一種氟泵與熱泵復(fù)合蓄熱型直膨式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的制造方法與工藝

本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，具體的說，是一種具有蓄熱功能的氟泵/熱泵復(fù)合型直膨式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
近年來，隨著能源危機(jī)的加劇和環(huán)境污染問題的突出，太陽(yáng)能利用技術(shù)在建筑節(jié)能領(lǐng)域備受關(guān)注，發(fā)展迅速。作為一種典型的太陽(yáng)能利用技術(shù)形式，太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)通過光熱轉(zhuǎn)換過程滿足建筑熱水需求，節(jié)能效益顯著。然而，傳統(tǒng)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的穩(wěn)定性差，易受季節(jié)、氣候和晝夜溫差等環(huán)境因素影響。在建筑熱水需求旺盛的陰雨天或夜晚，由于太陽(yáng)輻射強(qiáng)度減弱，集熱器能夠收集的太陽(yáng)能很少甚至為零，導(dǎo)致系統(tǒng)無法滿足用戶需求。雖然通過增設(shè)電輔助加熱系統(tǒng)能夠提升太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的穩(wěn)定性，但需要犧牲電能作為代價(jià)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益相對(duì)較差，且在電力緊張地區(qū)的大面積推廣應(yīng)用會(huì)受到一定的限制。在此背景下，太陽(yáng)能熱泵熱水系統(tǒng)通過將太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)和熱泵技術(shù)有機(jī)地結(jié)合，充分發(fā)揮二者優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的全天候運(yùn)行，很好地提高了建筑熱水供應(yīng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。太陽(yáng)能熱泵熱水系統(tǒng)可以分為間接膨脹式和直接膨脹式兩種系統(tǒng)。直接膨脹式太陽(yáng)能熱泵熱水系統(tǒng)將太陽(yáng)能光熱系統(tǒng)的集熱器與熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器在功能和結(jié)構(gòu)上合二為一。制冷劑在集熱器/蒸發(fā)器蒸發(fā)吸收太陽(yáng)輻射熱量，通過壓縮機(jī)壓縮提升溫度和壓力后，進(jìn)入冷凝器加熱建筑用熱水，再經(jīng)膨脹閥節(jié)流回到集熱器/蒸發(fā)器中。與間接膨脹式太陽(yáng)能熱泵熱水系統(tǒng)相比，直接膨脹式太陽(yáng)能熱泵熱水系統(tǒng)減少了系統(tǒng)設(shè)備的復(fù)雜性，同時(shí)省去了集熱器與蒸發(fā)器之間的熱交換過程，提高了系統(tǒng)能效和經(jīng)濟(jì)效益。但是，直接膨脹式太陽(yáng)能熱泵熱水系統(tǒng)中存在集熱器/蒸發(fā)器與熱水系統(tǒng)之間的熱負(fù)荷匹配問題，嚴(yán)重影響系統(tǒng)整體能效。白天太陽(yáng)輻射強(qiáng)度大時(shí)，建筑熱水熱負(fù)荷小，壓縮機(jī)處于低負(fù)荷工況運(yùn)行，效率低下，且系統(tǒng)富裕熱量難以利用；夜間，尤其是寒冷地區(qū)的冬季夜間，由于集熱效率下降導(dǎo)致蒸發(fā)溫度降低，系統(tǒng)COP明顯下降，甚至有時(shí)難以滿足建筑熱水負(fù)荷需求。