CN103398498A - 一种紧凑型太阳能喷射制冷与热泵集成系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种紧凑型太阳能喷射制冷与热泵集成系统及其控制方法，系统包括太阳能集热及热水子系统、喷射制冷及热泵子系统和控制系统，太阳能集热及热水子系统和喷射制冷及热泵子系统都与控制系统连接，提供太阳能喷射制冷或机械制冷、热水盘管制热或热泵制热四种不同模式运行工作。本发明全天候运行，充分利用太阳能，高效节能，成本低；根据不同太阳能负荷启动不同运行方案，在太阳能充足情况下采用太阳能直接加热热水，完成供暖和生活热水功能，以及通过常规喷射制冷完成制冷功能；在太阳能不充足情况下通过太阳能加热蒸发器高效地制热功能，通过机械制冷方式完成制冷功能，同时蓄热水箱不断积累热量，为启动喷射制冷模式提供热量前提。

Description

一种紧凑型太阳能喷射制冷与热泵集成系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种热泵系统，尤其涉及的是一种紧凑型太阳能喷射制冷与热泵集成系统。

背景技术

要满足太阳能热驱动空调随时可以实现制冷和采暖的要求，一般有两种途径：一是将太阳能集热器与蓄冷蓄热装置做的足够大；二是太阳能与常规能源联合制冷供暖。由于太阳能能流密度低、间歇性变化等特点，第一种方式需要相当大的集热面积与蓄热装置，受安装空间及投资限制，往往难以实现。第二种方式，由于可靠性较高，较易实现，是目前常用的方式。

现有的太阳能喷射式制冷与蒸汽压缩制冷（太阳能与常规能源联合）的并行结构是两种制冷系统的并列，两者是完全独立的，在合适的情况下启动太阳能喷射式制冷系统，不足的部分靠蒸汽压缩式制冷系统补充，用以节约能耗，但是，这种结构功能单一，设备闲置较多。

太阳能与常规能源联合制冷一般采用太阳能和辅助能源两种热源，共用一套制冷系统的方式实现。太阳辐射较强时，由太阳能驱动制冷系统；在太阳辐射较弱时，利用辅助能源驱动制冷系统。但当辅助能源作用于喷射式制冷系统时，其性能系数明显低于常规机械压缩制冷系统，不能满足使用要求。

因此，现有技术还有待于改进和发展。。

发明内容

本发明的目的在于提供一种紧凑型太阳能喷射制冷与热泵集成系统及其控制方法，旨在解决现有的太阳能与常规能源联合制冷结构造成太阳能资源的浪费以及设备场地浪费的问题。

本发明的技术方案如下：一种紧凑型太阳能喷射制冷与热泵集成系统，其中，包括太阳能集热及热水子系统、喷射制冷及热泵子系统和控制系统；

所述太阳能集热及热水子系统包括太阳能集热器、蓄热水箱和第一循环水泵；所述太阳能集热器入口与第一循环水泵入口连接，第一循环水泵出口与蓄热水箱的集热系统侧入口连接，蓄热水箱的集热系统侧出口与太阳能集热器出口连接；所述蓄热水箱的集热系统侧出口与用户端热水系统出水侧连接；所述第一循环水泵与控制系统连接。

所述喷射制冷及热泵子系统包括第二循环水泵、蒸汽发生器、喷射器、第一换热器、工质泵、增压器、压缩机、表冷器、第二换热器和送风机，所述蓄热水箱的喷射制冷侧出口与蒸汽发生器的集热系统侧入口连接，蒸汽发生器的集热系统侧出口与第二循环水泵入口连接，第二循环水泵出口与蓄热水箱的喷射制冷侧入口连接；蒸汽发生器的集热系统侧入口与表冷器入口连接，表冷器出口与第二循环水泵入口连接；蒸汽发生器的喷射系统侧出口与喷射器的高压入口连接，喷射器出口与第一换热器入口连接，第一换热器出口与工质泵入口连接，工质泵出口与蒸汽发生器的喷射系统侧入口连接，蒸汽发生器的喷射系统侧出口与第一换热器入口连接；喷射器的低压入口与增压器出口连接，增压器入口与第二换热器出口连接，第二换热器入口与工质泵入口连接；喷射器出口与第二换热器出口连接，喷射器出口与压缩机入口连接，压缩机出口与第一换热器入口连接；送风机设置在喷射制冷及热泵子系统的出风口；所述第二循环水泵、蒸汽发生器、喷射器、第一换热器、工质泵、增压器、压缩机、表冷器、第二换热器和送风机都与控制系统连接。

