帶節流控制裝置的太陽能異聚態熱利用系統及其工作方法
【專利摘要】本發明涉及熱水供應系統領域，尤其是帶節流控制裝置的太陽能異聚態熱利用系統及其工作方法，解決了現有的太陽能異聚態熱利用系統，在使用過程中，其傳輸管道的直徑是固定的，能源的消耗和損失大的技術問題，它包括蒸發器、傳輸增壓介質的壓縮機和冷凝器，上述三者通過傳輸管道相互連通成回路，所述的冷凝器設置在一帶進水管和出水管的水箱內，所述的傳輸管道內容納有氣體傳熱介質，其特征是：在從壓縮機流向冷凝器和從冷凝器流向蒸發器的兩段傳輸管道的其中之一上設有節流控制裝置。本發明可有效的降低能源的浪費，提高能源利用率，同時合理利用壓縮機的功率，產生最大的資源。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發明涉及熱水供應系統領域，尤其是一種帶節流控制裝置的太陽能異聚態熱利 用系統及其工作方法。 帶節流控制裝置的太陽能異聚態熱利用系統及其工作方法

【背景技術】
[0002] 現有的太陽能異聚態熱利用系統，在使用過程中，其傳輸管道的直徑是固定的，其 內部的傳熱介質的流量也基本是穩定的；但是當冷凝器中的水的溫度不斷變化的過程中， 其對傳熱介質的傳遞熱量的需求同樣在不斷的變化，從而該太陽能異聚態熱利用系統工作 時無法做出相應的改變，全部的傳熱介質經過壓縮機的加壓升溫后持續給冷凝器傳遞熱 量，而當冷凝器中的溫度相對較高時，熱量需求量降低，而傳熱介質的大量的熱量的供應造 成了浪費，增加了能源的消耗和損失。


【發明內容】

[0003] 本發明的目的是為了解決上述技術的不足而提供一種帶節流控制裝置的太陽能 異聚態熱利用系統及其工作方法，其根據實際的工作狀態改變傳輸管道內的傳熱介質的流 量，進而實現合理分配能源，提高壓縮機的功率利用率。
[0004] 為了達到上述目的，本發明所設計的帶節流控制裝置的太陽能異聚態熱利用系 統，包括蒸發器、傳輸增壓介質的壓縮機和冷凝器，上述三者通過傳輸管道相互連通成回 路，所述的冷凝器設置在一帶進水管和出水管的水箱內，所述的傳輸管道內容納有氣體傳 熱介質，其特征是：在從壓縮機流向冷凝器和從冷凝器流向蒸發器的兩段傳輸管道的其中 之一上設有節流控制裝置，在兩者的另一段傳輸管道上設有調節控制裝置；所述的節流控 制裝置為兩個或兩個以上的節流器并聯而成的節流器陣列，節流器由節流控制器和節流裝 置串聯而成，所述的調壓控制裝置為兩個或兩個以上的調壓器并聯而成的調壓器陣列，調 壓器由調壓裝置和調壓控制器串聯而成；在壓縮機的輸入端和輸出端的傳輸管道上分別設 有第一壓力傳感器和第二壓力傳感器；在蒸發器與壓縮機之間的傳輸管道上設有第一溫度 傳感器，在蒸發器與節流裝置之間的傳輸管道上設有第二溫度傳感器。
[0005] 上述技術方案，通過節流裝置和調壓裝置的設置，可對傳輸管道的傳熱介質的流 量進行控制，實現了對流入冷凝器及蒸發器內的傳熱介質的量進行控制，同時第一溫度傳 感器、第二溫度傳感器、第一壓力傳感器和第二壓力傳感器的設置，實時檢測各點的溫度和 壓力，通過控制器或者人為對溫度和壓力信號的分析后對調壓裝置和節流裝置進行控制， 可有效的提高了能源的利用率，避免能源的浪費，而監控實時，效果好。