此外，系統(tǒng)中的壓縮機(jī)長(zhǎng)時(shí)間在多種復(fù)雜工況下運(yùn)轉(zhuǎn)，缺乏有效的保護(hù)裝置，壓縮機(jī)的使用壽命大幅降低。公開號(hào)為CN200972278Y公開了“一種直膨式太陽(yáng)能熱泵熱水器”，通過增設(shè)蒸發(fā)換熱器和水泵系統(tǒng)，避免了壓縮機(jī)的長(zhǎng)期運(yùn)行，在一定程度上改善了壓縮機(jī)的運(yùn)行工況。但是該系統(tǒng)沒有考慮對(duì)晴天白天太陽(yáng)能集熱器富裕熱量的存儲(chǔ)，且更重要的是缺乏有效措施提高系統(tǒng)陰雨天或夜間運(yùn)行時(shí)的蒸發(fā)溫度，從而提升系統(tǒng)的COP。公開號(hào)為CN104654656A公開了“一種太陽(yáng)能熱泵制冷制熱系統(tǒng)”，通過引入相變蓄熱裝置對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行了一定的保護(hù)，但是不能從根本上解決壓縮機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)行的問題，在改善系統(tǒng)運(yùn)行工況方面的能力同樣十分有限。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的具體技術(shù)問題是集熱器/蒸發(fā)器熱負(fù)荷與熱水熱負(fù)荷的匹配問題，有效存儲(chǔ)白天太陽(yáng)能集熱器的富裕熱量并用于夜間或陰雨天壓縮機(jī)運(yùn)行工況的改善，同時(shí)提供一種氟泵/熱泵復(fù)合蓄熱型直膨式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下。一種氟泵與熱泵復(fù)合蓄熱型直膨式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，包括集熱蒸發(fā)器、氟泵、壓縮機(jī)、冷凝器水箱、相變蓄熱裝置、溫度傳感器、控制器、電動(dòng)三通閥、膨脹閥、儲(chǔ)液罐、電磁閥以及截止閥；其特征在于：關(guān)閉壓縮機(jī)，開啟氟泵，來自儲(chǔ)液罐的低溫液態(tài)制冷劑在氟泵作用下流經(jīng)截止閥Ⅱ，在集熱蒸發(fā)器中吸收熱量，流經(jīng)截止閥Ⅵ和電動(dòng)三通閥Ⅰ，在冷凝器水箱中放出熱量給水加熱后，重新流回至儲(chǔ)液罐；在冷凝器水箱中的熱水溫度達(dá)到生活熱水所需的溫度時(shí)，通過控制器調(diào)節(jié)電磁閥的開度使部分制冷劑經(jīng)相變蓄熱器后流回儲(chǔ)液罐，將集熱蒸發(fā)器吸收的富裕熱量?jī)?chǔ)存在相變蓄熱器中，構(gòu)成白天太陽(yáng)能輻射熱水系統(tǒng)；關(guān)閉氟泵，開啟壓縮機(jī)，低溫制冷劑由儲(chǔ)液罐流經(jīng)膨脹閥節(jié)流降壓后，由電動(dòng)三通閥Ⅱ流入相變蓄熱器中，吸收相變蓄熱器中的熱量，并經(jīng)壓縮機(jī)進(jìn)一步壓縮升溫后，由電動(dòng)三通閥Ⅰ流入冷凝器水箱中冷凝放出熱量給熱水加熱，后流回至儲(chǔ)液罐，構(gòu)成夜間太陽(yáng)能輻射熱泵系統(tǒng)。在上述技術(shù)方案中，關(guān)閉壓縮機(jī)、截止閥Ⅰ、膨脹閥和電磁閥；打開氟泵、截止閥Ⅱ、截止閥Ⅴ、截止閥Ⅵ、截止閥Ⅲ和截止閥Ⅳ；同時(shí)控制器調(diào)節(jié)電動(dòng)三通閥Ⅰ，制冷劑沿BC方向流動(dòng)，調(diào)節(jié)電動(dòng)三通閥Ⅱ，制冷劑沿EF方向流動(dòng)，由集熱蒸發(fā)器流出的高溫液態(tài)制冷劑流經(jīng)截止閥Ⅵ和電動(dòng)三通閥Ⅰ進(jìn)入冷凝器水箱冷凝放熱，之后流經(jīng)儲(chǔ)液罐、截止閥Ⅱ和氟泵，最后流到集熱蒸發(fā)器吸收熱量，冷水流經(jīng)截止閥Ⅳ進(jìn)入冷凝器水箱被流經(jīng)銅管換熱器的高溫制冷劑加熱，最后通過截止閥Ⅲ供用戶使用。在上述技術(shù)方案中，在溫度傳...