CN105783159A - 太阳能空调器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种太阳能空调器，包括空调器系统和太阳能热水器系统，所述空调器系统包括通过制冷剂管路连接的压缩机、四通阀、室外换热器、节流阀、室内换热器，所述太阳能热水器系统包括通过水管路连接的冷却水泵、太阳能集热器和储水箱，所述空调器系统和太阳能热水器系统之间设有辅助换热器，所述辅助换热器与所述室外换热器连通实现热交换。本发明结合太阳能热水器和空调器的特点实现两者的结合，制冷时，利用太阳能热水器的冷却水带走空调器冷凝热，实现低品位热源的回收，同时解决了太阳能热水器产生热水不稳定问题；制热时，太阳能热水器产生热水流经室外换热器可有效解决室外机结霜现象，改善空调器的使用效果。

Description

太阳能空调器
技术领域
本发明属于空调与制冷工程技术领域，具体地说，涉及一种太阳能空调器。
背景技术
现有空调器在使用中存在以下问题：制冷时室外释放的低品位热量不能有效利用，释放到环境中造成污染，目前没有很好的解决方法；制热时室外机结霜影响制热效果，化霜过程室内制冷模式严重影响了用户使用体验，目前解决方法是室外机增加底盘电加热，但这种方法耗电量明显增加。随着社会的发展太阳能热水器使用普及率越来越高，特别是二、三线城市和农村，如何简单有效的将二者结合起来实现能量的相互利用则是本发明的出发点。
发明内容
本发明的目的在于有效结合空调器系统和太阳能热水器系统，提供一种太阳能空调器。
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，包括空调器系统和太阳能热水器系统，所述空调器系统包括通过制冷剂管路连接的压缩机、四通阀、室外换热器、节流阀、室内换热器，所述太阳能热水器系统包括通过水管路连接的冷却水泵、太阳能集热器和储水箱，所述空调器系统和太阳能热水器系统之间设有辅助换热器，所述辅助换热器与所述室外换热器连通实现热交换。
其中，所述辅助换热器包括制冷剂进口、制冷剂出口、冷却水进口以及冷却水出口，所述制冷剂进口和制冷剂出口两端连接在所述节流阀和室外换热器之间，所述冷却水进口和冷却水出口两端连接在所述冷却水泵和太阳能集热器之间，且，
所述冷却水泵与所述辅助换热器之间的水管路上设有第一冷水阀；
所述冷却水泵与所述太阳能集热器之间设有第一分管路，且在该第一分管路上设有第二冷水阀；
所述辅助换热器与所述太阳能集热器之间的水管路上设有冷水循环阀；
所述太阳能集热器与所述储水箱之间的水管路上设有第一储水箱阀；
所述太阳能集热器与所述辅助换热器之间设有第二分管路，且在该第二分管路上设有热水循环阀；
所述储水箱与所述辅助换热器之间设有第三分管路，且在该第三分管路上设有第二储水箱阀；
所述空调器系统进入制冷循环时，所述第一、三、四截止阀打开，所述第二、五、六截止阀关闭；
所述空调器系统进入制热循环时，所述第一、三、四截止阀关闭，所述第二、五、六截止阀打开。
进一步地，所述辅助换热器连接在所述空调器系统中的部分还并联制冷辅助阀，所述制冷辅助阀在所述空调器系统进入制冷循环时关闭，所述空调器系统进入制冷循环时，所述制冷辅助阀关闭；所述空调器系统进入制热循环且所述辅助换热器内的冷却水结冰时，所述制冷辅助阀打开，反之，处于关闭状态。进一步地，所述辅助换热器与所述节流阀之间的制冷剂管路上设有结冰辅助阀。通常情况下，结冰辅助阀是常开的，在辅助换热器内的冷却水结冰时，结冰辅助阀关闭。
进一步地，所述辅助换热器采用套管式结构，包括外管和内管，所述外管中流冷却水，所述内管中流制冷剂。
进一步地，所述外管和内管均为蛇形管。
进一步地，所述内管的外壁上设有翅片，强化换热，且所述外管外壁上设置保温层。
或者，辅助换热器采用以下结构形式：所述辅助换热器包括水箱，所述水箱内设有换热管，所述换热管中流制冷剂，所述水箱内盛装冷却水。
进一步地，所述换热管为蛇形管。
进一步地，所述换热管的外壁上设有翅片，所述水箱外壁上设置保温层。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：
本发明结合太阳能热水器和空调器的特点实现两者的结合。制冷时，利用太阳能热水器的冷却水带走空调器冷凝热，实现低品位热源的回收，同时解决了太阳能热水器产生热水不稳定问题；制热时，太阳能热水器产生热水流经室外换热器可有效解决室外机结霜现象，改善空调器的使用效果。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明所述太阳能空调器具体实施例的系统流程图；
