專利名稱：一種太陽(yáng)能空氣能雙效熱水蒸汽機(jī)組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種蒸汽機(jī)組，特別是一種太陽(yáng)能空氣能雙效熱水蒸汽機(jī)組。
背景技術(shù)：
隨著全球能源危機(jī)的日益加劇、環(huán)境日益惡化，開(kāi)發(fā)利用新能源和清潔能 源以替代燃煤、燃油和耗電制取熱水蒸汽，以改善人類生活環(huán)境、滿足人類生 產(chǎn)和生活需求已是大勢(shì)所趨。而利用太陽(yáng)能和空氣能的空調(diào)式系統(tǒng)制冷、制熱 技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)是一種很好的有效途徑，但目前國(guó)際國(guó)內(nèi)還沒(méi)有應(yīng)用這一 技術(shù)達(dá)到穩(wěn)定產(chǎn)出低壓蒸汽的先例。
目前大多數(shù)利用空調(diào)技術(shù)來(lái)制熱的熱泵行業(yè)，都采用如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn) 利用逆卡諾熱力學(xué)循環(huán)原理使用電能讓壓縮機(jī)做功，壓縮機(jī)從蒸發(fā)器中吸入低 溫低壓氣體制冷劑，通過(guò)做功將制冷劑壓縮成高溫高壓氣體，高溫高壓氣體進(jìn) 入單級(jí)冷凝器與水交換熱量，在冷凝器中被冷凝成液體而放出熱量，水吸收其 放出的熱量而不斷升溫，被冷凝的高壓液體經(jīng)節(jié)流降壓后，在蒸發(fā)器中通過(guò)風(fēng) 扇的作用，吸收周圍空氣熱能從而揮發(fā)成低壓氣體，又被吸入壓縮機(jī)中壓縮， 這樣反復(fù)循環(huán)，從而制取低于60度的熱水。但不能制取高于IOO度的低壓蒸汽。
同時(shí)，由于熱泵行業(yè)絕大多數(shù)是釆用單級(jí)換熱器，而利用單級(jí)換熱器進(jìn)行 換熱，從壓縮機(jī)排出的高溫?zé)崃恐荒芙?jīng)一次換熱后又回到壓縮機(jī)中；而且單次 換熱不徹底，換熱效率低下，進(jìn)而造成回壓縮機(jī)的進(jìn)氣溫度高；如果壓縮機(jī)的 排氣溫度在90度以上，制取熱水溫度在55度，經(jīng)單次換熱后回氣溫度超過(guò)55 度，壓縮機(jī)進(jìn)氣溫度就會(huì)超過(guò)其正常運(yùn)轉(zhuǎn)所需的工況，壓縮機(jī)如長(zhǎng)期高溫負(fù)荷 運(yùn)轉(zhuǎn)，就會(huì)大大縮短壓縮機(jī)的使用壽命，影響了正常的生產(chǎn)和生活需求。而且利用該技術(shù)難以制取超過(guò)60度以上的高溫?zé)崴荒苤迫「哂贗OO度的低壓 蒸汽。

實(shí)用新型內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實(shí)用新型的目的在于提供一種太陽(yáng)能空氣能雙效 熱水蒸汽機(jī)組，通過(guò)利用太陽(yáng)能和空氣能等免費(fèi)綠色能源，其能效比大大提高， 既降低了制熱成本，同時(shí)又能保證設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，并能實(shí)現(xiàn)零污染排放和節(jié)能 增效的目的。
