CN108826416A - 一种可再生能源供暖系统热泵 - Google Patents

一种可再生能源供暖系统热泵 Download PDF

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CN108826416A CN201810589160.2A CN201810589160A CN108826416A CN 108826416 A CN108826416 A CN 108826416A CN 201810589160 A CN201810589160 A CN 201810589160A CN 108826416 A CN108826416 A CN 108826416A
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徐永锋
王孟
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Abstract

本发明是一种可再生能源供暖系统热泵，其特征在于：包括：储液器、节流阀、蒸发器、四通换向阀、压缩机、气液分离器、冷凝系统及储水箱；所述冷凝系统包括冷凝器，所述冷凝器上安装有主动散热装置，所述的主动散热装置为风冷装置，所述冷凝器一侧排布有利于散热的独立盘管，所述冷凝系统的独立盘管与可再生能源转换利用系统相连接，所述独立盘管上等距排布有散热片，在独立盘管一侧安装有至少一个风扇，以加快独立盘管与冷凝器之间的能量交换；所述储液器、节流阀、蒸发器、储水箱、四通换向阀、压缩机、气液分离器及冷凝系统依次通过管道连接而成的封闭回路。本发明提高供暖系统的热效率，同时降低可再生能源应用系统温度提高可再生能源系统的转换效率，改善能量转换效率的同时提高系统整体效率。

Description

一种可再生能源供暖系统热泵
技术领域
本发明涉及及供暖产品技术领域，尤其涉及一种可再生能源供暖系统热泵。
背景技术
热泵能从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热能，经过电力做功，提供可被人们所用的高品位热能。可再生能源供暖系统热泵可从环境中吸取丰富的低品位能量，产生高品位能量，给用户供暖。随着国家对可再生能源利用的日趋重视，出现了各种能源的应用形式，既可以实现节能减排的目的，又可以互相弥补不同能源间的缺点，通过能源合理配置，提高居民绿色、舒适的生活品质。近几年，我国出现供暖需求和供暖现状的矛盾、环境保护与大气污染、化石能源枯竭与可再生能源稳定性之间的矛盾，为了化解这些矛盾，多种能源协同供热互补采暖必将成为国人关注的重点发展方向。
发明内容
为克服现有技术中存在的问题，本发明提供了一种可再生能源供暖系统热泵。
一种可再生能源供暖系统热泵，包括：储液器、节流阀、蒸发器、四通换向阀、压缩机、气液分离器、冷凝系统及储水箱；所述压缩机、四通换向阀、冷凝系统、储液器、节流阀、蒸发器、储水箱、气液分离器依次通过管道连接而成的封闭回路，所述压缩机的出口连接所述四通换向阀的端口A，所述四通换向阀的端口B连接冷凝系统的入口，所述冷凝系统的出口连接储液器的入口，所述储液器的出口与节流阀连接，所述节流阀与蒸发器的管道入口相连接，所述蒸发器的管道的出口连通所述四通换向阀的端口C，所述四通换向阀的端口D连通所述气液分离器的入口,所述气液分离器的出口连通所述压缩机的入口；所述冷凝系统包括冷凝器，所述冷凝器上安装有主动散热装置，所述的主动散热装置为风冷装置，所述冷凝器一侧排布有利于散热的独立盘管，所述冷凝系统的独立盘管与可再生能源转换利用系统相连接，所述独立盘管上等距排布有散热片，在独立盘管一侧安装有雾化风扇，以加快独立盘管与冷凝器之间的能量交换。所述喷雾风扇与可再生能源供暖系统的电路相连接，所述喷雾风扇包括雾化机构、风扇组件、小水箱、流量控制器，所述雾化机构具有喷水口，所述喷水口位于风扇的出风侧，所述小水箱的出水口通过管道与雾化机构相连接，所述流量控制器与雾化机构相连接。所述冷凝系统与除湿装置并联连接。