[0006] 所述的節流控制裝置由兩個節流器組成，一個節流器由第一節流控制器和被第一 節流控制器控制的第一節流裝置串聯而成，另一個節流器由第二節流控制器和被第二節流 控制器控制的第二節流裝置串聯而成；所述的調壓控制裝置由兩個調壓器組成，一個調壓 器由第一調壓控制器和被第一調壓控制器控制的第一調壓裝置串聯而成，另一個調壓器由 第二調壓控制器和被第二調壓控制器控制的第二調壓裝置串聯而成。
[0007] 所述的節流裝置包括毛細管、節流閥，所述的毛細管和節流閥的管徑小于所述節 流裝置輸入端的傳輸管道的管徑。該結構可實現節流器的限流作用，提高節流效果。
[0008] 所述的兩個或多個節流裝置的毛細管或節流閥是管徑大小不一的毛細管或節流 閥，第一調壓裝置管徑大于第二調壓裝置管徑。該結構的設置，可有效的增加節流裝置的限 流范圍，提1? 了節流裝置的調節范圍。
[0009] 在調壓控制裝置與冷凝器之間的傳輸管道上設有儲液罐。該技術方案，通過儲液 罐的設置，當節流控制裝置和調壓裝置動作時，可將管道內的多余的傳熱介質暫存儲液罐 中，而當管道內的傳熱介質需增加時，可將儲液罐中的傳熱介質輸出進入傳輸管道內，簡單 方便，實用性好，使設備的調節范圍更大。
[0010] -種帶節流控制裝置的太陽能異聚態熱利用系的工作方法， a、 將處于低壓冷態的液體傳熱介質在蒸發器中吸熱蒸發變為熱態氣體，其中，第一溫 度傳感器測得的工質溫度為A1，第二溫度傳感器測得的工質溫度為A2,之后進入壓縮機， 第一壓力傳感器測得壓縮機輸入端的熱態氣體壓力為P1 ; b、 熱態氣體經過壓縮機壓縮、升溫后，變成高溫、高壓的熱態蒸汽排出壓縮機，第二壓 力傳感器測得壓縮機輸出端的熱態蒸汽壓力為P2 ; c、 高溫的熱態蒸汽進入冷凝器，在冷凝器中將熱量傳遞給水箱中的水，使水的溫度提 高，溫度檢測器測得水箱中的溫度為T1，熱態蒸汽經過冷凝放熱后變成冷態傳熱介質； d、 控制器根據P1、P2、T1以及設定溫度T0的數值計算節流裝置中各節流裝置或調壓裝 置的開通或斷開狀態，并控制各節流器或調壓器處于開通或斷開狀態；其中： 當環境溫度T小于或等于Z1時，第一節流裝置打開，第二節流裝置關閉開；當環境溫度 T大于Z1時，第二節流裝置打開，第一節流裝置關閉；當環境溫度T大于Z2時，第一節流裝 置、第二節流裝置均打開；其中，10 < Zl < 20°C ;30 <Z 2 < 35°C ; 當Ρ2ΛΡ1*Τ1)〈Ζ3時，第一調壓裝置關閉，第二調壓裝置打開；當Ζ4>Ρ2ΛΡ1*Τ1)> Z3 時，第一調壓裝置打開，第二調壓裝置關閉：當Ρ2ΛΡ1*Τ1) >Z4時，第一調壓裝置與第二調 壓裝置均打開；其中，2 < Z3 < 3°C ;0. 76 < Z4 < 1°C ; e、 高壓、冷態的傳熱介質流經節流裝置降壓后，變成低壓冷態傳熱介質再次進入蒸發 器，依此不斷地循環工作； f、 最后，系統輸出溫度相對穩定地維持在T0。 toon] 從壓縮機排出的高溫、高壓的熱態蒸汽在進入冷凝器之前先流經節流裝置降壓。
