CN200979260Y - 太阳能电池空调系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种太阳能电池空调系统,包括太阳能电池供电支路、市电供电支路、压缩机、第一换热器、节流装置、第二换热器以及系统控制电路,太阳能电池供电支路与市电供电支路分别与压缩机的电源输入端建立电连接,压缩机、第一换热器、节流装置与第二换热器通过管线依次连成制冷剂循环回路,其中,太阳能电池空调系统进一步包括蓄能装置,蓄能装置通过管线与第一换热器或第二换热器连成蓄能介质循环回路。本实用新型的太阳能电池空调系统既可以充分利用取之不竭的太阳能又可以充分利用廉价的低谷电。

Description

太阳能电池空调系统
技术领域
本实用新型是关于一种空调系统,特别是关于一种采用了太阳能电池供电的家用空调系统。
背景技术
随着生活水平的不断提高,空调产品已经走进了千家万户,为人们制造了舒适的工作和学习环境。
但是,随着空调数量的激增,给供电系统带来的压力也越来越大。在大中型城市每年夏季都必须对某些区域进行拉闸限电,以保证电网的正常运行。这给那些区域的工业生产和人们生活带来了诸多不便。而且,我国目前的电力供应很大程度上还是依靠燃烧煤、油等矿产资源发电,因此用电量的激增必然导致矿产资源的日益减少。另外,依靠燃烧煤、油等矿产资源的发电过程必然造成一定程度上的环境污染问题。
太阳能是一种取之不尽用之不竭的天然能源,随着太阳能利用技术的不断改善,出现了各种新型的利用太阳能的空调系统。如中国专利申请第03129268.2号所揭示的一种复合式太阳能制冷装置,主要包括发生器、冷凝器、节流阀、蒸发器、吸收器、溶液热交换器、压缩机、太阳能集热器、水泵、调节阀、溶液泵,其中,太阳能集热器与发生器左边的管程、水泵构成了太阳能集热系统的循环;溶液热交换器与发生器的壳程、吸收器的壳程以及溶液泵构成了浓溶液的循环;压缩机与发生器右边的管程、冷凝器的壳程、节流阀、蒸发器的壳程、吸收器右边的管程构成了压缩制冷的循环系统,太阳能集热器上端与发生器左边的管程进口连接,发生器左边的管程出口与水泵进口相连,水泵的出口又和太阳能集热器的下端连接,溶液热交换器左边的管程出口与发生器壳程入口相连,发生器壳程出口与溶液热交换器右边的管程入口相连,溶液热交换器右边的管程出口与吸收器的壳程入口相连,吸收器的壳程出口通过溶液泵与溶液热交换器左边的管程入口相连,压缩机的出口管道与发生器右边的管程入口相连,发生器右边的管程出口通过调节阀和冷凝器的壳程入口连接,冷凝器的管程内通冷却水,冷凝器的壳程出口与节流阀的入口相连,节流阀的出口与蒸发器的壳程入口连接,蒸发器的管程内通冷冻水,蒸发器的壳程出口通过调节阀与吸收器右边的管程入口相连,吸收器右边的管程出口与压缩机的入口管道相连,发生器的壳程出口通过调节阀和冷凝器的壳程入口连接,蒸发器的壳程出口通过调节阀与吸收器的壳程入口相连。由上述内容可以看出,第03129268.2号专利申请所揭示的复合式太阳能制冷装置采用的是太阳能集热系统循环、浓溶液循环、压缩制冷循环的结合,其结构复杂难以向普通家庭推广应用。
又如中国专利第200320106906.9号所揭示的一种太阳能和交流市电双电源空调系统,它包括空调系统本体及其供电电源,空调系统本体包括压缩机、与压缩机以管线连接的冷凝器、与冷凝器以管线连接的节流装置、与节流装置以管线连接的蒸发器、连接蒸发器和压缩机的管线、安装着上述部件的机壳以及安装在机壳中的电气控制电路,其中,所说的供电电源包括太阳能电池板及其控制器,与控制器以电源线连接的逆变升压变压器,与控制器、逆变升压变压器、蓄电池组以导线连接的控制板,与交流市电电源和逆变升压变压器的输出以导线连接的转换开关,转换开关的输出与空调系统本体连接。但是,第200320106906.9号专利所揭示的太阳能和交流市电双电源空调系统的太阳能电池板在白天产生的电量并不能完全满足空调系统的电量需求,必须同时采用交流市电供电,难以充分缓解用电紧张的白天的电网压力。
