CN106123396A - 一种太阳能集热/蒸发器与翅片式蒸发器结合的热泵 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能集热/蒸发器与翅片式蒸发器结合的热泵，包括太阳能集热/蒸发器9和翅片式蒸发器10，所述太阳能集热/蒸发器9安装在可接受阳光直射的地方，太阳能集热/蒸发器9与翅片式蒸发器10采用并联的方式连接在热泵管路上，太阳能集热/蒸发器9管路上设有8电磁阀一，翅片式蒸发器10管路上设有14电磁阀二，太阳能集热/蒸发器9的制冷剂进出口铜管在热泵内部分别与热泵管路上的四通阀11及电磁阀一8焊接，太阳能集热/蒸发器9与翅片式蒸发器10通过电磁阀调节制冷剂流向。本发明充分利用太阳能资源和空气能资源，发挥各自的优势，最大限度的提高热泵的热能效比。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能集热/蒸发器与翅片式蒸发器结合的热泵，属于直膨式太阳能热泵与空气能热泵结合的应用技术领域。
背景技术
直膨式太阳能热泵的集热/蒸发器，上表面涂刷选择性材料(太阳能光谱吸收率为0.9)，利用太阳能作为蒸发器热源的热泵系统，即制冷工质直接在太阳能集热器中吸收太阳辐射能而蒸发,影响太阳能热泵性能的主要因素是室外太阳辐射(影响集热器表面吸热)、室外环境温度和室外风速(影响太阳能集热/蒸发器表面对流换热和热传导),太阳能热泵的集热/蒸发器的不足之处在于当太阳辐照较差时，由于是非强制换热且换热面积较小，导致热泵性能不理想；常规空气源热泵热水器是采用翅片式蒸发器(强制换热)，是利用空气能作为蒸发器热源的热泵系统,影响空气能热泵性能的主要因素是室外环境温度,翅片式蒸发器的不足之处在于当太阳辐照较好而室外温度较低时，热泵性能较差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中太阳能热泵和翅片式蒸发器存在的缺陷，提供一种太阳能集热/蒸发器与翅片式蒸发器结合的热泵，发挥各自的优势，克服其各自的不足。
为解决这一技术问题，本发明提供了一种太阳能集热/蒸发器与翅片式蒸发器结合的热泵，包括太阳能集热/蒸发器9和翅片式蒸发器10，所述太阳能集热/蒸发器9安装在可接受阳光直射的地方，太阳能集热/蒸发器9与翅片式蒸发器10采用并联的方式连接在热泵管路上，太阳能集热/蒸发器9管路上设有8电磁阀一，翅片式蒸发器10管路上设有14电磁阀二，太阳能集热/蒸发器9的制冷剂进出口铜管在热泵内部分别与热泵管路上的四通阀11及电磁阀一8焊接，太阳能集热/蒸发器9与翅片式蒸发器10通过电磁阀调节制冷剂流向。
所述太阳能集热/蒸发器9与翅片式蒸发器10外钣金通过六角法兰带十字槽自攻螺钉连接成整体。
所述太阳能集热/蒸发器9与翅片式蒸发器10分体式连接。
所述太阳能集热/蒸发器9的表面涂刷与建筑体同色的选择性材料。
所述热泵的种类包含常温空气源热泵热水机、低温空气源热泵热水机、常温空气源热泵冷暖机、低温空气源热泵冷暖机。
有益效果：本发明针对太阳能集热/蒸发器与翅片式蒸发器性能均受到室外环境的影响、及各自存在的不足，在常规空气源热泵的基础上利用太阳能资源来辅助提高热泵蒸发器侧的温度，充分利用太阳能资源和空气能资源，发挥各自的优势，最大限度的提高热泵的热能效比。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的系统原理图。
图中：1压缩机、2气液分离器、3套管换热器、4板式换热器、5储热罐、6热力膨胀阀一、7双向铜过滤器、8电磁阀一、9太阳能集热/蒸发器、10翅片式蒸发器、11四通阀、12液喷电磁阀、13铜过滤器、14电磁阀二、15电磁阀三、16热力膨胀阀二。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做具体描述。
图1所示为本发明的结构示意图。
本发明包括太阳能集热/蒸发器9和翅片式蒸发器10，所述太阳能集热/蒸发器9与翅片式蒸发器10外钣金通过六角法兰带十字槽自攻螺钉连接成整体。
所述太阳能集热/蒸发器9安装在可接受阳光直射的地方。
图2所示为本发明的系统原理图。
所述太阳能集热/蒸发器9与翅片式蒸发器10采用并联的方式连接在热泵管路上，太阳能集热/蒸发器9管路上设有电磁阀一8，翅片式蒸发器10管路上设有电磁阀二14，太阳能集热/蒸发器9的制冷剂进出口铜管在热泵内部分别与热泵管路上的四通阀11及电磁阀一8焊接，太阳能集热/蒸发器9与翅片式蒸发器10通过电磁阀调节制冷剂流向。
所述太阳能集热/蒸发器9与翅片式蒸发器10分体式连接。
所述太阳能集热/蒸发器9的表面涂刷与建筑体同色的选择性材料。
所述热泵的种类包含常温空气源热泵热水机、低温空气源热泵热水机、常温空气源热泵冷暖机、低温空气源热泵冷暖机。
本发明的工作原理:
制热原理：气体氟利昂被压缩机1加压，成为高温高压气体，通过四通换向阀11进入套管式换热器3，冷凝液化放热，便成为液体，同时会将水加热。而液体氟利昂经储热罐5、铜过滤器13、电磁阀三15、热力膨胀阀一6后进入板式换热器4(当排温达到设定值时液喷电磁阀12通电，打开通向液喷膨胀阀之管路，向压缩机1内喷入液态冷媒，以降低排气温度和冷却电机)，低温工况少量制冷剂通过板式换热器4直接返回压缩机1，大部分制冷剂经过热力膨胀阀二16和双向铜过滤器7进入蒸发器9或10，蒸发气化吸热，成为气体，同时吸取室外空气的热量(或吸收太阳能)。经蒸发器出来的制冷剂气体通过四通换向阀11进入气液分离器2，再次进入压缩机1开始下一个循环。
蒸发器切换原理：
本系统原理图为低温空气源热泵热水机与太阳能集热/蒸发器结合的热泵原理图，太阳能集热/蒸发器9与翅片式蒸发器10通过电磁阀调节制冷剂流向。当太阳辐照较好，太阳能集热/蒸发器9的温度较高时，太阳能集热/蒸发器环路电磁阀一8打开，电磁阀二14关闭，制冷剂流经太阳能集热/蒸发器环路，制冷剂主要吸收太阳热能；当太阳辐照较差，太阳能集热/蒸发器9的温度较低时，翅片式蒸发器环路电磁阀二14打开，电磁阀一8关闭，制冷剂流经翅片式蒸发器10，制冷剂吸收空气热能。
开机控制原理：
Tw：水箱热水温度
Twh：设定热水最高温度
Ta：环境温度
Te：太阳能集热/蒸发器表面温度
压缩机关机状态下开始，判断水箱热水温度Tw，若水箱热水温度Tw≥Twh，不启动压缩机1，否则：
(1)若水箱热水温度Tw≤25℃：启动压缩机1；
(2)若水箱热水温度25℃＜Tw≤35℃：判断环境温度及太阳能集热/蒸发器9的温度。
当环境温度Ta＞0℃或太阳能集热/蒸发器9的温度Te-Ta＞10℃(表示环境温度不太低或太阳辐射较好)，启动压缩机1；
否则(表示环境温度低且太阳辐射很差)不启动压缩机1；
(3)若环境温度Ta＞35℃：判断环境温度及太阳能集热/蒸发器9的温度。
当环境温度Ta＞15℃，启动压缩机1；
当环境温度5℃≤Ta≤15℃，若太阳能集热/蒸发器9的温度Te-Ta＞10℃，启动压缩机1，否则不启动压缩机1；当环境温度Ta＜5℃，不启动压缩机1。
停机控制原理：
压缩机运行中开始，判断水箱热水温度Tw，若水箱热水温度Tw≥Twh，停止压缩机1，否则判断环境温度Ta：
(1)若环境温度Ta≤10℃，设定恒温温度为35℃，当水箱热水温度Tw≤35℃，压缩机1继续运行；当水箱热水温度Tw＞35℃，判断温升速率，若温升速率达到或超过3.5℃/h，压缩机1继续运行，否则停止压缩机1；
(2)若环境温度10℃＜Ta≤15℃，设定恒温温度为40℃，当水箱热水温度Tw≤40℃，压缩机1继续运行；当水箱热水温度Tw＞40℃，判断温升速率，若温升速率达到或超过3.5℃/h，压缩机1继续运行，否则停止压缩机1；
(3)若环境温度15℃＜Ta≤20℃，设定恒温温度为47℃，当水箱热水温度Tw≤47℃，压缩机1继续运行；当水箱热水温度Tw＞47℃，判断温升速率，若温升速率达到或超过5℃/h，压缩机1继续运行，否则停止压缩机1；
(4)若环境温度Ta＞20℃，压缩机1继续运行直至水温达到热水最高温度。
本发明在常规空气源热泵的基础上利用太阳能资源来辅助提高热泵蒸发器侧的温度，充分利用太阳能资源和空气能资源，最大限度的提高热泵的热能效比。
本发明上述实施方案，只是举例说明，不是仅有的，所有在本发明范围内或等同本发明的范围内的改变均被本发明包围。
Claims (5)
1.一种太阳能集热/蒸发器与翅片式蒸发器结合的热泵，其特征在于：包括太阳能集热/蒸发器(9)和翅片式蒸发器(10)，所述太阳能集热/蒸发器(9)安装在可接受阳光直射的地方，太阳能集热/蒸发器(9)与翅片式蒸发器(10)采用并联的方式连接在热泵管路上，太阳能集热/蒸发器(9)管路上设有电磁阀一(8)，翅片式蒸发器(10)管路上设有电磁阀二(14)，太阳能集热/蒸发器(9)的制冷剂进出口铜管在热泵内部分别与热泵管路上的四通阀(11)及电磁阀一(8)焊接，太阳能集热/蒸发器(9)与翅片式蒸发器(10)通过电磁阀调节制冷剂流向。
2.根据权利要求1所述的太阳能集热/蒸发器与翅片式蒸发器结合的热泵，其特征在于：所述太阳能集热/蒸发器(9)与翅片式蒸发器(10)外钣金通过六角法兰带十字槽自攻螺钉连接成整体。
3.根据权利要求1所述的太阳能集热/蒸发器与翅片式蒸发器结合的热泵，其特征在于：所述太阳能集热/蒸发器(9)与翅片式蒸发器(10)分体式连接。
4.根据权利要求1所述的太阳能集热/蒸发器与翅片式蒸发器结合的热泵，其特征在于：所述太阳能集热/蒸发器(9)的表面涂刷与建筑体同色的选择性材料。
5.根据权利要求1-4任一项所述的太阳能集热/蒸发器与翅片式蒸发器结合的热泵，其特征在于：所述热泵的种类包含常温空气源热泵热水机、低温空气源热泵热水机、常温空气源热泵冷暖机、低温空气源热泵冷暖机。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20161116 |