所述的紧凑型太阳能喷射制冷与热泵集成系统，其中，所述太阳能集热及热水子系统还包括水阀和第一三通换向阀，所述用户端热水系统的进水侧与水阀入口连接，水阀出口分别与太阳能集热器的入口和第一循环水泵的入口连接；所述第一三通换向阀的C端与用户端热水系统的出水侧连接，第一三通换向阀的A端与蓄热水箱的集热系统侧出口连接，第一三通换向阀的B端与太阳能集热器的出口连接，所述第一三通换向阀与控制系统连接。

所述的紧凑型太阳能喷射制冷与热泵集成系统，其中，所述喷射制冷及热泵子系统包括第二三通换向阀、第三三通换向阀、第四三通换向阀、调节阀、膨胀阀、四通换向阀、第一单向阀、第二单向阀、第二电磁阀、第一电磁阀和第三电磁阀；所述第二三通换向阀的A端与表冷器入口连接，第二三通换向阀的B端与蓄热水箱的喷射制冷侧出口连接，第二三通换向阀的C端与蒸汽发生器的集热系统侧入口连接；第三三通换向阀的A端与工质泵入口连接，第三三通换向阀的B端与调节阀入口连接，第三三通换向阀的C端与膨胀阀入口连接；调节阀出口和工质泵出口都与蒸汽发生器的喷射系统侧入口连接；膨胀阀出口与第二换热器入口连接；所述第四三通换向阀的A端与增压器入口连接，第四三通换向阀的B端与四通换向阀的C端连接，第四三通换向阀的C端与第二换热器出口连接；四通换向阀的A端、第一单向阀出口、第二电磁阀出口和第一换热器入口连接在同一系统管上，四通换向阀的B端与压缩机入口连接，四通换向阀的D端与第二单向阀出口连接；第二单向阀入口与压缩机出口连接；第一单向阀入口与喷射器出口连接，第二电磁阀入口与蒸汽发生器的喷射系统侧出口连接；第一电磁阀入口与蒸汽发生器的喷射系统侧出口连接，第一电磁阀出口与喷射器入口连接；第三电磁阀入口与表冷器出口连接，第三电磁阀出口与第二循环水泵入口连接；所述第二三通换向阀、第三三通换向阀、第四三通换向阀、调节阀、膨胀阀、四通换向阀、第一单向阀、第二单向阀、第二电磁阀、第一电磁阀和第三电磁阀都与控制系统连接。 

一种如上述任意一项所述的紧凑型太阳能喷射制冷与热泵集成系统的控制方法，其中，具体包括以下步骤：

步骤A：通过人机交互模块输入制取热水模式或制冷模式或制热模式，控制模块判断工作模式，若是制取热水模式，执行步骤B；若是制冷模式或制热模式，执行步骤C；

步骤B：通过人机交互模块输入供热水指令或加热指令，控制模块根据指令控制太阳能集热及热水子系统工作；

步骤C：控制模块判断太阳能集热器收集的太阳能是否充足，是，执行步骤D；否，执行步骤E；

步骤D：控制模块控制太阳能集热及热水子系统和喷射制冷及热泵子系统执行喷射制冷模式或热水盘管制热模式；

步骤E：控制模块控制太阳能集热及热水子系统和喷射制冷及热泵子系统执行机械制冷模式或热泵制热模式。

所述的紧凑型太阳能喷射制冷与热泵集成系统的控制方法，其中，当步骤A中人机交互模块输入制取热水模式，步骤B中人机交互模块输入供热水指令时，所述步骤B中具体包括以下步骤：

步骤B1：水阀打开，控制模块控制第一三通换向阀切换至A端和C端接通，B端关闭。

所述的紧凑型太阳能喷射制冷与热泵集成系统的控制方法，其中，当步骤A中人机交互模块输入制取热水模式，步骤B中人机交互模块输入加热指令时，所述步骤B中具体包括以下步骤：

步骤B2：水阀关闭，控制模块控制第一三通换向阀切换至B端和A端连通，C端关闭。

所述的紧凑型太阳能喷射制冷与热泵集成系统的控制方法，其中，当步骤A中通过人机交互面板输入制冷模式，步骤C中控制模块判断太阳能集热器收集的太阳能充足时，控制模块控制太阳能集热及热水子系统和喷射制冷及热泵子系统执行喷射制冷模式，所述步骤D具体包括以下步骤：