进一步而言，上述技术方案中，一种可再生能源供暖系统热泵，所述散热片安装有温控开关，所述温控开关在散热片温度在35到45度之间只打开风扇开关，所述温控开关在散热片温度超过45度则打开雾化开关。
进一步而言，上述技术方案中，一种可再生能源供暖系统热泵，所述储水箱上设置有温控系统和自动上水系统。
进一步而言，上述技术方案中，一种可再生能源供暖系统热泵，所述散热片为合金材质，所述散热片截面呈梳子状，间隔30mm开有防热变形槽，散热片垂直贴附在独立盘管上。
进一步而言，上述技术方案中，一种可再生能源供暖系统热泵，所述独立盘管一侧安装的雾化风扇至少为1个，根据独立盘管的大小可设置为多个。
进一步而言，上述技术方案中，一种可再生能源供暖系统热泵，所述节流阀一侧设有水泵，所述水泵与储水箱相连接。
进一步而言，上述技术方案中，一种可再生能源供暖系统热泵，所述可再生能源转换利用系统包括太阳能光伏组件、蓄电池、蓄电池充电电路；用于实现太阳能的光电转换和能量存储，所述太阳能光伏组件通过蓄电池充电电路与蓄电池相连。
进一步而言，上述技术方案中，一种可再生能源供暖系统热泵，所述可再生能源转换利用系统包括风轮、发电机、蓄电池、蓄电池充电电路；用于实现风能的风电转换和能量存储，所述风轮与发电机相连，发电机通过控制系统蓄电池充电电路与蓄电池相连，所述风轮安装在托架上。
进一步而言，上述技术方案中，一种可再生能源供暖系统热泵，所述除湿装置包括：吸入部，将湿润空气吸入；除湿部，具有冷却器，将吸入的上述湿润空气冷却，使该湿润空气中的水分结露而进行除湿；排出部，具有散热器，将由上述除湿部除湿后的干燥空气加热排出；冷媒循环系统，由上述除湿部进行上述湿润空气的冷却，并由上述排出部进行上述干燥空气的加热；热交换器，进行上述湿润空气与由上述除湿部除湿后的上述干燥空气的热交换。
进一步而言，上述技术方案中，一种可再生能源供暖系统热泵，所述蒸发器管道入口连接有膨胀阀。
进一步而言，上述技术方案中，一种可再生能源供暖系统热泵，所述蒸发器为水箱沉浸式蒸发器，所述蒸发器包括保温壳体、液槽、搅拌装置、致冷液管路、电机及底架；所述保温壳体固定于底架上，所述液槽位于保温壳体内，所述致冷液管路盘旋在液槽内，所述致冷液管路上端伸至压缩机内进行热交换，所述液槽的中部安装有搅拌装置，所述搅拌装置的转轴的端部伸出保温壳体外部，由安装在保温壳体外部的电机带动，所述蒸发器的保温壳体的侧壁上端设置有进水口、下端设置有排水口，液槽内充有冷却液。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本发明的冷凝器一侧排布有利于散热的独立盘管，所述冷凝系统的独立盘管连接可再生能源转换利用系统，便于冷凝器与可再生能源系统之间的能量交换，提高供暖系统的热效率，同时降低可再生能源应用系统温度，提高可再生能源系统的转换效率；2、本发明的盘管上等距排布有散热片，在独立盘管一侧安装有至少一个风扇，以加快独立盘管与冷凝器之间的能量交换，改善能量转换效率的同时提高系统整体效率。
附图说明
图1是本发明热泵结构示意图；
图2是本发明冷凝系统结构示意图；
图3是本发明四通换向阀的连接示意图；
图4是本发明散热片的截面示意图；