因此,提供一种既可以方便地利用太阳能又可以有效地错峰用电的空调系统成为了业界需要解决的问题。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种节省电能的、错峰用电的太阳能电池空调系统。
本实用新型的技术方案是:提供一种太阳能电池空调系统,包括太阳能电池供电支路、市电供电支路、压缩机、第一换热器、节流装置、第二换热器以及系统控制电路,太阳能电池供电支路与市电供电支路分别与压缩机的电源输入端建立电连接,压缩机、第一换热器、节流装置与第二换热器通过管线依次连成制冷剂循环回路,其中,太阳能电池空调系统进一步包括蓄能装置,蓄能装置通过管线与第一换热器或第二换热器连成蓄能介质循环回路。
具体地,太阳能电池空调系统进一步包括一控制器,太阳能电池供电支路与市电供电支路经由控制器连成一路后与压缩机的电源输入端建立电连接。
更具体地,压缩机为变频压缩机,这样启动电流可以控制在较小的范围内,优选地为直流变频压缩机;太阳能电池供电支路包括一个或者一个以上的太阳能光伏电池以及一个受系统控制电路控制的第一电流开关;市电供电支路包括一个受系统控制电路控制的第二电流开关以及一个交直流逆变转换电路。或者,压缩机为交流变频压缩机;太阳能电池供电支路包括一个或者一个以上的太阳能光伏电池板、一个受系统控制电路控制的第一电流开关、以及直交流逆变转换电路;市电供电支路包括一个受系统控制电路控制的第二电流开关。
其中,直交流逆变转换电路和/或交直流逆变转换电路设置于控制器内,此外,控制器内还包括本领域中常用的其他控制电路。
可供选择地,在太阳能光伏电池阵列与第一电流开关之间可以设有蓄电池。
本实用新型的一种具体方案是,该太阳能电池空调系统用于夏季制冷,则:第一换热器为设于室外的冷凝器,第二换热器为设于室内的蒸发器,蓄能装置为蓄冰装置,蓄冰装置通过管线与蒸发器连成冰水循环回路。工作原理是:空调在作制冷运行时,低温低压的制冷剂气体被压缩机吸入后加压变成高温高压的制冷剂气体,高温高压的制冷剂气体在室外冷凝器中放热变成中温高压的制冷剂液体,中温高压的制冷剂液体再经过节流装置节流降压后变为低温低压的制冷剂液体,低温低压的制冷剂液体在室内蒸发器中吸热蒸发后变为低温低压的气体,室内空气在蒸发器表面被冷却降温,达到使室内温度下降的目的,低温低压的制冷剂气体再被压缩机吸入,如此循环。
其中,蓄冰装置可以和该系统共用一个制冷剂循环回路,具体地,蓄冰装置进一步包括制冷剂流道,制冷剂流道的一端与节流装置和蒸发器之间的管线连通,制冷剂流道的另一端与蒸发器和压缩机之间的管线连通。同时,制冷剂流道上设有一个受系统控制电路控制在预定时间将制冷剂流道导通或封闭的电磁阀。从而,在用电低谷的夜间,当电磁阀将制冷剂流道导通时,由节流装置流向蒸发器的低温低压的液态制冷剂的其中一部分进入蓄冰装置的制冷剂流道中,蓄冰装置中的蓄能介质(比如水)在制冷剂流道的管壁附近与液态制冷剂换热而逐渐变成冰;在用电高峰的白天,电磁阀将制冷剂流道关闭,由节流装置流出的低温低压的液态制冷剂全部流向蒸发器,此时,蓄冰装置中的冰开始融化变成冰水并通过冰水循环回路流入蒸发器,冰水在蒸发器中与室内空气充分换热辅助降低室内空气温度。