步骤D1：第一三通换向阀切换至B端和A端连通，C端关闭，水阀关闭，第二三通换向阀切换至B端和C端连通，A端关闭，第一电磁阀开启，第二电磁阀关闭，第三电磁阀关闭，第三三通换向阀切换至A端和C端连通，B端关闭，第四三通换向阀切换至A端和C端连通，B端关闭，四通换向阀切换至制冷模式，A端与D端连通。

所述的紧凑型太阳能喷射制冷与热泵集成系统的控制方法，其中，当步骤A中通过人机交互面板输入制冷模式，步骤C中控制模块判断太阳能集热器收集的太阳能不充足时，控制模块控制太阳能集热及热水子系统和喷射制冷及热泵子系统执行机械制冷模式，所述步骤E具体包括以下步骤：

步骤E1：第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀均关闭，第四三通换向阀切换至C端和B端连通，A端关闭，四通换向阀切换至制冷模式，即A端和D端连通，B端和C端连通。

所述的紧凑型太阳能喷射制冷与热泵集成系统的控制方法，其中，当步骤A中通过人机交互面板输入制热模式，步骤C中控制模块判断太阳能集热器收集的太阳能充足的情况下，控制模块控制太阳能集热及热水子系统和喷射制冷及热泵子系统执行热水盘管制热模式，所述步骤D具体包括以下步骤：

步骤D2：第一三通换向阀切换至B端和A端连通，C关闭，水阀关闭，第二三通换向阀切换至B端和A端连通，C端关闭，第三电磁阀开启。

所述的紧凑型太阳能喷射制冷与热泵集成系统的控制方法，其中，当步骤A中通过人机交互面板输入制热模式，步骤C中控制模块判断太阳能集热器收集的太阳能不充足时，控制模块控制太阳能集热及热水子系统和喷射制冷及热泵子系统执行热泵制热模式，所述步骤E具体包括以下步骤：

步骤E2：第一电磁阀和第三电磁阀均关闭，第二电磁阀开启，第三三通换向阀切换至B端和C端连通，A端关闭，第四三通换向阀切换至C端和B端连通，A端关闭，四通换向阀切换至制热模式，即A端和B端连通，D端和C端连通。

本发明的有益效果：本发明通过提供一种紧凑型太阳能喷射制冷与热泵集成系统及其控制方法，本集成系统能够全年全天候运行，充分利用太阳能，高效节能，占地面积较小以及成本较低；能够根据不同的太阳能负荷启动不同的运行方案，在太阳能充足情况下，采用太阳能直接加热热水，完成供暖和生活热水功能，以及通过常规喷射制冷完成制冷功能；在太阳能不充足情况下，通过太阳能加热蒸发器，高效地制热功能，以及通过机械制冷方式完成制冷功能，同时蓄热水箱不断积累热量，为启动喷射制冷模式提供热量前提。

附图说明

图1是本发明中紧凑型太阳能喷射制冷与热泵集成系统的结构示意图。

图2是本发明中紧凑型太阳能喷射制冷与热泵集成系统制取热水模式的结构示意图。

图3是本发明中紧凑型太阳能喷射制冷与热泵集成系统喷射制冷模式的结构示意图。

图4是本发明中紧凑型太阳能喷射制冷与热泵集成系统机械制冷模式的结构示意图。

图5是本发明中紧凑型太阳能喷射制冷与热泵集成系统热水盘管制热模式的结构示意图。

图6是本发明中紧凑型太阳能喷射制冷与热泵集成系统热泵制热模式的结构示意图。

图7是本发明中紧凑型太阳能喷射制冷与热泵集成系统控制方法的步骤流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。

如图1所示，所述紧凑型太阳能喷射制冷与热泵集成系统包括太阳能集热及热水子系统、喷射制冷及热泵子系统和控制系统，所述太阳能集热及热水子系统和喷射制冷及热泵子系统都与控制系统连接，根据实际需要分别提供太阳能喷射制冷（利用免费太阳能）或机械制冷（辅助制冷）、热水盘管制热（利用免费太阳能）或热泵制热（部分利用免费太阳能）四种不同模式运行工作。

