CN103393494B - 太阳能驱动空气源热泵暖手宝 - Google Patents

Abstract

太阳能驱动空气源热泵暖手宝，其特征是：该装置包括太阳能电池板（1）、蓄电池（2）、压缩机（3）、沉浸式冷凝器（4）、节流机构（5）、空冷式蒸发器（6）和储液袋（8），沉浸式冷凝器（4）置于储液袋（8）中，储液袋（8）的一端与压缩机（3）相连，另一端与节流机构（5）相连；空冷式蒸发器（6）置于暖手宝表面，空冷式蒸发器（6）的一端与节流机构（5）相连，另一端与压缩机（3）相连；太阳能电池板（1）置于储液袋（8）的上表面，温度传感器（9）和温控器（10）嵌于储液袋（8）中。

Description

太阳能驱动空气源热泵暖手宝

技术领域

本发明涉及太阳能驱动空气源供暖装置。

背景技术

暖手宝是运用物理或化学原理研制的自动取暖保健用品，可分为一次性加热暖手宝和循环加热使用暖手宝。其中一次性暖手宝由于使用不方便、不能循环使用等原因逐渐被淘汰，电暖手宝作为一种可循环加热使用的暖手宝得到了广泛应用。但是，电暖手宝一次加热后必须立即使用，介质温度（通常为水）随时间下降较快，单次加热后使用时间较短，在野外、低温及没有电源的情况下，现有电暖手宝无法满足人们长时间取暖的需求；另外现有电暖手宝主要靠电热丝直接加热，能源利用率低、节能性差。

将先进的热泵节能技术与太阳能光电利用技术应用于暖手宝是解决这些问题的较好途径。热泵技术是基于逆卡诺循环原理建立起来的一种节能、环保制热技术，以极少的电能，吸收低温热源中的低温热能，通过压缩机的压缩变为高温热能，传输至热媒介质，提供能量，供用户使用，其能耗低、效率高、速度快、安全环保，可源源不断地输出热能。空气源热泵是热泵的一种，其以自然界中可广泛获取的空气热能为低温热源，地域适应性好，节能效果明显，空气源热泵的大量推广及使用对减少二氧化碳排放和保护环境亦有重要的积极作用。太阳能光伏电池板将太阳能转换为电能储存在蓄电池中，为热泵提供电能输入。应用热泵节能技术与太阳能光电利用技术的暖手宝具有节能、经济、可持续使用等优点。现阶段，对暖手宝已有一些专利。

中国发明专利“太阳能暖手宝”（申请号：2011205557475，授权公告号：CN202409249U）提出了一种太阳能暖手宝，太阳能电池板通过引线接有一个插头，插头插在暖手宝本体上，通过太阳能电池板对暖手宝进行加热，节约能源。中国发明专利“一种电暖宝”（申请号：2012202930800，授权公告号：CN202619969U）提出了一种采用内置电池供电的电暖宝，其设置有双面发热片和发热片选择开关，能够根据用户的需求不同选择一边或二边发热，采用内置电池供电。中国发明专利“暖手宝”（申请号：201210029876X，授权公告号：CN102579183A）提出了一种暖手宝，包括前端盖、后端盖以及相互扣合的下铝型材和上铝型材，前端盖和后端盖置于下铝型材两端，下铝型材带有内腔，内腔内均布有确定数量的LED发热元件，LED发热元件电连接有线缆，线缆也置于下铝型材的内腔内，并贯穿前端盖连接有控制器。

由此可见，现有的一些暖手宝相关专利都是通过改变发热片的材料及布置型式达到结构优化、舒适取暖的目的，其能量来源仍然是常规电能，单次充电后使用时间很短，无法达到节能减排、持久使用的目的；涉及太阳能的暖手宝相关专利也只是利用太阳能光伏电池板提供电能，能量来源单一，受天气条件影响很大，无法稳定取暖。采用太阳能驱动的空气源热泵技术可很好解决这些问题，通过空气源热泵技术，消耗很少的电能就可得到3倍以上的热能，以太阳能光伏发电装置作为热泵系统电能来源，太阳能不足时以常规电能作为补充，仍然可以达到很好的节能目的，增加暖手宝的使用时限。

发明内容

本发明的目的是提供一种太阳能驱动空气源热泵暖手宝。

本发明是太阳能驱动空气源热泵暖手宝，该装置包括太阳能电池板1、蓄电池2、压缩机3、沉浸式冷凝器4、节流机构5、空冷式蒸发器6和储液袋8，沉浸式冷凝器4置于储液袋8中，储液袋8的一端与压缩机3相连，另一端与节流机构5相连；空冷式蒸发器6置于暖手宝表面，空冷式蒸发器6的一端与节流机构5相连，另一端与压缩机3相连；太阳能电池板1置于储液袋8的上表面，温度传感器9和温控器10嵌于储液袋8中。