图5是本发明冷凝系统的独立盘管示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
如图1所示，一种可再生能源供暖系统热泵，包括：储液器、节流阀、蒸发器、四通换向阀、压缩机、气液分离器、冷凝系统及储水箱；所述压缩机、四通换向阀、冷凝系统、储液器、节流阀、蒸发器、储水箱、气液分离器依次通过管道连接而成的封闭回路。
实施例2：
如图3所示，一种可再生能源供暖系统热泵，所述压缩机的出口连接所述四通换向阀的端口A，所述四通换向阀的端口B连接冷凝系统的入口，所述冷凝系统的出口连接储液器的入口，所述储液器的出口与节流阀连接，所述节流阀与蒸发器的管道入口相连接，所述蒸发器的管道的出口连通所述四通换向阀的端口C，所述四通换向阀的端口D连通所述气液分离器的入口,所述气液分离器的出口连通所述压缩机的入口。
实施例3：
如图2和图5所示，所述冷凝系统包括冷凝器，所述冷凝器上安装有主动散热装置，所述的主动散热装置为风冷装置，冷凝器一侧排布有利于散热的独立盘管21，所述冷凝系统的独立盘管21与可再生能源转换利用系统相连接，所述独立盘管上等距排布有散热片22，在独立盘管一侧安装有雾化风扇23，以加快独立盘管与冷凝器之间的能量交换。所述喷雾风扇包括雾化机构、风扇组件、小水箱、流量控制器，所述雾化机构具有喷水口，所述喷水口位于雾化风扇的出风侧，所述小水箱的出水口通过管道与雾化机构相连接，所述流量控制器与雾化机构相连接，所述喷雾风扇与散热片上的温控开关相连接。所述冷凝系统与除湿装置并联连接。
如图4所示，一种可再生能源供暖系统热泵，所述散热片为合金材质，所述散热片22截面呈梳子状，间隔30mm开有防热变形槽，散热片垂直贴附在独立盘管21上。
作为优选，所述散热片为铝合金散热器，其底座上嵌入一片铜板。铜的导热性好，但价格较贵，加工难度较高，重量过大，热容量较小，而且容易氧化。而纯铝太软，不能直接使用，都是使用的铝合金才能提供足够的硬度，铝合金的优点是价格低廉，重量轻，但导热性比铜就要差很多，所以本发明中使用两者相结合，最大程度保留了散热片的吸热能力和热传导能力。
进一步而言，上述技术方案中，一种可再生能源供暖系统热泵，所述散热片安装有温控开关，所述温控开关在散热片温度在35到45度之间只打开风扇开关，所述温控开关在散热片温度超过45度则打开雾化开关。
进一步而言，上述技术方案中，一种可再生能源供暖系统热泵，所述独立盘管21一侧安装的雾化风扇23至少为1个，根据独立盘管的大小可设置为多个。
进一步而言，上述技术方案中，所述风扇与可再生能源供暖系统的电路相连接，通过可再生能源供暖系统提供电能，来转动风扇，降低冷凝器的热量。
进一步而言，上述技术方案中，一种可再生能源供暖系统热泵，所述除湿装置的吸入部，将湿润空气吸入；除湿部，具有冷却器，将吸入的上述湿润空气冷却，使该湿润空气中的水分结露而进行除湿；排出部，具有散热器，将由上述除湿部除湿后的干燥空气加热排出；冷媒循环系统，由上述除湿部进行上述湿润空气的冷却，并由上述排出部进行上述干燥空气的加热；热交换器，进行上述湿润空气与由上述除湿部除湿后的上述干燥空气的热交换。具体表现为包括：依次连接在同一回路上的压缩机、冷凝器、节流元件、蒸发器。除湿装置工作时，压缩机、蒸发器、冷凝器、节流元件形成小型制冷系统，制冷剂在蒸发器内蒸发吸热，当空气经过蒸发器表面时温度降低至凝露点以下，空气中的水能够凝结成水，达到给空气除湿的目的。
实施例4：
在一些实施方式中，一种可再生能源供暖系统热泵，所述节流阀的一侧设有水泵，所述水泵与储水箱相连接。
进一步而言，上述技术方案中，所述节流阀为可调节节流阀，所述可调节节流阀包括阀针和阀芯，所述阀针和阀芯采用硬质合金制造，产品按API6A标准设计，具有耐磨、耐冲刷性能。