本實(shí)用新型為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，采用如下"R術(shù)方案 本實(shí)用新型的一種太陽(yáng)能空氣能雙效熱水蒸汽才幾組包括壓縮機(jī)、四通換向 閥、蒸發(fā)器、換熱器和氣液分離器。四通換向閥分別與壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、氣液 分離器和換熱器連接；在蒸發(fā)器和換熱器之間的管路上連接有化霜裝置，并配 置水流溫度傳感器和電磁閥；在蒸發(fā)器沿?fù)Q熱器之間的管路上依次串聯(lián)有分液 器、干燥過(guò)濾器、單向閥、毛細(xì)管、視液鏡和貯液平衡罐；單向閥和毛細(xì)管與 雙向膨脹閥并聯(lián)；再串聯(lián)到管路上；在換熱器串聯(lián)管路上的進(jìn)水口端、高溫水 出口端和蒸汽出口端均設(shè)有電磁閥和水流溫度傳感器；在蒸氣出口端有蒸氣排
氣閥和蒸汽安全閥；換熱器為兩組或兩組以上串聯(lián)；兩組或兩組以上換熱器中 間的水路上串聯(lián)至少一個(gè)集熱水箱、至少一組太陽(yáng)能集熱裝置和水泵。
優(yōu)選地，壓縮才幾與四通換向閥之間連接有工質(zhì)壓力開(kāi)關(guān)，壓縮機(jī)與氣液分 離器之間連接有工質(zhì)壓力開(kāi)關(guān)。
優(yōu)選地，在換熱器串聯(lián)管路上的進(jìn)水口端和高溫水出口端之間的單獨(dú)管路 上設(shè)有水流壓差開(kāi)關(guān)。
優(yōu)選地，換熱器包括若干個(gè)單體換熱器，單體換熱器包括殼體、內(nèi)置套管、 散熱管、工質(zhì)進(jìn)口、工質(zhì)出口、水路進(jìn)口、水路出口。若干個(gè)單體換熱器內(nèi)徑
相同，按n、 n+l、 n+2........ n+m的排列順序由高到低分層螺旋下降串聯(lián)而成，
并具有傾斜梯度；所述內(nèi)置套管的內(nèi)徑由高到低逐層減小，每層的內(nèi)置套管的 內(nèi)徑相同；其中，n和m為自然數(shù)。優(yōu)選地，每層單體換熱器中的末端單體換熱器有感溫孔和電磁閥。優(yōu)選地，散熱管為兩個(gè)獨(dú)立對(duì)稱換熱面積相等的銅管螺旋狀排列。優(yōu)選地，殼體為不銹鋼殼體，內(nèi)置套管為不銹鋼內(nèi)置套管。優(yōu)選地，殼體為耐高溫塑料殼體，內(nèi)置套管為耐高溫塑料內(nèi)置套管。本實(shí)用新型的太陽(yáng)能空氣能雙效熱水蒸汽機(jī)組具有較高能效比，同時(shí)能保證設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，并能實(shí)現(xiàn)零污染排放和節(jié)能增效的目的。本實(shí)用新型的太陽(yáng)
能空氣能雙效熱水蒸汽^ii且中單向閥與貯液平衡罐之間有毛細(xì)管，并且毛細(xì)管、單向閥與雙向膨脹閥之間采用并聯(lián)連接，該并聯(lián)連接的可以平衡工質(zhì)的壓力，達(dá)到有效的減壓效果。同時(shí)在蒸發(fā)器和換熱器之間有一個(gè)單獨(dú)的化霜管路連接，由單向電磁閥自動(dòng)控制，在冬季需要化霜的時(shí)候，通過(guò)均勻噴灑高溫?zé)崴蚍纼鲆簛?lái)進(jìn)行有效除霜，有效地保證了機(jī)組在寒冷冬季的運(yùn)行穩(wěn)定性。而且在兩組或多組換熱器中間的水路上，串聯(lián)連接至少 一個(gè)集熱水箱和至少一組太陽(yáng)能集熱裝置，通過(guò)水泵輸送熱水，其中，太陽(yáng)能集熱裝置通過(guò)自動(dòng)撐桿器來(lái)控制。另外，本實(shí)用新型的太陽(yáng)能空氣能雙效熱水蒸汽機(jī)組還運(yùn)用了一種可變?nèi)萘繐Q熱器，該換熱器通過(guò)實(shí)行內(nèi)部分級(jí)和分層，實(shí)現(xiàn)可變?nèi)萘亢涂勺冝D(zhuǎn)換，有效改變換熱溫差和換熱梯度，進(jìn)行強(qiáng)化換熱，從而大大提高換熱的效率，進(jìn)而有效提高設(shè)備使用的能效比，達(dá)到節(jié)能增效的目的；同時(shí)也有力地保證了壓縮機(jī)的穩(wěn)定可靠的運(yùn)行和穩(wěn)定產(chǎn)出所需的高溫水和低壓蒸氣，有效提高了換熱品質(zhì)和設(shè)備的使用壽命。本實(shí)用新型將獨(dú)特的高效可變?nèi)萘繐Q熱器和太陽(yáng)能集熱裝置的有效結(jié)合，將太陽(yáng)能和空氣能綜合利用，大大提高了機(jī)組的換熱效率，有效提高了能效比。