其中,制冷剂循环回路与蓄能介质循环回路为彼此独立的回路。第二电流开关一般情况下是在用电低谷时导通。但不排除可能在用电高峰时导通。
可供选择地,蓄冰装置可以使用一个独立的制冷剂循环回路,具体地,太阳能电池空调系统进一步包括第二压缩机、第二冷凝器以及第二节流装置,蓄冰装置进一步包括制冷剂流道,第二压缩机、第二冷凝器、第二节流装置以及制冷剂流道通过管线依次连成第二制冷剂循环回路。其中,第二压缩机受系统控制电路控制在预定的时间开始工作。
本实用新型的另一种具体方案是,该太阳能电池空调系统用于冬季制热,则:第一换热器为设于室内的冷凝器,第二换热器为设于室外的蒸发器,蓄能装置为蓄水装置,蓄水装置通过管线与冷凝器连成热水循环回路。工作原理是:低温低压的制冷剂气体被压缩机吸入后加压变成高温高压的制冷剂气体,高温高压的制冷剂气体在室内冷凝器中放热变成中温高压的制冷剂液体,室内空气在冷凝器表面被加热,达到使室内温度升高的目的,中温高压的制冷剂液体再经过节流装置节流降压后变为低温低压的制冷剂液体,低温低压的制冷剂液体在室外的蒸发器中吸热蒸发后变为低温低压的气体,低温低压的气体再被压缩机吸入,如此循环。
同理,蓄水装置可以和该系统共用一个制冷剂循环回路,具体地,蓄水装置进一步包括制冷剂流道,制冷剂流道的一端与压缩机和冷凝器之间的管线连通,制冷剂流道的另一端与冷凝器和节流装置之间的管线连通,从而,由压缩机流向冷凝器的高温高压的制冷剂气体将部分流经制冷剂流道并将制冷剂流道管壁外的冷水加热。蓄水装置可以具有很好的保温性能,从而蓄水装置中的热水可以在用电高峰时或者其他必要时刻通过热水循环回路器流入室内冷凝器中辅助将室内的冷空气加热。
可供选择地,蓄水装置可以使用一个独立的制冷剂循环回路。
可供选择地,该太阳能电池空调系统用于夏季制冷时,也可以使用蓄水装置,即,将高温水制冷成接近零度的水而不是冰。
可供选择地,根据需要可以设置一个或者多个壳体将本实用新型的太阳能电池空调系统收容在壳体内。
本实用新型的系统控制电路包括处理器、存储器等元件,用于控制整个系统的稳定运行。系统控制电路根据预定程序在预定的时间控制第一电流开关、第二电流开关以及电磁阀的开合。
可供选择地,本实用新型的太阳能光伏电池模组可以包括若干个太阳能光伏电池块或者太阳能光伏电池阵列,一个或多个用于电流调整的控制器,一个或多个用于存储电能的蓄电池。太阳能光伏电池阵列产生的电流可以直接进入空调系统,或者经过控制器调整后进入空调系统,或者先存储到蓄电池再进入空调系统。
本实用新型的有益效果是:通过太阳能光伏电池模组充分利用取之不尽用之不竭的太阳能为空调供电,有效缓解了供电压力,进而节省了有限的矿产资源;采用蓄能装置,充分地避免了在用电高峰时使用电力为空调供电,进一步有效缓解了供电压力,保证了电网正常运行;同时,本实用新型的太阳能电池空调系统无污染、无噪声、系统体积小、结构紧凑;在晚上没有阳光但电力供应充足且电价便宜的时候,用市电驱动变频压缩机正常启动运行,同时开启蓄冰装置,并加大压缩机的运行负荷,充分利用廉价的低谷电,在制冷的同时蓄冰,白天利用晚间蓄冰装置的蓄冰辅助制冷,达到了移谷填峰的目的,并且节省了电费。
以下结合附图和实施例,来进一步说明本实用新型,但本实用新型不局限于这些实施例,任何在本实用新型基本精神上的改进或替代,仍属于本实用新型权利要求书中所要求保护的范围。
附图说明
图1是本实用新型的实施例1的示意图。
图2是本实用新型的实施例2的示意图。
图3是本实用新型的实施例3的示意图。
图4是本实用新型的实施例4的示意图。
具体实施方式
