太陽能熱泵系統多集熱蒸發器并聯裝置及制冷劑流量控制方法制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種太陽能熱泵系統多集熱蒸發器并聯裝置及制冷劑流量控制方法，包括由多個太陽能集熱蒸發器模塊并聯組成的太陽能集熱蒸發器陣列，太陽能集熱蒸發器陣列和冷凝器與主機箱連接，每個太陽能集熱蒸發器模塊都包含一個電子膨脹閥，主機箱包括壓縮機和回熱式補償器或包括壓縮機、節流式補償器和毛細管，回熱式補償器或節流式補償器控制進入太陽能集熱蒸發器陣列中的制冷劑都有一定再冷度。通過上述方式，本發明專利技術能夠有效控制各集熱蒸發器中制冷劑流量，確保制冷劑流經每塊太陽能集熱蒸發器后的過熱度都能在設定范圍內，保證集熱效率達到最高，安裝不受場地和數量限制，實現太陽能熱泵系統大型化，拓寬太陽能熱泵應用范圍。

【技術實現步驟摘要】
太陽能熱泵系統多集熱蒸發器并聯裝置及制冷劑流量控制方法
本專利技術涉及太陽能熱泵
，特別是涉及一種太陽能熱泵系統多集熱蒸發器并聯裝置及制冷劑流量控制方法。
技術介紹
能源問題是當今世界矚目的大問題，太陽能是各種可再生能源中最重要最基本的能源，是一直取之不盡的清潔能源，如何更加有效地和大規模利用太陽能是世界各國都十分重視的熱門課題。熱泵的特點在于能將熱量從低溫熱源傳到高溫熱源，提高低溫熱源的利用率。太陽能熱泵是將熱泵技術與太陽能熱利用技術有機結合起來，一方面可以有效降低太陽能集熱器的板面溫度，提高集熱器效率；另一方面在同樣輻射條件良好的情況下，太陽能熱泵加熱系統可以獲得比空氣源熱泵更高的蒸發溫度，從而提高熱泵系統的性能，發展前景十分廣闊。專利技術專利“家用壁掛式平板太陽能熱泵熱水器及其控制方法”（申請號201310358399.6）將平板太陽能集熱板中的集熱板芯與熱泵的蒸發器制成一體形成管翼式集熱蒸發器，蒸發換熱均勻，整個集熱板芯表面溫度均勻，大大降低了表面熱遷移損失，同時采用汽液相變傳熱，系統效率高，徹底解決了屏蔽那太陽能集熱器的防凍問題，通過控制器實現對壓縮機、膨脹閥及電磁閥的控制，克服了太陽能集熱蒸發器復雜多變以及各種惡劣的工況，實現熱泵技術在太陽能熱利用中的應用。上述專利解決了單塊集熱蒸發器與熱泵在制熱水方面的綜合利用，但沒有解決多太陽能集熱蒸發器并聯運用時的流量控制問題。目前，除了在家用熱水領域，太陽能熱泵在大型熱水工程、干燥與采暖領域的應用也越來越多。太陽能熱泵應用于大型熱水系統、干燥系統或采暖系統時，因為系統的熱負荷較大，所需太陽能集熱蒸發器的面積也較大，需要很多太陽能集熱蒸發器并聯運行，這就經常會出現部分集熱蒸發器被其他建筑物遮擋或由于集熱蒸發器安裝角度、方向不一樣而導致部分集熱蒸發器獲得的太陽輻照量和其他的不相同。同時系統也經常需要長距離、大高差的輸送制冷劑，或因為屋面的不規則而無法實現集熱蒸發器的規則布置。以上原因都會造成集熱蒸發器內制冷劑流量難以控制、制冷劑蒸發不均勻等問題，從而帶來整個系統的不穩定、壓縮機效率的降低，嚴重的時候甚至導致系統崩潰。上述缺陷極大的限制了太陽能熱泵在大型制熱工程中的推廣應用。因此，有必要提出一種多集熱蒸發器并聯的太陽能熱泵系統制冷劑流量控制技術，能夠有效控制多集熱蒸發器并聯的太陽能熱泵系統中各集熱蒸發器的制冷劑流量，確保制冷劑流經每塊太陽能集熱蒸發器后的過熱度都能穩定在某一設定范圍內，從而使得每塊太陽能集熱蒸發器的集熱效率都達到最高，最后使整個系統穩定運行，同時太陽能集熱蒸發器的安裝不受場地和數量的限制。
技術實現思路