所述太阳能集热及热水子系统包括太阳能集热器110、蓄热水箱120和第一循环水泵130，所述太阳能集热器110用于将太阳的辐射能转换为热能；所述太阳能集热器110入口与第一循环水泵130入口连接，第一循环水泵130出口与蓄热水箱120的集热系统侧入口连接，蓄热水箱120的集热系统侧出口与太阳能集热器110出口连接；所述蓄热水箱120的集热系统侧出口与用户端热水系统出水侧连接，根据需要提供热水作为生活用热水；所述第一循环水泵130与控制系统连接。

所述喷射制冷及热泵子系统包括第二循环水泵210、蒸汽发生器220、喷射器230、第一换热器240、工质泵250、增压器260、压缩机270、表冷器280、第二换热器290和送风机，所述蓄热水箱120的喷射制冷侧出口与蒸汽发生器220的集热系统侧入口连接，蒸汽发生器220的集热系统侧出口与第二循环水泵210入口连接，第二循环水泵210出口与蓄热水箱120的喷射制冷侧入口连接；蒸汽发生器220的集热系统侧入口与表冷器280入口连接，表冷器280出口与第二循环水泵210入口连接；蒸汽发生器220的喷射系统侧出口与喷射器230的高压入口连接，喷射器230出口与第一换热器240入口连接，第一换热器240出口与工质泵250入口连接，工质泵250出口与蒸汽发生器220的喷射系统侧入口连接，蒸汽发生器220的喷射系统侧出口与第一换热器240入口连接；喷射器230的低压入口与增压器260出口连接，增压器260入口与第二换热器290出口连接，第二换热器290入口与工质泵250入口连接；喷射器230出口与第二换热器290出口连接，喷射器230出口与压缩机270入口连接，压缩机270出口与第一换热器240入口连接；送风机设置在喷射制冷及热泵子系统的出风口；所述第二循环水泵210、蒸汽发生器220、喷射器230、第一换热器240、工质泵250、增压器260、压缩机270、表冷器280、第二换热器290和送风机都与控制系统连接。

为了方便控制蓄热水箱120提供的生活用热水量，所述太阳能集热及热水子系统还包括水阀140，所述用户端热水系统的进水侧与水阀140入口连接，水阀140出口分别与太阳能集热器110的入口和第一循环水泵130的入口连接。

为了实现方便连接，所述太阳能集热及热水子系统还包括第一三通换向阀150，所述第一三通换向阀150的C端与用户端热水系统的出水侧连接，第一三通换向阀150的A端与蓄热水箱120的集热系统侧出口连接，第一三通换向阀150的B端与太阳能集热器110的出口连接，所述第一三通换向阀150与控制系统连接。

为了实现方便控制和连接，所述喷射制冷及热泵子系统包括第二三通换向阀211、第三三通换向阀221、第四三通换向阀231、调节阀222、膨胀阀223、四通换向阀232、第一单向阀233、第二单向阀234和第二电磁阀235；所述第二三通换向阀211的A端与表冷器280入口连接，第二三通换向阀211的B端与蓄热水箱120的喷射制冷侧出口连接，第二三通换向阀211的C端与蒸汽发生器220的集热系统侧入口连接；第三三通换向阀221的A端与工质泵250入口连接，第三三通换向阀221的B端与调节阀222入口连接，第三三通换向阀221的C端与膨胀阀223入口连接；调节阀222出口和工质泵250出口都与蒸汽发生器220的喷射系统侧入口连接；膨胀阀223出口与第二换热器280入口连接；所述第四三通换向阀231的A端与增压器260入口连接，第四三通换向阀231的B端与四通换向阀232的C端连接，第四三通换向阀231的C端与第二换热器290出口连接；四通换向阀232的A端、第一单向阀233出口、第二电磁阀235出口和第一换热器240入口连接在同一系统管上，四通换向阀232的B端与压缩机270入口连接，四通换向阀232的D端与第二单向阀234出口连接；第二单向阀234入口与压缩机270出口连接；第一单向阀233入口与喷射器230出口连接，第二电磁阀235入口与蒸汽发生器220的喷射系统侧出口连接；所述第二三通换向阀211、第三三通换向阀221、第四三通换向阀231、调节阀222、膨胀阀223、四通换向阀232、第一单向阀233、第二单向阀234和第二电磁阀235都与控制系统连接。