实施例1请参照图1,本实用新型的太阳能电池空调系统,在本实施例中用于夏季制冷,该系统包括太阳能电池供电支路100、市电供电支路200、控制器120、压缩机301、第一换热器303、节流装置305、第二换热器307、蓄能装置404以及系统控制电路。
太阳能电池供电支路100包括两个太阳能光伏电池阵列101以及一个受系统控制电路控制的第一电流开关108,每个太阳能光伏电池阵列101产生的直流电并联后经过第一电流开关108输入到控制器120的一个输入端。
市电供电支路200包括交流电源201以及一个受系统控制电路控制的第二电流开关203,交流市电经过第二电流开关203后输入到控制器120的另一个输入端,控制器120中设有交直流逆变转换电路用于将市电供电支路200的交流电转换成直流电。
控制器120中的其他处理电路将转换的直流电和来自太阳能电池供电支路100的直流电进行整合变成一路可以驱动压缩机301的直流电输入到压缩机301的电源输入端。
压缩机301、第一换热器303、节流装置305与第二换热器307通过管线300依次连成制冷剂循环回路。具体地,压缩机301为直流变频压缩机。
在本实施例中,第一换热器303为设于室外的冷凝器303,第二换热器307为设于室内的蒸发器307,蓄能装置404为蓄冰装置404,蓄冰装置404通过管线500与蒸发器307连成冰水循环回路。
蓄冰装置404包括制冷剂流道,制冷剂流道的一端与节流装置305和蒸发器307之间的管线连通,制冷剂流道的另一端与蒸发器307和压缩机301之间的管线连通。同时,制冷剂流道上设有一个受系统控制电路控制在预定时间将制冷剂流道导通或封闭的电磁阀4045。
本实用新型的太阳能电池空调系统的使用过程如下:在用电低谷的夜间,第一电流开关108将太阳能电池供电支路100与系统断开,第二电流开关203将市电供电支路200与系统连通,电磁阀4045将制冷剂流道导通。此时,该系统只采用市电供电,并且开始在蓄冰装置404中蓄冰。具体地,由节流装置305流向蒸发器307的低温低压的液态制冷剂的其中一部分进入蓄冰装置404的制冷剂流道中,蓄冰装置404中的水在制冷剂流道的管壁附近与低温低压的液态制冷剂换热而逐渐被冷却成冰。
在用电高峰的白天,第一电流开关108将太阳能电池供电支路100与系统连通,第二电流开关203将市电供电支路200与系统断开,电磁阀4045将制冷剂流道封闭从而停止向蓄冰装置404内蓄冰。此时,该系统不采用市电供电,而是利用太阳能供电,并且由蓄冰装置404辅助制冷。具体地,蓄冰装置404中的冰开始融化变成冰水并通过冰水循环回路的管线500流入蒸发器307,冰水在蒸发器307中与室内空气充分换热辅助降低室内空气温度。
实施例2请参照图2,本实施例与实施例1的不同之处在于:压缩机301为交流变频压缩机。
太阳能电池供电支路100还包括用于蓄电的蓄电池107。
控制器120中设有用于将来自太阳能电池供电支路100的直流电转换成交流电的直交流逆变转换电路。
实施例3请参照图3,本实施例与实施例1的不同之处在于:太阳能电池空调系统进一步包括第二压缩机601、第二冷凝器603以及第二节流装置605,蓄冰装置404进一步包括制冷剂流道,第二压缩机601、第二冷凝器603、第二节流装置605以及制冷剂流道通过管线依次连成第二制冷剂循环回路。
蓄冰装置404没有电磁阀4045。
第二压缩机601经过一第三电流开关607与第一压缩机301的电源输入端建立电连接。第三电流开关607受系统控制电路控制使第二压缩机601在夜间开始工作并且在白天停止工作。