[0012] 本發明所得到的帶節流控制裝置的太陽能異聚態熱利用系統及其工作方法，其通 過第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、第一壓力傳感器和第二壓力傳感器的設置，控制器可 對傳輸管路內的特定點的壓力和溫度進行實時控制，并根據實際情況通過對節流控制裝置 和調壓控制裝置的調節，控制傳輸管道內的傳熱介質的流量，從而可有效的降低能源的浪 費，提高能源利用率，同時合理利用壓縮機的功率，產生最大的資源。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 圖1為本發明的結構示意圖。
[0014] 圖中：1_蒸發器、2_第一溫度傳感器、3_第一壓力傳感器、4_壓縮機、5_節流控 制裝置、6-第二壓力傳感器、7-冷凝器、8-儲液罐、9-調壓控制裝置、10-第二溫度傳感器、 91-第一調壓裝置、92第二調壓裝置、93-第二調壓控制器、94-第一調壓控制器、51-第一節 流裝置、52-第二節流裝置、53-第二節流控制器、54-第一節流控制器。

【具體實施方式】
[0015] 下面通過實施例結合附圖對本發明作進一步的描述。
[0016] 實施例1 : 如圖1所示，本實施例描述的帶節流控制裝置的太陽能異聚態熱利用系統，包括蒸發 器1、傳輸增壓介質的壓縮機4和冷凝器7,上述三者通過傳輸管道相互連通成回路，所述的 冷凝器7設置在一帶進水管和出水管的水箱內，所述的傳輸管道內容納有氣體傳熱介質， 其特征是：在從壓縮機4流向冷凝器7和從冷凝器7流向蒸發器1的兩段傳輸管道的其中 之一上設有節流控制裝置5,在兩者的另一段傳輸管道上設有調節控制裝置；所述的節流 控制裝置5為兩個或兩個以上的節流器并聯而成的節流器陣列，節流器由節流控制器和節 流裝置串聯而成，所述的調壓控制裝置9為兩個或兩個以上的調壓器并聯而成的調壓器陣 列，調壓器由調壓裝置和調壓控制器串聯而成；在壓縮機4的輸入端和輸出端的傳輸管道 上分別設有第一壓力傳感器3和第二壓力傳感器6 ;在蒸發器1與壓縮機4之間的傳輸管 道上設有第一溫度傳感器2,在蒸發器1與節流裝置之間的傳輸管道上設有第二溫度傳感 器10。
[0017] 所述的節流控制裝置5由兩個節流器組成，一個節流器由第一節流控制器54和被 第一節流控制器54控制的第一節流裝置51串聯而成，另一個節流器由第二節流控制器53 和被第二節流控制器53控制的第二節流裝置52串聯而成；所述的調壓控制裝置9由兩個 調壓器組成，一個調壓器由第一調壓控制器94和被第一調壓控制器94控制的第一調壓裝 置91串聯而成，另一個調壓器由第二調壓控制器93和被第二調壓控制器93控制的第二調 壓裝置92串聯而成。
[0018] 所述的節流裝置包括毛細管、節流閥，所述的毛細管和節流閥的管徑小于所述節 流裝置輸入端的傳輸管道的管徑。所述的兩個節流裝置的節流閥是管徑大小不一的節流 閥。
[0019] 第一調壓裝置91管徑大于第二調壓裝置92管徑，在調壓控制裝置9與冷凝器7 之間的傳輸管道上設有儲液罐8。