图2是辅助换热器具体实施例的结构示意图；
图3是辅助换热器具体实施例的结构示意图；
其中，图1中的实线箭头方向代表制冷流程，虚线箭头方向代表制热流程。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。应当理解，此处所描述的实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参考图1所示，该实施例是有效结合空调器系统和太阳能热水器系统的太阳能空调器，其包括空调器系统和太阳能热水器系统，其中，
空调器系统10包括通过制冷剂管路11连接的压缩机12、四通阀13、室外换热器14、节流阀15、室内换热器16；
太阳能热水器系统20包括通过水管路21连接的冷却水泵22、太阳能集热器23和储水箱24；
空调器系统10和太阳能热水器系统20之间设有辅助换热器25；
如图2所示，辅助换热器25采用套管式结构，包括外管25-1和内管25-2，外管25-1中流冷却水，内管25-2中流制冷剂，还包括制冷剂进口25-3、制冷剂出口25-4、冷却水进口25-5以及冷却水出口25-6，制冷剂进口25-3和制冷剂出口25-4两端连接在节流阀15和室外换热器14之间，冷却水进口25-5和冷却水出口25-6两端连接在冷却水泵22和太阳能集热器23之间，其中，外管25-1和内管25-3均为蛇形管。还可在内管25-3的外壁上设有翅片，强化换热，在外管25-1的外壁上设置保温层，且，
冷却水泵22与辅助换热器25之间的水管路上安装第一冷水阀A；
冷却水泵22与太阳能集热器23之间设有第一分管路26，且在该第一分管路26上设有第二冷水阀B；
辅助换热器25与太阳能集热器23之间的水管路上设有冷水循环阀C；
太阳能集热器23与储水箱24之间的水管路上设有第一储水箱阀D；
太阳能集热器23与辅助换热器25之间设有第二分管路27，且在该第二分管路27上设有热水循环阀E；
储水箱24与辅助换热器25之间设有第三分管路28，且在该第三分管路28上设有第二储水箱阀F；
空调器系统10进入制冷循环时，第一冷水阀A、冷水循环阀C、第一储水箱阀D打开，第二冷水阀B、热水循环阀E、第二储水箱阀F关闭；
空调器系统10进入制热循环时，第一冷水阀A、冷水循环阀C、第一储水箱阀D关闭，第二冷水阀B、热水循环阀E、第二储水箱阀F打开。
在上述实施例中，辅助换热器25连接在空调器系统10中的部分还并联制冷辅助阀G，制冷辅助阀G在空调器系统10进入制冷循环时关闭，空调器系统进入制热循环且辅助换热器25内的冷却水结冰时，制冷辅助阀G打开，可防止水结霜后全部经过时换热效果变差。反之，空调器系统进入制热循环且辅助换热器25内的冷却水没有结冰时，制冷辅助阀G也处于关闭状态，冷媒全部经过辅助换热器25，辅助换热器25中的冷却水吸收冷媒温度，增大其过冷度，提高制冷能力；
在本发明的上述实施例中，为了更好的实现空调器系统和太阳能热水器系统二者的结合，防止水结霜后换热效果变差，辅助换热器25与节流阀15之间的制冷剂管路上设有结冰辅助阀H。
上述的制冷辅助阀G和结冰辅助阀H综合使用，通常情况下，结冰辅助阀H是常开的，在辅助换热器25内的水结冰时，为防止水结冰后换热效果变差，结冰辅助阀H关闭，制冷辅助阀G打开，冷媒不再经过辅助换热器25；辅助换热器25中的水没结冰前，制冷辅助阀G关闭，结冰辅助阀H打开。
总之，制冷辅助阀G和结冰辅助阀H根据室外辅助换热器中水是否结冰来判定开闭。
如图3所示，或者，辅助换热器采用以下结构形式：该辅助换热器30包括水箱31，水箱31内设有换热管32，换热管32中流制冷剂，水箱31内盛装冷却水。冷却水进口33以及冷却水出口34分别设置在水箱壁两侧，制冷剂进口35以及制冷剂出口36连接在换热管32的两端并伸出水箱壁外，换热管32为蛇形管，还可在换热管32的外壁上设有翅片，强化换热，同时在水箱31外壁上包裹保温棉。
制冷时，如图1实线所示方向，空调器方面制冷剂从压缩机12排出，依次经过四通阀13、室外换热器14、节流阀15、室内换热器16和压缩机12完成制冷循环；太阳能热水器方面，第一冷水阀A、冷水循环阀C、第一储水箱阀D、结冰辅助阀H打开，第二冷水阀B、热水循环阀E、第二储水箱阀F、制冷辅助阀G关闭，冷却水先流入辅助换热器25，进行对流热传递，吸收空调器室外侧冷凝热，预热后流入太阳能热水器，加热后进入储水箱24供生活热水使用；