本发明的有益之处是：

（1）节能效果好，采用太阳能电池板作为主要电力来源，一般不需要额外电能输入，同时使用热泵节能技术，消耗相同的电能时，放出的热量是普通电暖手宝的3~4倍，节能效果显著。

（2）超长待机，在太阳辐射较强时，可使用太阳能电池板为蓄电池充电，同时使用热泵节能技术，暖手宝可脱离家用电源使用更长时间。

附图说明

图1为本发明的系统原理图，图2为本发明的结构示意图。

图中序号：1-太阳能电池板，2-蓄电池，3-压缩机，4-沉浸式冷凝器，5-节流机构，6-空冷式蒸发器，7-蓄电池外部充电接口，8-储液袋，9-温度传感器，10-温控器。

具体实施方式

如图1、图2所示，本发明是太阳能驱动空气源热泵暖手宝，该装置包括太阳能电池板1、蓄电池2、压缩机3、沉浸式冷凝器4、节流机构5、空冷式蒸发器6和储液袋8，沉浸式冷凝器4置于储液袋8中，储液袋8的一端与压缩机3相连，另一端与节流机构5相连；空冷式蒸发器6置于暖手宝表面，空冷式蒸发器6的一端与节流机构5相连，另一端与压缩机3相连；太阳能电池板1置于储液袋8的上表面，温度传感器9和温控器10嵌于储液袋8中。

如图1、图2所示，热泵系统的启停由温度传感器9和温控器10控制。太阳辐射较强时，太阳能电池板1为蓄电池2充电，太阳辐射较弱或需要快速充电时使用家用电源为蓄电池2充电。储液袋8中介质为水或其他无腐蚀性液体。压缩机3为直流压缩机。

如图1所示，太阳能电池板1为蓄电池2充电，蓄电池2随时为压缩机3供电，空冷式蒸发器6出口的制冷剂气体经压缩机3压缩为高温高压气体进入沉浸式冷凝器4放热，加热储液袋8中的介质后，低温高压制冷剂液体通过节流机构5变为低温低压两相态混合物进入空冷式蒸发器6吸收空气中的热量汽化，进入压缩机完成一个循环。储液袋中介质温度下降到温控器10设定的温度下限时空气源热泵系统开始工作，介质温度上升到温控器10设定的温度上限时，空气源热泵系统停止工作，太阳能电池板1可继续为蓄电池2充电。

本发明的热泵利用电能吸收空气中的低位热能传递给储液袋中的介质，介质升温放热，满足人们取暖的需求，太阳能电池板为热泵提供电能供应，摆脱常规电能限制，在晴天条件下可连续输出热能。

太阳能驱动空气源热泵暖手宝主要由太阳能电池板、蓄电池、压缩机、沉浸式冷凝器、节流机构、空冷式蒸发器、温度传感器、温控器和储液袋等部件组成，太阳能电池板为蓄电池充电（也可使用家用电源充电），蓄电池随时为压缩机供电，压缩机、沉浸式冷凝器、节流机构和空冷式蒸发器组成热泵循环，空冷式蒸发器出口的制冷剂气体经压缩机压缩为高温高压气体进入冷凝器放热，加热储液袋中的介质后，低温高压制冷剂液体通过节流机构变为低温低压两相态混合物进入空冷式蒸发器吸收空气中的热量汽化，进入压缩机完成一个循环，温度传感器及温控器根据储液袋中介质温度控制压缩机启停。

Claims (5)

1.太阳能驱动空气源热泵暖手宝，其特征是：该装置包括太阳能电池板（1）、蓄电池（2）、压缩机（3）、沉浸式冷凝器（4）、节流机构（5）、空冷式蒸发器（6）和储液袋（8），沉浸式冷凝器（4）置于储液袋（8）中，储液袋（8）的一端与压缩机（3）相连，另一端与节流机构（5）相连；空冷式蒸发器（6）置于暖手宝表面，空冷式蒸发器（6）的一端与节流机构（5）相连，另一端与压缩机（3）相连；太阳能电池板（1）置于储液袋（8）的上表面，温度传感器（9）和温控器（10）嵌于储液袋（8）中。

2.根据权利要求1所述的太阳能驱动空气源热泵暖手宝，其特征是：热泵系统的启停由温度传感器（9）和温控器（10）控制。

3.根据权利要求1所述的太阳能驱动空气源热泵暖手宝，其特征是：太阳辐射较强时，太阳能电池板（1）为蓄电池（2）充电，太阳辐射较弱或需要快速充电时使用家用电源为蓄电池（2）充电。

4.根据权利要求1所述的太阳能驱动空气源热泵暖手宝，其特征是：储液袋（8）中介质为水或其他无腐蚀性液体。

5.根据权利要求1所述的太阳能驱动空气源热泵暖手宝，其特征是：压缩机（3）为直流压缩机。