本專利技術主要解決的技術問題是提供一種太陽能熱泵系統多集熱蒸發器并聯裝置及制冷劑流量控制方法，能夠有效控制各集熱蒸發器的制冷劑流量，確保制冷劑流經每塊太陽能集熱蒸發器后的過熱度都能穩定在設定范圍內，從而使得每塊太陽能集熱蒸發器的集熱效率都達到最高，最后使整個系統穩定運行，同時太陽能集熱蒸發器的安裝不受場地、數量的限制，實現太陽能熱泵系統大型化，拓寬太陽能熱泵的應用范圍。為解決上述技術問題，本專利技術采用的一個技術方案是：提供一種多集熱蒸發器并聯太陽能熱泵系統，包括：太陽能集熱蒸發器陣列、主機箱和冷凝器，所述太陽能集熱蒸發器陣列中的氣相干管和液相干管與主機箱連接，所述冷凝器與主機箱連接，所述太陽能集熱蒸發器陣列包括多個并聯設置的太陽能集熱蒸發器模塊，所述太陽能集熱蒸發器模塊包括太陽能集熱蒸發器、電子膨脹閥、控制器、溫度傳感器和壓力變送器，所述電子膨脹閥連接在太陽能集熱蒸發器的入口端，太陽能集熱蒸發器的出口端設置有溫度傳感器和壓力變送器，溫度傳感器和壓力變送器通過信號線與控制器連接，控制器再通過信號線與電子膨脹閥連接。在本專利技術一個較佳實施例中，所述主機箱包括壓縮機和回熱式補償器，所述回熱式補償器包括有a接口端、b接口端、c接口端和d接口端，所述回熱式補償器的a接口端與太陽能集熱蒸發器陣列的氣相干管連接，b接口端與壓縮機的回氣口連接，c接口端與太陽能集熱蒸發器陣列的液相干管連接，d接口端與冷凝器的一端連接，所述壓縮機的排氣口與冷凝器的另一端連接。在本專利技術一個較佳實施例中，所述回熱式補償器為板式換熱器、套管式換熱器或管殼式換熱器。在本專利技術一個較佳實施例中，所述主機箱還包括壓縮機、節流式補償器和毛細管，所述節流式補償器包括有e接口端、f接口端、g接口端和h接口端，所述節流式補償器的e接口端與太陽能集熱蒸發器陣列的液相干管連接，h接口端連接在太陽能集熱蒸發器陣列的出氣口與壓縮機的回氣口之間，g接口端與毛細管的一端連接，毛細管的另一端連接在f接口端與冷凝器之間。在本專利技術一個較佳實施例中，所述節流式補償器為板式換熱器、套管式換熱器或管殼式換熱器，所述節流式補償器的一端與毛細管連接。在本專利技術一個較佳實施例中，所述冷凝器加熱介質為水或空氣，所述冷凝器通過銅管與主機箱連接。為解決上述技術問題，本專利技術采用的另一個技術方案是：一種太陽能熱泵系統多集熱蒸發器并聯裝置的制冷劑流量控制方法，包括如下控制步驟：一、開啟多集熱蒸發器并聯的太陽能熱泵系統，經過冷凝器冷凝后的液態制冷劑進入到主機箱中的回熱式補償器，在回熱式補償器內與蒸發后的低溫氣態制冷劑進行換熱；二、從回熱式補償器的c接口端出來的再冷液態制冷劑進入太陽能集熱蒸發器陣列，然后再分配給每一個太陽能集熱蒸發器模塊，液態制冷劑經電子膨脹閥節流成氣液兩相制冷劑，節流后的氣液兩相制冷劑進入太陽能集熱蒸發器吸收太陽輻射能后從出口流出；三、將太陽能集熱蒸發器陣列中電子膨脹閥設定的目標過熱度為ΔTs，放置在太陽能集熱蒸發器出口處的溫度傳感器和壓力變送器將獲取的溫度和壓力信號通過信號線傳輸給控制器，控制器將溫度、壓力信號轉換成對應的過熱度ΔT，并與設定的目標過熱度ΔTs進行比較，并對電子膨脹閥發出控制指令：當ΔT>ΔTs+1時，電子膨脹閥的開度增大；當ΔT<ΔTs-1時，電子膨脹閥的開度減小；當ΔTs-1≤ΔT≤ΔTs+1時，電子膨脹閥的開度不變；四、太陽能集熱蒸發器陣列中所有太陽能集熱蒸發器出口處制冷劑飽和溫度、飽和壓力以及過熱度都很接近或相等，混合后的氣態制冷劑進入回熱式補償器對其中的液態制冷劑進行再冷補償后進入壓縮機，壓縮后的高溫高壓的制冷劑進入冷凝器用于制取熱水、采暖或干燥，系統如此往復循環工作。