实施例4请参照图4,本实施例与实施例1的不同之处在于:该太阳能电池空调系统用于冬季制热,第一换热器303为设于室内的冷凝器303,第二换热器307为设于室外的蒸发器307,蓄能装置为蓄水装置808,蓄水装置808通过管线800与冷凝器303连成热水循环回路。
蓄水装置808进一步包括制冷剂流道以及电磁阀8085,制冷剂流道的一端与压缩机301和冷凝器303之间的管线连通,制冷剂流道的另一端与冷凝器303和节流装置305之间的管线连通,从而,由压缩机301流向冷凝器303的高温高压的制冷剂气体的一部分将流经制冷剂流道并将制冷剂流道管壁外的冷水加热。蓄水装置808中的热水可以在用电高峰时通过热水循环回路器流入室内冷凝器303中辅助将室内的冷空气加热。

Claims (10)

1.一种太阳能电池空调系统,包括太阳能电池供电支路、市电供电支路、压缩机、第一换热器、节流装置、第二换热器以及系统控制电路,所述太阳能电池供电支路与所述市电供电支路分别与所述压缩机的电源输入端建立电连接,所述压缩机、第一换热器、节流装置与第二换热器通过管线依次连成制冷剂循环回路,其特征在于,所述太阳能电池空调系统进一步包括蓄能装置,所述蓄能装置通过管线与所述第一换热器或所述第二换热器连成蓄能介质循环回路。
2.如权利要求1所述的太阳能电池空调系统,其特征在于,所述第一换热器为设于室外的冷凝器,所述第二换热器为设于室内的蒸发器,所述蓄能装置为蓄冰装置,所述蓄冰装置通过管线与所述蒸发器连成冰水循环回路。
3.如权利要求2所述的太阳能电池空调系统,其特征在于,所述蓄冰装置进一步包括制冷剂流道,所述制冷剂流道的一端与所述节流装置和所述蒸发器之间的管线连通,所述制冷剂流道的另一端与所述蒸发器和所述压缩机之间的管线连通。
4.如权利要求3所述的太阳能电池空调系统,其特征在于,所述制冷剂流道上设有一个受所述系统控制电路控制在预定时间将所述制冷剂流道导通或封闭的电磁阀。
5.如权利要求2所述的太阳能电池空调系统,其特征在于,所述太阳能电池空调系统进一步包括第二压缩机、第二冷凝器以及第二节流装置,所述蓄冰装置进一步包括制冷剂流道,所述第二压缩机、第二冷凝器、第二节流装置以及所述制冷剂流道通过管线依次连成第二制冷剂循环回路。
6.如权利要求1所述的太阳能电池空调系统,其特征在于,所述压缩机为直流变频压缩机。
7.如权利要求6所述的太阳能电池空调系统,其特征在于,所述太阳能电池供电支路包括一个或者一个以上的太阳能光伏电池阵列以及一个受所述系统控制电路控制的第一电流开关,所述市电供电支路包括一个受所述系统控制电路控制的第二电流开关以及一个交直流逆变转换电路。
8.如权利要求1所述的太阳能电池空调系统,其特征在于,所述压缩机为交流变频压缩机,所述太阳能电池供电支路包括一个或者一个以上的太阳能光伏电池阵列、一个受所述系统控制电路控制的第一电流开关、以及直交流逆变转换电路,所述市电供电支路包括一个受所述系统控制电路控制的第二电流开关。
9.如权利要求7或8所述的太阳能电池空调系统,其特征在于,所述太阳能电池空调系统进一步包括一控制器,所述直交流逆变转换电路和/或交直流逆变转换电路设置于所述控制器内,所述太阳能电池供电支路与所述市电供电支路经由所述控制器连成一路后与所述压缩机的电源输入端建立电连接。
10.如权利要求1所述的太阳能电池空调系统,其特征在于,所述第一换热器为设于室内的冷凝器,所述第二换热器为设于室外的蒸发器,所述蓄能装置为蓄水装置,所述蓄水装置通过管线与所述冷凝器连成热水循环回路。
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