[发明专利]一种氟泵与热泵复合蓄热型直膨式太阳能热水系统

摘要

一种氟泵与热泵复合蓄热型直膨式太阳能热水系统，所述系统是由集热蒸发器、氟泵、压缩机、冷凝器水箱、相变蓄热装置、温度传感器、控制器、电动三通阀、膨胀阀、储液罐、电磁阀和截止阀，构成白天太阳能辐射热水系统和夜间太阳能辐射热泵系统。本系统在太阳辐射强度足够时，使用氟泵代替压缩机，热水热量来自太阳能，避免了压缩机长时间运行，延长了压缩机的使用寿命；同时避免了压缩机排气温度过高与系统热负荷不匹配的问题，相比于现有直膨式太阳能热泵热水系统更加安全节能；当太阳辐射强度弱时，系统通过相变蓄热器提高了制冷剂的蒸发温度，有效改善了系统的热泵运行工况，提升了系统的能效比。

主权项

一种氟泵与热泵复合蓄热型直膨式太阳能热水系统，包括集热蒸发器、氟泵、压缩机、冷凝器水箱、相变蓄热装置、温度传感器、控制器、电动三通阀、膨胀阀、储液罐、电磁阀以及截止阀；其特征在于：关闭压缩机( 3) ，开启氟泵( 5) ，来自储液罐( 8) 的低温液态制冷剂在氟泵作用下流经截止阀Ⅱ( 6) ，在集热蒸发器( 4) 中吸收热量，流经截止阀Ⅵ( 16) 和电动三通阀Ⅰ( 1) ，在冷凝器水箱( 10) 中放出热量给水加热后，重新流回至储液罐( 8) ；在冷凝器水箱( 10) 中的热水温度达到生活热水所需的温度时，通过控制器( 18) 调节电磁阀( 15) 的开度使部分制冷剂经相变蓄热器( 12) 后流回储液罐( 8) ，将集热蒸发器( 4) 吸收的富裕热量储存在相变蓄热器( 12) 中，构成白天太阳能辐射热水系统；关闭氟泵( 5) ，开启压缩机( 3) ，低温制冷剂由储液罐( 8) 流经膨胀阀( 7) 节流降压后，由电动三通阀Ⅱ( 13) 流入相变蓄热器( 12) 中，吸收相变蓄热器( 12) 中的热量，并经压缩机( 3) 进一步压缩升温后，由电动三通阀Ⅰ( 1) 流入冷凝器水箱( 10) 中冷凝放出热量给热水加热，后流回至储液罐( 8) ，构成夜间太阳能辐射热泵热水系统；具体氟泵与热泵的运行工况如下：关闭压缩机( 3) 、截止阀Ⅰ( 2) 、膨胀阀( 7) 和电磁阀( 15) ；打开氟泵( 5) 、截止阀Ⅱ( 6) 、截止阀Ⅴ( 14) 、截止阀Ⅵ( 16) 、截止阀Ⅲ( 9) 和截止阀Ⅳ( 11) ；同时控制器( 18) 调节电动三通阀Ⅰ( 1) ，制冷剂沿BC方向流动，调节电动三通阀Ⅱ( 13) ，制冷剂沿EF方向流动，由集热蒸发器( 4) 流出的高温液态制冷剂流经截止阀Ⅵ( 16) 和电动三通阀Ⅰ( 1) 进入冷凝器水箱( 10) 冷凝放热，之后流经储液罐( 8) 、截止阀Ⅱ( 6) 和氟泵( 5) ，最后流到集热蒸发器( 4) 吸收热量，冷水流经截止阀Ⅳ( 11) 进入冷凝器水箱( 10) 被流经铜管换热器的高温制冷剂加热，最后通过截止阀Ⅲ( 9) 供用户使用；在温度传感器( 17) 显示冷凝器水箱( 10) 中的热水温度达到生活用水所需温度时，通过控制器( 18) 打开电磁阀( 15) ，使部分制冷剂流经相变蓄热器( 12) ；关闭压缩机( 3) ，开启氟泵( 5) ，来自储液罐( 8) 的低温液态制冷剂在氟泵作用下流经截止阀Ⅱ( 6) ，在集热蒸发器( 4) 中吸收热量，流经截止阀Ⅵ( 16) 和电动三通阀Ⅰ( 1) ，在冷凝器水箱( 10) 中放出热量给水加热后，重新流回至储液罐( 8) ；在冷凝器水箱( 10) 中的热水温度达到生活热水所需的温度时，通过控制器( 18) 调节电磁阀( 15) 的开度使部分制冷剂经相变蓄热器( 12) 后流回储液罐( 8) ，将集热蒸发器( 4) 吸收的富裕热量储存在相变蓄热器( 12) 中；通过调节电磁阀( 15) 的开度分配流经冷凝器水箱( 10) 和相变蓄热器( 12) 中的制冷剂流量，冷凝器水箱( 10) 中的水温维持恒定，同时将富裕的集热量储存在相变蓄热器( 12) 中，在夜间预热压缩机吸气用；关闭氟泵( 5) 、截止阀Ⅱ( 6) 、截止阀Ⅴ( 14) 和截止阀Ⅵ( 16) ；打开压缩机( 3) 、截止阀Ⅰ( 2) 和膨胀阀( 7) ；截止阀Ⅲ( 9) 和截止阀Ⅳ( 11) 根据用户用水进行开启和关闭；同时通过控制器( 18) 调节电动三通阀Ⅰ( 1) ，使制冷剂沿AC方向流动，调节电动三通阀Ⅱ( 13) ，使制冷剂沿DE方向流动；由储液罐( 8) 流回并经膨胀阀( 7) 节流降压的低温气态制冷剂流经相变蓄热器( 12) ，通过蒸发吸收相变热升温后，再流经电磁阀( 15) 和截止阀Ⅰ( 2) ，进入压缩机( 3) 被压缩成高温高压的气态制冷剂，最后在冷凝器水箱( 10) 中冷凝放热；冷水流经截止阀Ⅳ( 11) 进入冷凝器水箱( 10) 被流经铜管换热器的高温制冷剂加热，最后通过截止阀Ⅲ( 9) 供用户使用。