圖1為本實(shí)用新型的一種太陽(yáng)能空氣能雙效熱水蒸汽機(jī)組的一種優(yōu)選實(shí)施例的示意圖2為本實(shí)用新型的一種太陽(yáng)能空氣能雙效熱水蒸汽機(jī)組中換熱器的一種優(yōu)選實(shí)施例的剖面圖。圖中，1-壓縮機(jī)，2-四通換向閥，3-蒸發(fā)器，4-干燥過(guò)濾器，5-雙向膨脹閥，6-單向閥，7-毛細(xì)管，8-貯液平衡罐，9-換熱器，10-氣液分離器，11-電磁閥，12-水流壓差開(kāi)關(guān)，13-工質(zhì)壓力開(kāi)關(guān)，14-水流溫度傳感器，15-視液鏡，16-太陽(yáng)能集熱裝置，17-集熱水箱，18-水泵，20-化霜裝置，21-蒸汽排氣閥，22-蒸汽安全閥，201-殼體，202-內(nèi)置套管，203-散熱管，204-工質(zhì)進(jìn)口 ， 205-工質(zhì)出口， 206-水路進(jìn)口， 207-水路出口， 208-感溫孔，209-電磁閥，210-排污o 。
具體實(shí)施方式
參見(jiàn)圖1，本實(shí)用新型的一種太陽(yáng)能空氣能雙效熱水蒸汽機(jī)組的一種優(yōu)選實(shí)施例包括壓縮機(jī)l、四通換向閥2、蒸發(fā)器3、換熱器9和氣液分離器10。四通換向閥2分別與壓縮機(jī)1、蒸發(fā)器3、氣液分離器10和換熱器9連接；在蒸發(fā)器3和換熱器9之間的管路上連接有化霜裝置20,并配置水流溫度傳感器14和電磁閥11;在蒸發(fā)器3沿?fù)Q熱器9之間的管路上依次串聯(lián)有分液器、干燥過(guò)濾器4、單向閥6、毛細(xì)管7、視/液鏡15和貯液平衡罐8;單向閥6和毛細(xì)管7與雙向膨脹閥5并聯(lián)；再串聯(lián)到管路上；在換熱器9串聯(lián)管路上的進(jìn)水口端、出水口端和蒸汽出口端均設(shè)有電磁閥11和水流溫度傳感器14;在蒸汽出口端有蒸汽排氣閥21和蒸汽安全閥22;換熱器9為兩組或兩組以上串聯(lián)；兩組或兩組以上換熱器9中間的水路上串聯(lián)至少一個(gè)集熱水箱17、至少一組太陽(yáng)能集熱裝置16和水泵18。
優(yōu)選地，壓縮機(jī)1與四通換向閥2之間連接有工質(zhì)壓力開(kāi)關(guān)13，壓縮機(jī)1與氣液分離器IO之間連接有工質(zhì)壓力開(kāi)關(guān)13。
優(yōu)選地，在換熱器9串聯(lián)管路上的進(jìn)水口端和高溫水出口端之間的單獨(dú)管路上設(shè)有水流壓差開(kāi)關(guān)12。
如圖1所示，在制取熱水和蒸氣模式下，壓縮機(jī)1吸入氣液分離器10中低壓工質(zhì)氣體，經(jīng)壓縮機(jī)1做功增壓后，排出高溫高壓氣體，經(jīng)過(guò)四通換向閥2至可變?nèi)萘繐Q熱器9，在可變?nèi)萘繐Q熱器9內(nèi)高壓氣體放熱冷卻為高壓液體，而使工質(zhì)銅管外的水分級(jí)得到加熱，水溫逐級(jí)得到提升，水和工質(zhì)是進(jìn)行雙向?qū)?br> 流、螺旋式分級(jí)運(yùn)動(dòng)，從而能制取高溫?zé)崴驼魵?。由于該可變?nèi)萘繐Q熱器9通過(guò)內(nèi)部分級(jí)、分層改變水的容量，改變了換熱溫差和換熱梯度，通過(guò)螺旋式對(duì)流運(yùn)動(dòng)，大大提高了換熱的效率。