制热时，如图1虚线所示方向，空调器方面制冷剂从压缩机12排出，依次经过四通阀13、室内换热器16、节流阀15、室外换热器14和压缩机12完成制热循环；太阳能热水器方面，第一冷水阀A、冷水循环阀C、第一储水箱阀D、制冷辅助阀G关闭，第二冷水阀B、热水循环阀E、第二储水箱阀F、结冰辅助阀H打开，冷却水进入太阳能换热器加热后先流经辅助换热器25和空调器的室外机换热后再流回储水箱24，在满足生活热水的需求的基础上，为蒸发侧提供热源，避免了制冷剂蒸发不足，吸气压力低造成的空调制热效果不佳问题出现，且有效改善了室外气温较低时的结霜现象，加快化霜速度，提高系统稳定运行。但是，当辅助换热器25内的水结冰时，结冰辅助阀H关闭，制冷辅助阀G打开，冷媒不再经过辅助换热器25，防止水结冰后换热效果变差。
本发明通过把家用热水器和空调器结合使用的方法，实现了两者的相互使用：制冷时，太阳能热水器冷却水先通过辅助换热器装置，通过辅助换热器与室外换热器的热交换，吸收室外机制冷剂冷凝热，后流入太阳能集热器加热；制热时，太阳能产生的热水先通过辅助换热器装置，通过辅助换热器与室外换热器的热交换，将一部分热量传递给室外制冷剂，再流入储水箱供生活用热水。本发明有效利用了空调器产生的低品位热量，并改善了室外机结霜现象。
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，包括空调器系统和太阳能热水器系统，所述空调器系统包括通过制冷剂管路连接的压缩机、四通阀、室外换热器、节流阀、室内换热器，所述太阳能热水器系统包括通过水管路连接的冷却水泵、太阳能集热器和储水箱，其特征在于：所述空调器系统和太阳能热水器系统之间设有辅助换热器，所述辅助换热器与所述室外换热器连通实现热交换。
2.根据权利要求1所述太阳能空调器，其特征在于：所述辅助换热器包括制冷剂进口、制冷剂出口、冷却水进口以及冷却水出口，所述制冷剂进口和制冷剂出口两端连接在所述节流阀和室外换热器之间，所述冷却水进口和冷却水出口两端连接在所述冷却水泵和太阳能集热器之间，且，所述冷却水泵与所述辅助换热器之间的水管路上设有第一冷水阀；
所述冷却水泵与所述太阳能集热器之间设有第一分管路，且在该第一分管路上设有第二冷水阀；
所述辅助换热器与所述太阳能集热器之间的水管路上设有冷水循环阀；
所述太阳能集热器与所述储水箱之间的水管路上设有第一储水箱阀；
所述太阳能集热器与所述辅助换热器之间设有第二分管路，且在该第二分管路上设有热水循环阀；
所述储水箱与所述辅助换热器之间设有第三分管路，且在该第三分管路上设有第二储水箱阀；
所述空调器系统进入制冷循环时，所述第一、三、四截止阀打开，所述第二、五、六截止阀关闭；
所述空调器系统进入制热循环时，所述第一、三、四截止阀关闭，所述第二、五、六截止阀打开。
3.根据权利要求2所述太阳能空调器，其特征在于：所述辅助换热器连接在所述空调器系统中的部分还并联制冷辅助阀，所述空调器系统进入制冷循环时，所述制冷辅助阀关闭，所述空调器系统进入制热循环且所述辅助换热器内的冷却水结冰时，所述制冷辅助阀打开，反之，处于关闭状态。
4.根据权利要求3所述太阳能空调器，其特征在于：所述辅助换热器与所述节流阀之间的制冷剂管路上设有结冰辅助阀，当所述辅助换热器内的冷却水结冰时，所述结冰辅助阀关闭，反之，所述结冰辅助阀处于开启状态。
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：所述辅助换热器采用套管式结构，包括外管和内管，所述外管中流冷却水，所述内管中流制冷剂。
6.根据权利要求5所述太阳能空调器，其特征在于：所述外管和内管均为蛇形管。
7.根据权利要求5所述太阳能空调器，其特征在于：所述内管的外壁上设有翅片，且所述外管外壁上设置保温层。
8.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：所述辅助换热器包括水箱，所述水箱内设有换热管，所述换热管中流制冷剂，所述水箱内盛装冷却水。
9.根据权利要求8所述太阳能空调器，其特征在于：所述换热管为蛇形管。
10.根据权利要求8所述太阳能空调器，其特征在于：所述换热管的外壁上设有翅片，所述水箱外壁上设置保温层。
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