气口11。正常工况下，旁通管路打开，太阳能模块4不运行，室外机换热器3直接经过旁通管路连接压缩机1的吸气口11；在低温工况下，旁通管路关闭，室外机换热器3连通太阳能模块4所在通路，而后再连接压缩机1的吸气口11，此时太阳能模块4工作，实现给系统补热。

太阳能模块4由太阳能集热装置、储能装置和换热装置组成。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，正常工况下，即室外温度不低于-7℃情况下，电磁阀7所在的旁通管路打开，太阳能模块4不运行，冷媒由室外机换热器3直接经过旁通管路回到压缩机1；在低温工况下，即室外温度在低于-7℃情况下，旁通管路关闭，冷媒先流经太阳能模块4所在通路，与太阳能模块4中的换热装置进行换热，吸收热量，而后再回到压缩机1，由于太阳能模块4给予的补热，可以防止在低温情况下启动空调系统时，由于饱和压力低导致压缩机吸气压力过低易引起的液击现象，从而保护压缩机，而且提高了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，同时也大大拓宽了热泵空调的适用温度范围。

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)

1.一种改善空调制热性能的太阳能空调器，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室外机换热器和四通阀之间。

2.根据权利要求1所述太阳能空调器，其特征在于：所述太阳能模块所在通路与一个旁通管路并联，该旁通管路上设置一电磁阀。

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，而后分为并列的两路，一路是电磁阀所在的旁通管路，另一路是太阳能模块所在的通路，最后再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：所述太阳能模块由太阳能集热装置、储能装置和换热装置组成。

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。

10.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。

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