[0020] 一種帶節流控制裝置的太陽能異聚態熱利用系的工作方法， a、 將處于低壓冷態的液體傳熱介質在蒸發器1中吸熱蒸發變為熱態氣體，其中，第一 溫度傳感器2測得的工質溫度為A1，第二溫度傳感器10測得的工質溫度為A2,之后進入壓 縮機4,第一壓力傳感器3測得壓縮機4輸入端的熱態氣體壓力為P1 ; b、 熱態氣體經過壓縮機4壓縮、升溫后，變成高溫、高壓的熱態蒸汽排出壓縮機4,第二 壓力傳感器6測得壓縮機4輸出端的熱態蒸汽壓力為P2 ; c、 高溫的熱態蒸汽進入冷凝器7,在冷凝器7中將熱量傳遞給水箱中的水，使水的溫度 提高，溫度檢測器測得水箱中的溫度為T1，熱態蒸汽經過冷凝放熱后變成冷態傳熱介質； d、 控制器根據P1、P2、T1以及設定溫度T0的數值計算節流裝置中各節流裝置或調壓裝 置的開通或斷開狀態，并控制各節流器或調壓器處于開通或斷開狀態；其中： 當環境溫度T小于或等于Z1時，第一節流裝置51打開，第二節流裝置52關閉開；當環 境溫度T大于Z1時，第二節流裝置52打開，第一節流裝置51關閉；當環境溫度T大于Z2 時，第一節流裝置51、第二節流裝置52均打開；其中，10 < Zl < 20°C ;30 <Z 2 < 35°C ; 當Ρ2ΛΡ1*Τ1)〈Ζ3時，第一調壓裝置91關閉，第二調壓裝置92打開；當Z4>P2/ (P1*T1)> Z3時，第一調壓裝置91打開，第二調壓裝置92關閉：當Ρ2ΛΡ1*Τ1)>Ζ4時，第一 調壓裝置91與第二調壓裝置92均打開；其中，2 < Ζ3 < 3°C ;0. 76 < Ζ4 < 1°C ; e、 高壓、冷態的傳熱介質流經節流裝置降壓后，變成低壓冷態傳熱介質再次進入蒸發 器1，依此不斷地循環工作； f、 最后，系統輸出溫度相對穩定地維持在T0。
[0021] 從壓縮機4排出的高溫、高壓的熱態蒸汽在進入冷凝器7之前先流經節流裝置降 壓。
【權利要求】
1. 一種帶節流控制裝置的太陽能異聚態熱利用系統，包括蒸發器（1)、傳輸增壓介質 的壓縮機（4)和冷凝器（7)，上述三者通過傳輸管道相互連通成回路，所述的冷凝器（7)設 置在一帶進水管和出水管的水箱內，所述的傳輸管道內容納有氣體傳熱介質，其特征是：在 從壓縮機（4)流向冷凝器（7)和從冷凝器（7)流向蒸發器（1)的兩段傳輸管道的其中之一 上設有節流控制裝置（5)，在兩者的另一段傳輸管道上設有調節控制裝置；所述的節流控 制裝置（5)為兩個或兩個以上的節流器并聯而成的節流器陣列，節流器由節流控制器和節 流裝置串聯而成，所述的調壓控制裝置（9)為兩個或兩個以上的調壓器并聯而成的調壓器 陣列，調壓器由調壓裝置和調壓控制器串聯而成；在壓縮機（4)的輸入端和輸出端的傳輸 管道上分別設有第一壓力傳感器（3)和第二壓力傳感器（6);在蒸發器（1)與壓縮機（4)之 間的傳輸管道上設有第一溫度傳感器（2 )，在蒸發器（1)與節流裝置之間的傳輸管道上設 有第二溫度傳感器（10)。
2. 根據權利要求1所述的一種帶節流控制裝置的太陽能異聚態熱利用系統，其特征 是：所述的節流控制裝置（5)由兩個節流器組成，一個節流器由第一節流控制器（54)和被 第一節流控制器（54)控制的第一節流裝置（51)串聯而成，另一個節流器由第二節流控制 器（53)和被第二節流控制器（53)控制的第二節流裝置（52)串聯而成；所述的調壓控制裝 置（9)由兩個調壓器組成，一個調壓器由第一調壓控制器（94)和被第一調壓控制器（94)控 制的第一調壓裝置（91)串聯而成，另一個調壓器由第二調壓控制器（93)和被第二調壓控 制器（93)控制的第二調壓裝置（92)串聯而成。