为了控制管路中流体的流量，所述喷射制冷及热泵子系统还包括第一电磁阀241和第三电磁阀251；所述第一电磁阀241入口与蒸汽发生器220的喷射系统侧出口连接，第一电磁阀241出口与喷射器230入口连接；第三电磁阀251入口与表冷器280出口连接，第三电磁阀251出口与第二循环水泵220入口连接；所述第一电磁阀241和第三电磁阀251分别与控制系统连接。

为了方便控制，所述紧凑型太阳能喷射制冷与热泵集成系统还包括人机交互模块，所述人机交互模块与控制系统连接。

如图7所示，一种如上述所述的紧凑型太阳能喷射制冷与热泵集成系统的控制方法，具体包括以下步骤：

步骤A：通过人机交互模块输入制取热水模式或制冷模式或制热模式，控制模块判断工作模式，若是制取热水模式，执行步骤B；若是制冷模式或制热模式，执行步骤C；

步骤B：通过人机交互模块输入供热水指令或加热指令，控制模块根据指令控制太阳能集热及热水子系统工作；

步骤C：控制模块判断太阳能集热器收集的太阳能是否充足，是，执行步骤D；否，执行步骤E；

步骤D：控制模块控制太阳能集热及热水子系统和喷射制冷及热泵子系统执行喷射制冷模式或热水盘管制热模式；

步骤E：控制模块控制太阳能集热及热水子系统和喷射制冷及热泵子系统执行机械制冷模式或热泵制热模式。

如图2所示，在制取热水模式下，本紧凑型太阳能喷射制冷与热泵集成系统相当于太阳能热水器的功能。当步骤A中人机交互模块输入制取热水模式，步骤B中人机交互模块输入供热水指令时，所述步骤B中具体包括以下步骤：

步骤B1：水阀140打开，控制模块控制第一三通换向阀150切换至A端和C端接通，B端关闭。

用户端热水系统进水侧的水首先经过水阀140，此时第一三通换向阀150切换至A端和C端接通，B端关闭，然后依次通过蓄热水箱120，第一三通换向阀150和用户端热水系统出水侧，完成热水供应过程。

当步骤A中人机交互模块输入制取热水模式，步骤B中人机交互模块输入加热指令时，所述步骤B中具体包括以下步骤：

步骤B2：水阀140关闭，控制模块控制第一三通换向阀150切换至B端和A端连通，C端关闭。

当不需要热水时，控制模块控制第一三通换向阀150切换至B端和A端连通，C端关闭，水阀140关闭，此时太阳能集热及热水子系统形成闭式循环，水从蓄热水箱120出发，经过第一三通换向阀150，到达太阳能集热器110进行加热，然后通过第一循环水泵130回到蓄热水箱120，完成加热过程。

如图3所示，当步骤A中通过人机交互面板输入制冷模式，步骤C中控制模块判断太阳能集热器收集的太阳能充足的情况下，控制模块控制太阳能集热及热水子系统和喷射制冷及热泵子系统执行喷射制冷模式，所述步骤D具体包括以下步骤：

步骤D1：第一三通换向阀150切换至B端和A端连通，C端关闭，水阀140关闭，第二三通换向阀211切换至B端和C端连通，A端关闭，第一电磁阀241开启，第二电磁阀235关闭，第三电磁阀251关闭，第三三通换向阀221切换至A端和C端连通，B端关闭，第四三通换向阀231切换至A端和C端连通，B端关闭，四通换向阀232切换至制冷模式，A端与D端连通。

喷射制冷模式下，在集热循环侧，水从蓄热水箱120出发，经过第一三通换向阀150，达到太阳能集热器110进行加热，然后通过第一循环水泵130回到蓄热水箱120，完成集热循环过程，为喷射制冷积累热量。同时来自蓄热水箱120的热水经过第二三通换向阀211加热蒸汽发生器220中的制冷剂后，经过第二循环水泵210回到蓄热水箱120，继续从太阳能集热器110中的热水获取热量；在喷射制冷侧，蒸汽发生器220中的制冷剂液体被加热后，高温高压的制冷剂蒸汽通过第一电磁阀241进入喷射器230，从喷嘴高速喷出形成低压，将第二换热器290中的蒸汽通过第四三通换向阀231和增压器260吸入喷射器230；经过在喷射器230中的混合和增压后，混合气体通过第一单向阀233进入第一换热器240凝结，一部分冷凝液通过膨胀阀223进入第二换热器290蒸发完成制冷负荷；另一部分冷凝液经过工质泵250增压后回到蒸汽发生器220，完成喷射制冷循环。