為解決上述技術問題，本專利技術采用的另一個技術方案是：一種太陽能熱泵系統多集熱蒸發器并聯裝置的制冷劑流量控制方法，包括如下控制步驟：一、開啟多集熱蒸發器并聯的太陽能熱泵系統，冷凝器冷凝后的液態制冷劑一部分經毛細管，節流成低溫低壓的氣液兩相制冷劑，節流后的低溫低壓氣液兩相制冷劑通過g接口端進入節流式補償器對進入太陽能集熱蒸發器陣列的液態制冷劑進行再冷補償；二、太陽能集熱蒸發器陣列中電子膨脹閥設定的目標過熱度為ΔTs，放置在太陽能集熱蒸發器出口處的溫度傳感器和壓力變送器將獲取的溫度和壓力信號通過信號線傳輸給控制器，控制器將溫度、壓力信號轉換成對應的過熱度ΔT，并與設定的目標過熱度ΔTs進行比較，并對電子膨脹閥發出控制指令：當ΔT>ΔTs+1時，電子膨脹閥的開度增大；當ΔT<ΔTs-1時，電子膨脹閥的開度減小；當ΔT本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種太陽能熱泵系統多集熱蒸發器并聯裝置，其特征在于，包括：太陽能集熱蒸發器陣列、主機箱和冷凝器，所述太陽能集熱蒸發器陣列中的氣相干管和液相干管與主機箱連接，所述冷凝器與主機箱連接，所述太陽能集熱蒸發器陣列包括多個并聯設置的太陽能集熱蒸發器模塊，所述太陽能集熱蒸發器模塊包括太陽能集熱蒸發器、電子膨脹閥、控制器、溫度傳感器和壓力變送器，所述電子膨脹閥連接在太陽能集熱蒸發器的入口端，太陽能集熱蒸發器的出口端設置有溫度傳感器和壓力變送器，溫度傳感器和壓力變送器通過信號線與控制器連接，控制器再通過信號線與電子膨脹閥連接。

【技術特征摘要】
1.一種太陽能熱泵系統多集熱蒸發器并聯裝置，其特征在于，包括：太陽能集熱蒸發器陣列、主機箱和冷凝器，所述太陽能集熱蒸發器陣列中的氣相干管和液相干管與主機箱連接，所述冷凝器與主機箱連接，所述太陽能集熱蒸發器陣列包括多個并聯設置的太陽能集熱蒸發器模塊，所述太陽能集熱蒸發器模塊包括太陽能集熱蒸發器、電子膨脹閥、控制器、溫度傳感器和壓力變送器，所述電子膨脹閥連接在太陽能集熱蒸發器的入口端，太陽能集熱蒸發器的出口端設置有溫度傳感器和壓力變送器，溫度傳感器和壓力變送器通過信號線與控制器連接，控制器再通過信號線與電子膨脹閥連接。2.根據權利要求1所述的太陽能熱泵系統多集熱蒸發器并聯裝置，其特征在于，所述主機箱包括壓縮機和回熱式補償器，所述回熱式補償器包括有a接口端、b接口端、c接口端和d接口端，所述回熱式補償器的a接口端與太陽能集熱蒸發器陣列的氣相干管連接，b接口端與壓縮機的回氣口連接，c接口端與太陽能集熱蒸發器陣列的液相干管連接，d接口端與冷凝器的一端連接，所述壓縮機的排氣口與冷凝器的另一端連接。3.根據權利要求2所述的太陽能熱泵系統多集熱蒸發器并聯裝置，其特征在于，所述回熱式補償器為板式換熱器、套管式換熱器或管殼式換熱器。4.根據權利要求1所述的太陽能熱泵系統多集熱蒸發器并聯裝置，其特征在于，所述主機箱還包括壓縮機、節流式補償器和毛細管，所述節流式補償器包括有e接口端、f接口端、g接口端和h接口端，所述節流式補償器的e接口端與太陽能集熱蒸發器陣列的液相干管連接，h接口端連接在太陽能集熱蒸發器陣列的出氣口與壓縮機的回氣口之間，g接口端與毛細管的一端連接，毛細管的另一端連接在f接口端與冷凝器之間。5.根據權利要求4所述的太陽能熱泵系統多集熱蒸發器并聯裝置，其特征在于，所述節流式補償器為板式換熱器、套管式換熱器或管殼式換熱器，所述節流式補償器的一端與毛細管連接。6.根據權利要求1所述的太陽能熱泵系統多集熱蒸發器并聯裝置，其特征在于，所述冷凝器加熱介質為水或空氣，所述冷凝器通過銅管與主機箱連接。7.根據權利要求2所述的太陽能熱泵系統多集熱蒸發器并聯裝置的制冷劑流量控制方法，其特征在于，包括如下控制步驟：一、開啟多集熱蒸發器并聯的太陽能熱泵系統，經過冷凝器冷凝后的液態制冷劑進入到主機箱中的回熱式補償器，在回熱式補償器內與蒸發后的低溫氣態制冷劑進行換熱；二、從回熱式補償器的c接口端出來的再冷液態制冷劑進入太陽能集熱蒸...

【專利技術屬性】
技術研發人員：蔣綠林，姜欽青，徐麗，
申請(專利權)人：常州海卡太陽能熱泵有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32