同時(shí)，低溫高壓工質(zhì)液體從可變?nèi)萘繐Q熱器9出來(lái)后，流入貯液平衡罐8，再經(jīng)視液鏡15至雙向膨脹閥5,高壓液體經(jīng)雙向膨脹閥5節(jié)流后減壓膨脹變?yōu)榈蛪旱墓べ|(zhì)液體，再經(jīng)干燥過(guò)濾器4后除去水分和雜質(zhì)，通過(guò)分液器后進(jìn)入蒸發(fā)器3，低溫低壓工質(zhì)液體在蒸發(fā)器3的銅管內(nèi)吸熱汽化成低壓氣體，而銅管外由風(fēng)機(jī)使空氣循環(huán)，提供空氣熱能，低壓氣體在蒸發(fā)器3中汽化后經(jīng)四通換向閥2到氣液分離器10，經(jīng)氣液分離器10分離，使得回到壓縮機(jī)1中的工質(zhì)流體全部為氣體，這樣就完成了一個(gè)制熱循環(huán)。在這個(gè)制熱過(guò)程中，在兩組換熱器9中間的水路上串接經(jīng)太陽(yáng)能集熱裝置16加熱的高溫水通過(guò)水泵18到集熱水箱17，再壓入到下一組換熱器9中，以補(bǔ)充新的熱能，在水路上均-沒(méi)有單向閥6，以防止熱水回流。
如圖2所示，本實(shí)用新型的一種太陽(yáng)能空氣能雙效熱水蒸汽機(jī)組中換熱器的一種優(yōu)選實(shí)施例，包括十個(gè)單體換熱器，單體換熱器包括殼體201、內(nèi)置套管202、散熱管203、工質(zhì)進(jìn)口 204、工質(zhì)出口 205、水路進(jìn)口 206和水路出口 207，若干個(gè)單體換熱器內(nèi)徑相同，按l、 2、 3、 4的排列順序由高到低分層螺旋下降串聯(lián)而成，并具有傾斜梯度；內(nèi)置套管202的內(nèi)徑由高到低逐層減小，依次為60mm、 50mm、 40mm、 30mm，且每層的內(nèi)置套管202的內(nèi)徑相同。換熱工質(zhì)由上端工質(zhì)進(jìn)口 204進(jìn)入，下端工質(zhì)出口 205出來(lái)，在散熱管203內(nèi)進(jìn)行螺旋式下降流動(dòng)，水由下端水路進(jìn)口 206進(jìn)入，從上端水路出口 207流出，是螺旋式上升流動(dòng)；并且由于內(nèi)置套管202的內(nèi)徑由高到低逐層減小，因而換熱容器里水的容量不斷改變，這一對(duì)流方法大大有效提高換熱溫差和換熱梯度，強(qiáng)化換熱。
優(yōu)選地，參見(jiàn)圖2,在每層單體換熱器中的末端單體換熱器上還可配備有感溫孔208和電磁閥209，可以用來(lái)控制每層的出水溫度和出水量。當(dāng)然還可以配備排污口 210。以上所揭露的僅為本實(shí)用新型一種太陽(yáng)能空氣源雙效蒸汽機(jī)組的較佳實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來(lái)限定本實(shí)用新型的權(quán)利范圍，因此依本實(shí)用新型申請(qǐng)專利范圍所作的等同變化，仍屬本實(shí)用新型所涵蓋的范圍。
權(quán)利要求1、一種太陽(yáng)能空氣能雙效熱水蒸汽機(jī)組，包括壓縮機(jī)、四通換向閥、蒸發(fā)器、換熱器和氣液分離器，其特征在于所述四通換向閥分別與所述壓縮機(jī)、所述蒸發(fā)器、所述氣液分離器和所述換熱器連接；在所述蒸發(fā)器和所述換熱器之間的管路上連接有化霜裝置，并配置水流溫度傳感器和電磁閥；在所述蒸發(fā)器沿所述換熱器之間的管路上依次串聯(lián)有分液器、干燥過(guò)濾器、單向閥、毛細(xì)管、視液鏡和貯液平衡罐；所述單向閥和所述毛細(xì)管與雙向膨脹閥并聯(lián)，再串聯(lián)到管路上；在所述換熱器串聯(lián)管路上的進(jìn)水口端、高溫水出口端和蒸汽出口端均設(shè)有所述電磁閥和所述水流溫度傳感器；在所述蒸汽出口端有蒸汽排氣閥和蒸汽安全閥；所述換熱器為兩組或兩組以上串聯(lián)；所述兩組或兩組以上換熱器中間的水路上串聯(lián)至少一個(gè)集熱水箱和至少一組太陽(yáng)能集熱裝置。