如图4所示，当步骤A中通过人机交互面板输入制冷模式，步骤C中控制模块判断太阳能集热器收集的太阳能不充足的情况下，控制模块控制太阳能集热及热水子系统和喷射制冷及热泵子系统执行机械制冷模式，所述步骤E具体包括以下步骤：

步骤E1：第一电磁阀241、第二电磁阀235和第三电磁阀251均关闭，第四三通换向阀231切换至C端和B端连通，A端关闭，四通换向阀232切换至制冷模式，即A端和D端连通，B端和C端连通。

在机械制冷模式下，集热循环可独立运行，供应热水和蓄热同时进行。高温高压制冷剂气体依次通过压缩机270出口，第二单向阀234，四通换向阀232进入第一换热器240凝结，冷凝液通过膨胀阀223进入第二换热器290蒸发完成制冷负荷，最后经过四通换向阀232回到压缩机270入口。

如图5所示，当步骤A中通过人机交互面板输入制热模式，步骤C中控制模块判断太阳能集热器收集的太阳能充足的情况下，控制模块控制太阳能集热及热水子系统和喷射制冷及热泵子系统执行热水盘管制热模式，所述步骤D具体包括以下步骤：

步骤D2：第一三通换向阀150切换至B端和A端连通，C关闭，水阀140关闭，第二三通换向阀211切换至B端和A端连通，C端关闭，第三电磁阀251开启。

在热水盘管制热模式下，水从蓄热水箱120出发，经过第一三通换向阀150，到达太阳能集热器110进行加热，然后通过第一循环水泵130回到蓄热水箱120，完成集热循环过程，为喷射制冷积累热量。同时来自蓄热水箱120的热水经过第二三通换向阀211进入表冷器280中完成制热负荷后，经过第三电磁阀251和第二循环水泵210回到蓄热水箱120，继续从太阳能集热器110中的热水获取热量。

如图6所示，当步骤A中通过人机交互面板输入制热模式，步骤C中控制模块判断太阳能集热器收集的太阳能不充足的情况下，控制模块控制太阳能集热及热水子系统和喷射制冷及热泵子系统执行热泵制热模式，所述步骤E具体包括以下步骤：

步骤E2：第一电磁阀241、第三电磁阀251均关闭，第二电磁阀235开启，第三三通换向阀221切换至B端和C端连通，A端关闭，第四三通换向阀231切换至C端和B端连通，A端关闭，四通换向阀232切换至制热模式，即A端和B端连通，D端和C端连通。

在热泵制热模式下，集热循环可独立运行，为蒸汽发生器220提供热量以及蓄热水箱120蓄热。高温高压制冷剂气体依次通过压缩机270出口，第二单向阀234，四通换向阀232进入第二换热器290凝结，完成制热负荷，冷凝液通过膨胀阀223进入第二换热器290和蒸汽发生器220蒸发，此时第二换热器290和蒸汽发生器220的流量由调节阀222来调节，最后制冷剂经过四通换向阀232回到压缩机270入口。

本发明具有众多优点：1、本发明能够实现采暖、制冷和热水三种功能，全年均可使用，在太阳能充足时，系统按喷射制冷或热泵方式和太阳能热水器的模式运行，在太阳能不足时，按压缩制冷或热泵方式和太阳能辅助的热泵方式运行，在优先使用免费太阳能的前提下，满足全天候运行的需要：太阳能充足时，采用太阳能喷射制冷或热水盘管供暖；太阳能不充足时，采用机械制冷或热泵制热，此时太阳能产生的热量在发生器内对热泵系统蒸发部件加热，最大程度利用太阳能。2、本发明的制冷模式有两种：太阳能喷射制冷（利用免费太阳能）和机械制冷（辅助制冷）；制热模式也有两种：热水盘管制热（利用免费太阳能）和热泵制热（部分利用免费太阳能）。3、本发明的不同制冷或制热模式均采用共用的换热器和系统管路，甚至发生器也可充当热泵制热时的蒸发器部件之一，减少设备数量，降低设备闲置率，有效地减少设备体积和成本。4、本发明通过控制三通阀换向阀以及电磁阀的启闭实现不同太阳能负荷下的系统切换，从而使不同的制冷制热模式过程连续。5、本发明可直接引用蓄热水箱热水作为生活用水，集成了太阳能热水器的功能。6、本发明的发生器在热泵制热时可利用太阳能加热系统蒸发部件，通过调节阀自动调节蒸发压力，达到最佳使用状态。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种紧凑型太阳能喷射制冷与热泵集成系统，其特征在于，包括太阳能集热及热水子系统、喷射制冷及热泵子系统和控制系统；