3. 根據權利要求1所述的一種帶節流控制裝置的太陽能異聚態熱利用系統，其特征 是：所述的節流裝置包括毛細管、節流閥，所述的毛細管和節流閥的管徑小于所述節流裝置 輸入端的傳輸管道的管徑。
4. 根據權利要求3所述的一種帶節流控制裝置的太陽能異聚態熱利用系統，其特征 是：所述的兩個或多個節流裝置的毛細管或節流閥是管徑大小不一的毛細管或節流閥。
5. 根據權利要求2所述的一種帶節流控制裝置的太陽能異聚態熱利用系統，其特征 是：第一調壓裝置（91)管徑大于第二調壓裝置（92)管徑。
6. 根據權利要求1所述的一種帶節流控制裝置的太陽能異聚態熱利用系統，其特征 是：在調壓控制裝置（9)與冷凝器（7)之間的傳輸管道上設有儲液罐（8)。
7. 根據權利要求1-6任意一項權利要求所述的一種帶節流控制裝置的太陽能異聚態 熱利用系的工作方法，其特征是： 將處于低壓冷態的液體傳熱介質在蒸發器（1)中吸熱蒸發變為熱態氣體，其中，第一溫 度傳感器（2)測得的工質溫度為A1，第二溫度傳感器（10)測得的工質溫度為A2,之后進入 壓縮機（4)，第一壓力傳感器（3)測得壓縮機（4)輸入端的熱態氣體壓力為P1 ; 熱態氣體經過壓縮機（4)壓縮、升溫后，變成高溫、高壓的熱態蒸汽排出壓縮機（4)，第 二壓力傳感器（6)測得壓縮機（4)輸出端的熱態蒸汽壓力為P2 ; 高溫的熱態蒸汽進入冷凝器（7)，在冷凝器（7)中將熱量傳遞給水箱中的水，使水的 溫度提高，溫度檢測器測得水箱中的溫度為T1，熱態蒸汽經過冷凝放熱后變成冷態傳熱介 質； 控制器根據P1、P2、T1以及設定溫度T0的數值計算節流裝置中各節流裝置或調壓裝置 的開通或斷開狀態，并控制各節流器或調壓器處于開通或斷開狀態；其中： 當環境溫度T小于或等于Z1時，第一節流裝置（51)打開，第二節流裝置（52)關閉開； 當環境溫度T大于Z1時，第二節流裝置（52)打開，第一節流裝置（51)關閉；當環境溫度T 大于Z2時，第一節流裝置（51)、第二節流裝置（52)均打開；其中，10 < Zl < 20°C ;30 <Z 2 < 35〇C ； 當Ρ2ΛΡ1*Τ1)〈Ζ3時，第一調壓裝置（91)關閉，第二調壓裝置（92)打開；當Z4>P2/ (P1*T1)> Z3時，第一調壓裝置（91)打開，第二調壓裝置（92)關閉：當Ρ2ΛΡ1*Τ1)>Ζ4時， 第一調壓裝置（91)與第二調壓裝置（92)均打開；其中，2<Z3<3°C ;0. 76<Z4< 1°C ; 高壓、冷態的傳熱介質流經節流裝置降壓后，變成低壓冷態傳熱介質再次進入蒸發器 (1)，依此不斷地循環工作； 最后，系統輸出溫度相對穩定地維持在T0。
8.根據權利要求7所述的一種帶節流控制裝置的太陽能異聚態熱利用系的工作方法， 其特征是：從壓縮機（4 )排出的高溫、高壓的熱態蒸汽在進入冷凝器（7 )之前先流經節流裝 置降壓。
【文檔編號】F24H9/20GK104110840SQ201410365739
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年7月29日 優先權日:2014年7月29日
【發明者】唐玉敏, 虞紅偉 申請人:唐玉敏, 虞紅偉