2、 如權(quán)利要求1所述的一種太陽(yáng)能空氣能雙效熱水蒸汽機(jī)組，其特征在于， 所述壓縮機(jī)與所述四通換向閥之間連接有工質(zhì)壓力開(kāi)關(guān)，所述壓縮機(jī)與所述氣 液分離器之間連接有工質(zhì)壓力開(kāi)關(guān)。
3、 如權(quán)利要求1所述的一種太陽(yáng)能空氣能雙效熱水蒸汽機(jī)組，其特征在于， 在所述換熱器串聯(lián)管路上的進(jìn)水口端和高溫水出口端之間的單獨(dú)管路上設(shè)有水 流壓差開(kāi)關(guān)。
4、 如權(quán)利要求1所述的一種太陽(yáng)能空氣能雙效熱水蒸汽機(jī)組，其特征在于， 所述換熱器包括若干個(gè)單體換熱器，所述單體換熱器包括殼體、內(nèi)置套管、散 熱管、工質(zhì)進(jìn)口、工質(zhì)出口、水路進(jìn)口、水路出口，所述若干個(gè)單體換熱器內(nèi)徑相同，按n、 n+l、 n+2........ n+m的排列順序由高到低分層螺旋下降串聯(lián)而成，并具有傾斜梯度；所述內(nèi)置套管的內(nèi)徑由高到低逐層減小，每層的內(nèi)置套 管的內(nèi)徑相同；其中，n和m為自然數(shù)。2
5、 如權(quán)利要求4所述的一種太陽(yáng)能空氣能雙效熱水蒸汽機(jī)組，其特征在于， 所述每層單體換熱器中的末端單體換熱器有感溫孔和電^f茲閥。
6、 如權(quán)利要求4所述的一種太陽(yáng)能空氣能雙效熱水蒸汽機(jī)組，其特征在于， 所述散熱管為兩個(gè)獨(dú)立對(duì)稱換熱面積相等的銅管螺旋狀排列。
7、 如權(quán)利要求4所述的一種太陽(yáng)能空氣能雙效熱水蒸汽機(jī)組，其特征在于， 所述殼體為不銹鋼殼體，所述內(nèi)置套管為不銹鋼內(nèi)置套管。
8、如權(quán)利要求4所述的一種太陽(yáng)能空氣能雙效熱水蒸汽機(jī)組，其特征在 于，所述殼體為耐高溫塑料殼體，所述內(nèi)置套管為耐高溫塑料內(nèi)置套管。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種太陽(yáng)能空氣能雙效熱水蒸汽機(jī)組，其包括壓縮機(jī)、四通換向閥、蒸發(fā)器、換熱器和氣液分離器。四通換向閥分別與壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、氣液分離器和換熱器連接；蒸發(fā)器和換熱器之間連接有化霜裝置；在蒸發(fā)器沿?fù)Q熱器之間的管路上依次串聯(lián)有分液器、干燥過(guò)濾器、單向閥、毛細(xì)管、視液鏡和貯液平衡罐；單向閥和毛細(xì)管與雙向膨脹閥并聯(lián)，再串聯(lián)到管路上；換熱器為兩組或兩組以上串聯(lián)，兩組或兩組以上換熱器中間的水路上串聯(lián)集熱水箱和太陽(yáng)能集熱裝置。本實(shí)用新型的太陽(yáng)能空氣能雙效熱水蒸汽機(jī)組能利用太陽(yáng)能和空氣能，其能效比大大提高，既降低了制熱成本；同時(shí)又能保證設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，并能實(shí)現(xiàn)零污染排放和節(jié)能增效的目的。
文檔編號(hào)F22B1/00GK201285024SQ20082005124
公開(kāi)日2009年8月5日 申請(qǐng)日期2008年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月24日
發(fā)明者錢國(guó)新 申請(qǐng)人:錢國(guó)新