所述太阳能集热及热水子系统包括太阳能集热器、蓄热水箱和第一循环水泵；所述太阳能集热器入口与第一循环水泵入口连接，第一循环水泵出口与蓄热水箱的集热系统侧入口连接，蓄热水箱的集热系统侧出口与太阳能集热器出口连接；所述蓄热水箱的集热系统侧出口与用户端热水系统出水侧连接；所述第一循环水泵与控制系统连接；

所述喷射制冷及热泵子系统包括第二循环水泵、蒸汽发生器、喷射器、第一换热器、工质泵、增压器、压缩机、表冷器、第二换热器和送风机，所述蓄热水箱的喷射制冷侧出口与蒸汽发生器的集热系统侧入口连接，蒸汽发生器的集热系统侧出口与第二循环水泵入口连接，第二循环水泵出口与蓄热水箱的喷射制冷侧入口连接；蒸汽发生器的集热系统侧入口与表冷器入口连接，表冷器出口与第二循环水泵入口连接；蒸汽发生器的喷射系统侧出口与喷射器的高压入口连接，喷射器出口与第一换热器入口连接，第一换热器出口与工质泵入口连接，工质泵出口与蒸汽发生器的喷射系统侧入口连接，蒸汽发生器的喷射系统侧出口与第一换热器入口连接；喷射器的低压入口与增压器出口连接，增压器入口与第二换热器出口连接，第二换热器入口与工质泵入口连接；喷射器出口与第二换热器出口连接，喷射器出口与压缩机入口连接，压缩机出口与第一换热器入口连接；送风机设置在喷射制冷及热泵子系统的出风口；所述第二循环水泵、蒸汽发生器、喷射器、第一换热器、工质泵、增压器、压缩机、表冷器、第二换热器和送风机都与控制系统连接。

2.根据权利要求1所述的紧凑型太阳能喷射制冷与热泵集成系统，其特征在于，所述太阳能集热及热水子系统还包括水阀和第一三通换向阀，所述用户端热水系统的进水侧与水阀入口连接，水阀出口分别与太阳能集热器的入口和第一循环水泵的入口连接；所述第一三通换向阀的C端与用户端热水系统的出水侧连接，第一三通换向阀的A端与蓄热水箱的集热系统侧出口连接，第一三通换向阀的B端与太阳能集热器的出口连接，所述第一三通换向阀与控制系统连接。

3.根据权利要求2所述的紧凑型太阳能喷射制冷与热泵集成系统，其特征在于，所述喷射制冷及热泵子系统包括第二三通换向阀、第三三通换向阀、第四三通换向阀、调节阀、膨胀阀、四通换向阀、第一单向阀、第二单向阀、第二电磁阀、第一电磁阀和第三电磁阀；所述第二三通换向阀的A端与表冷器入口连接，第二三通换向阀的B端与蓄热水箱的喷射制冷侧出口连接，第二三通换向阀的C端与蒸汽发生器的集热系统侧入口连接；第三三通换向阀的A端与工质泵入口连接，第三三通换向阀的B端与调节阀入口连接，第三三通换向阀的C端与膨胀阀入口连接；调节阀出口和工质泵出口都与蒸汽发生器的喷射系统侧入口连接；膨胀阀出口与第二换热器入口连接；所述第四三通换向阀的A端与增压器入口连接，第四三通换向阀的B端与四通换向阀的C端连接，第四三通换向阀的C端与第二换热器出口连接；四通换向阀的A端、第一单向阀出口、第二电磁阀出口和第一换热器入口连接在同一系统管上，四通换向阀的B端与压缩机入口连接，四通换向阀的D端与第二单向阀出口连接；第二单向阀入口与压缩机出口连接；第一单向阀入口与喷射器出口连接，第二电磁阀入口与蒸汽发生器的喷射系统侧出口连接；第一电磁阀入口与蒸汽发生器的喷射系统侧出口连接，第一电磁阀出口与喷射器入口连接；第三电磁阀入口与表冷器出口连接，第三电磁阀出口与第二循环水泵入口连接；所述第二三通换向阀、第三三通换向阀、第四三通换向阀、调节阀、膨胀阀、四通换向阀、第一单向阀、第二单向阀、第二电磁阀、第一电磁阀和第三电磁阀都与控制系统连接。