进一步而言，上述技术方案中，所述储水箱上设置有温控系统和自动上水系统。所述温控系统包括温控开关。
进一步而言，上述技术方案中，空气中的热能被不断地送到水中，使保储水箱里的水温逐渐升高，储水箱里的水保持在0～95℃，温控开关在储水箱里的水超过95℃时，自动排除储水箱中的水至热水储存回收装置，然后自动上水系统自动将冷水补充到储水箱，是储水箱的温度低于95℃。
实施例5：
在一些实施方式中，一种可再生能源供暖系统热泵，所述可再生能源转换利用系统包括太阳能光伏组件、蓄电池、蓄电池充电电路；用于实现太阳能的光电转换和能量存储，所述太阳能光伏组件通过蓄电池充电电路与蓄电池相连。所述太阳能光伏组件上安装有太阳能追日系统，所述太阳能追日系统包括支架、方向控制装置、光电传感器；通过在太阳能光伏组件的框架上安装光电传感器和方向控制装置，能够使得可再生能源转换利用系统绕着太阳照射的最大角度转动，使得对太阳能的利用达到最大化。
在一些实施方式中，一种可再生能源供暖系统热泵，所述可再生能源转换利用系统包括风轮、发电机、蓄电池、蓄电池充电电路；用于实现风能的风电转换和能量存储，所述风轮与发电机相连，发电机通过控制系统蓄电池充电电路与蓄电池相连，所述风轮安装在托架上。
实施例6：
在一些实施方式中，一种可再生能源供暖系统热泵，所述蒸发器为水箱沉浸式蒸发器，所述蒸发器包括保温壳体、液槽、搅拌装置、致冷液管路、电机及底架；所述保温壳体固定于底架上，所述液槽位于保温壳体内，所述致冷液管路盘旋在液槽内，所述致冷液管路上端伸至压缩机内进行热交换，所述液槽的中部安装有搅拌装置，所述搅拌装置的转轴的端部伸出保温壳体外部，由安装在保温壳体外部的电机带动，所述蒸发器的保温壳体的侧壁上端设置有进水口、下端设置有排水口，液槽内充有冷却液。
进一步而言，上述技术方案中，一种可再生能源供暖系统热泵，所述冷却液为R410A。
在一些实施方式中，一种可再生能源供暖系统热泵，所述蒸发器管道入口连接有膨胀阀，所述膨胀阀为电子膨胀阀。
实施例7：
在一些实施方式中，一种可再生能源供暖系统热泵，上述热泵接通可再生能源供暖系统所提供的电能后，冷凝器上的风扇开始运转，冷凝器开始工作，室外空气通过蒸发器进行热交换，温度降低后的空气被风扇排出系统，同时，蒸发器内部的工质吸热汽化，通过四通换向阀A面与压缩机连接，被吸入压缩机，将这种低压工质气体压缩成高温、高压气体，经四通换向阀B面送入冷凝器，进而工质被冷却成低温低压的气液混合的制冷剂，该气液混合的制冷剂经膨胀阀节流降温后再次进入蒸发器，在蒸发器内和被冷却介质换热后，制冷剂吸热形成低温低压的气态制冷剂经蒸发器的端口流出，并流入四通换向阀的C端口，经过四通换向阀的D端口进入气液分离器，进行气液分离。最后气体进入到压缩机，如此反复循环工作，空气中的热能被不断地送到水中，使保储水箱里的水温逐渐升高，最后给用户供暖。
本发明的有益效果是：1、本发明的冷凝器一侧排布有利于散热的独立盘管，所述冷凝系统的独立盘管连接可再生能源转换利用系统，便于冷凝器与可再生能源系统之间的能量交换，提高供暖系统的热效率，同时降低可再生能源应用系统温度，提高可再生能源系统的转换效率；2、本发明的盘管上等距排布有散热片，在独立盘管一侧安装有至少一个风扇，以加快独立盘管与冷凝器之间的能量交换，改善能量转换效率的同时提高系统整体效率。
