[发明专利]直膨式太阳能辅助的喷射器增效热泵热水系统及控制方法

说明书

一种直膨式太阳能辅助的喷射器增效热泵热水系统及控制方法，系统包括压缩机，压缩机出口连接储水箱入口，储水箱的出口分为两路，一路通过电磁阀依次连接太阳能集热器、电磁阀和喷射器工作流体入口；另一路通过电磁阀连接喷射器的工作流体入口；喷射器出口连接气液分离器入口，气液分离器出口分为两路，一路饱和制冷剂液体出口依次连接节流机构、蒸发器、喷射器的被引射流体入口；另一路饱和制冷剂气体出口直接连接压缩机入口，形成制冷剂的闭合循环通道；太阳能辐射仪和三个温度传感器连接控制器输入端，控制器输出端连接三个电磁阀；本发明还提供了该系统的控制方法，可以充分利用太阳能和空气源两种能源，保证该系统可以全天候情况下保持较高的性能。

技术领域

本发明属于热泵技术领域，具体涉及一种直膨式太阳能辅助的喷射器增效热泵热水系统及控制方法。

背景技术

热泵热水系统是一种应用逆卡诺循环原理从空气源、地源和水源等吸取低品位能量来加热热水的系统，相对于常用的电热水器和燃气热水器具有高效节能的特点，因而受到了市场的广泛青睐。近年来随着节能减排的压力和环境气候问题的日益突出，对热泵热水系统在节能、环保等方面提出更高的要求，因此，如何提高热泵热水系统的能效成为了其主要的发展方向。

常规的热泵热水系统通常采用膨胀阀作为节流部件，在节流过程中会存在较大的节流损失，而实际上是可以通过使用喷射器替代膨胀阀来回收部分膨胀功从而提高系统能效的。同时，喷射器本身结构简单、成本低廉、无运动部件,适于包括两相流的任何流体使用，所以在热泵热水系统中采用喷射器替代膨胀阀来提高系统能效是一种经济可行的方案。另外，作为一种取之不尽用之不竭的可再生清洁能源，太阳能也是可以用来提高热泵热水系统的能效，降低能源消耗的。专利《直膨式太阳能热泵热水器》和《一种直膨式太阳能热泵热水系统》等公布了常规的直膨式太阳能热泵热水系统及其改进系统，这些系统中都是采用平板型集热板兼做太阳能集热器和蒸发器。研究证明，在晴空强光照条件下，相对于常规的空气源热泵热水系统，直膨式太阳能热泵热水系统能大大提高热泵热水器的性能，但是在低光照或无照条件下，直膨式太阳能热泵热水系统的性能反而低于常规的空气源热泵热水系统。这是因为在高光照条件下，集热/蒸发器可以吸收大量的太阳能从而大大提高了系统的蒸发温度，有效改善系统的性能。但是，在低光照或无照条件下，由于直膨式太阳能热泵热水系统采用的平板式集热/蒸发器与空气的换热性能要远逊于常规空气源热泵系统所采用的翅片管式蒸发器，故而不能从空气中吸收足够的热量来弥补太阳能的不足，从而导致其性能反而低于常规的空气源热泵热水系统，甚至不能保证正常的热水供应。

为了提高热泵热水器的性能同时解决现有的直膨式太阳能热泵存在的不能充分利用空气源的问题，结合喷射器具有的回收膨胀功的能力，本发明提出了一种直膨式太阳能辅助的喷射器增效热泵热水系统，该系统可以充分利用太阳能和空气源两种能源，保证该系统全天候保持较高的性能。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的缺陷和不足，本发明的目的在于提供一种直膨式太阳能辅助的喷射器增效热泵热水系统，该系统包含两种工作模式：太阳能辅助工作模式和空气源工作模式，在强光照条件下，该系统采用太阳能辅助工作模式充分利用太阳能来帮助提高系统性能；在低光照或无光照条件下，该系统采用空气能工作模式通过充分利用空气能来保证系统仍然可以获得较高的能效；简言之，该系统可以充分利用太阳能和空气能两种能源，保证该系统全天候保持较高的性能。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：