4.一种如权利要求1-3任意一项所述的紧凑型太阳能喷射制冷与热泵集成系统的控制方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤A：通过人机交互模块输入制取热水模式或制冷模式或制热模式，控制模块判断工作模式，若是制取热水模式，执行步骤B；若是制冷模式或制热模式，执行步骤C；

步骤B：通过人机交互模块输入供热水指令或加热指令，控制模块根据指令控制太阳能集热及热水子系统工作；

步骤C：控制模块判断太阳能集热器收集的太阳能是否充足，是，执行步骤D；否，执行步骤E；

步骤D：控制模块控制太阳能集热及热水子系统和喷射制冷及热泵子系统执行喷射制冷模式或热水盘管制热模式；

步骤E：控制模块控制太阳能集热及热水子系统和喷射制冷及热泵子系统执行机械制冷模式或热泵制热模式。

5.根据权利要求4所述的紧凑型太阳能喷射制冷与热泵集成系统的控制方法，其特征在于，当步骤A中人机交互模块输入制取热水模式，步骤B中人机交互模块输入供热水指令时，所述步骤B中具体包括以下步骤：

步骤B1：水阀打开，控制模块控制第一三通换向阀切换至A端和C端接通，B端关闭。

6.根据权利要求4所述的紧凑型太阳能喷射制冷与热泵集成系统的控制方法，其特征在于，当步骤A中人机交互模块输入制取热水模式，步骤B中人机交互模块输入加热指令时，所述步骤B中具体包括以下步骤：

步骤B2：水阀关闭，控制模块控制第一三通换向阀切换至B端和A端连通，C端关闭。

7.根据权利要求4所述的紧凑型太阳能喷射制冷与热泵集成系统的控制方法，其特征在于，当步骤A中通过人机交互面板输入制冷模式，步骤C中控制模块判断太阳能集热器收集的太阳能充足时，控制模块控制太阳能集热及热水子系统和喷射制冷及热泵子系统执行喷射制冷模式，所述步骤D具体包括以下步骤：

步骤D1：第一三通换向阀切换至B端和A端连通，C端关闭，水阀关闭，第二三通换向阀切换至B端和C端连通，A端关闭，第一电磁阀开启，第二电磁阀关闭，第三电磁阀关闭，第三三通换向阀切换至A端和C端连通，B端关闭，第四三通换向阀切换至A端和C端连通，B端关闭，四通换向阀切换至制冷模式，A端与D端连通。

8.根据权利要求4所述的紧凑型太阳能喷射制冷与热泵集成系统的控制方法，其特征在于，当步骤A中通过人机交互面板输入制冷模式，步骤C中控制模块判断太阳能集热器收集的太阳能不充足时，控制模块控制太阳能集热及热水子系统和喷射制冷及热泵子系统执行机械制冷模式，所述步骤E具体包括以下步骤：

步骤E1：第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀均关闭，第四三通换向阀切换至C端和B端连通，A端关闭，四通换向阀切换至制冷模式，即A端和D端连通，B端和C端连通。

9.根据权利要求4所述的紧凑型太阳能喷射制冷与热泵集成系统的控制方法，其特征在于，当步骤A中通过人机交互面板输入制热模式，步骤C中控制模块判断太阳能集热器收集的太阳能充足的情况下，控制模块控制太阳能集热及热水子系统和喷射制冷及热泵子系统执行热水盘管制热模式，所述步骤D具体包括以下步骤：

步骤D2：第一三通换向阀切换至B端和A端连通，C关闭，水阀关闭，第二三通换向阀切换至B端和A端连通，C端关闭，第三电磁阀开启。

10.根据权利要求4所述的紧凑型太阳能喷射制冷与热泵集成系统的控制方法，其特征在于，当步骤A中通过人机交互面板输入制热模式，步骤C中控制模块判断太阳能集热器收集的太阳能不充足时，控制模块控制太阳能集热及热水子系统和喷射制冷及热泵子系统执行热泵制热模式，所述步骤E具体包括以下步骤：

步骤E2：第一电磁阀和第三电磁阀均关闭，第二电磁阀开启，第三三通换向阀切换至B端和C端连通，A端关闭，第四三通换向阀切换至C端和B端连通，A端关闭，四通换向阀切换至制热模式，即A端和B端连通，D端和C端连通。

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