上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种可再生能源供暖系统热泵，其特征在于：包括：储液器、节流阀、蒸发器、四通换向阀、压缩机、气液分离器、冷凝系统及储水箱；所述压缩机、四通换向阀、冷凝系统、储液器、节流阀、蒸发器、储水箱、气液分离器依次通过管道连接而成的封闭回路，所述压缩机的出口连接所述四通换向阀的端口A，所述四通换向阀的端口B连接冷凝系统的入口，所述冷凝系统的出口连接储液器的入口，所述储液器的出口与节流阀连接，所述节流阀与蒸发器的管道入口相连接，所述蒸发器的管道的出口连通所述四通换向阀的端口C，所述四通换向阀的端口D连通所述气液分离器的入口,所述气液分离器的出口连通所述压缩机的入口；所述冷凝系统包括冷凝器，所述冷凝器上安装有主动散热装置，所述的主动散热装置为风冷装置，所述冷凝器一侧排布有利于散热的独立盘管，所述冷凝系统的独立盘管与可再生能源转换利用系统相连接，所述独立盘管上等距排布有散热片，所述散热片安装有温控开关，在独立盘管一侧安装有喷雾风扇，所述喷雾风扇与可再生能源供暖系统的电路相连接，所述喷雾风扇包括雾化机构、风扇组件、小水箱、流量控制器，所述雾化机构具有喷水口，所述喷水口位于风扇的出风侧，所述小水箱的出水口通过管道与物化机构相连接，所述流量控制器与雾化机构相连接，所述散热片上的温控开关与雾化风扇相连接，所述风扇组件具有单独的控制开关；所述冷凝系统与除湿装置并联连接。
2.根据权利要求1所述一种可再生能源供暖系统热泵，其特征在于：所述储水箱上设置有温控系统和自动上水系统。
3.根据权利要求1所述一种可再生能源供暖系统热泵，其特征在于：所述散热片为合金材质，所述散热片截面呈梳子状，间隔30mm开有防热变形槽，散热片垂直贴附在独立盘管上。
4.根据权利要求1所述一种可再生能源供暖系统热泵，其特征在于：所述独立盘管一侧安装的风扇至少为1个，根据独立盘管的大小可设置为多个。
5.根据权利要求1所述一种可再生能源供暖系统热泵，其特征在于：所述节流阀一侧设有水泵，所述水泵与储水箱相连接。
6.根据权利要求1所述一种可再生能源供暖系统热泵，其特征在于：所述可再生能源转换利用系统包括太阳能光伏组件、蓄电池、蓄电池充电电路；用于实现太阳能的光电转换和能量存储，所述太阳能光伏组件通过蓄电池充电电路与蓄电池相连。
7.根据权利要求1所述一种可再生能源供暖系统热泵，其特征在于：所述可再生能源转换利用系统包括风轮、发电机、蓄电池、蓄电池充电电路；用于实现风能的风电转换和能量存储，所述风轮与发电机相连，发电机通过控制系统蓄电池充电电路与蓄电池相连，所述风轮安装在托架上。
8.根据权利要求1所述一种可再生能源供暖系统热泵，其特征在于：所述除湿装置包括：吸入部，将湿润空气吸入；除湿部，具有冷却器，将吸入的上述湿润空气冷却，使该湿润空气中的水分结露而进行除湿；排出部，具有散热器，将由上述除湿部除湿后的干燥空气加热排出；冷媒循环系统，由上述除湿部进行上述湿润空气的冷却，并由上述排出部进行上述干燥空气的加热；热交换器，进行上述湿润空气与由上述除湿部除湿后的上述干燥空气的热交换。
9.根据权利要求1所述一种可再生能源供暖系统热泵，其特征在于：所述蒸发器管道入口连接有膨胀阀。
10.根据权利要求1所述一种可再生能源供暖系统热泵，其特征在于：所述蒸发器为水箱沉浸式蒸发器，所述蒸发器包括保温壳体、液槽、搅拌装置、致冷液管路、电机及底架；所述保温壳体固定于底架上，所述液槽位于保温壳体内，所述致冷液管路盘旋在液槽内，所述致冷液管路上端伸至压缩机内进行热交换，所述液槽的中部安装有搅拌装置，所述搅拌装置的转轴的端部伸出保温壳体外部，由安装在保温壳体外部的电机带动，所述蒸发器的保温壳体的侧壁上端设置有进水口、下端设置有排水口，液槽内充有冷却液，所述冷却液为R410A。
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