CN110595099A - 一种太阳能辅助蒸发的热泵系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种太阳能辅助蒸发的热泵系统,包括压缩机、四通阀、冷凝器、节流阀、三通阀、蒸发器和太阳能蒸发器，压缩机的两端分别与四通阀的D接口和S接口相连，四通阀的C接口、冷凝器、节流阀、蒸发器和三通阀第一接口顺次相连，四通阀的E接口接三通阀第二接口，三通阀第三接口、太阳能蒸发器和压缩机顺次相连；热泵系统具有两种工作模式，在第一种工作模式下，四通阀的D接口和C接口连通，S接口和E接口连通，三通阀第一接口和第二接口连通，第三接口关闭，在第二种工作模式下，四通阀的D接口和C接口连通，S接口和E接口连通，三通阀第一接口和第三接口连通，第二接口关闭。本发明利用太阳能辅助蒸发，减少原有热泵系统的能耗。

Description

一种太阳能辅助蒸发的热泵系统

技术领域

本发明涉及热泵技术领域，尤其是一种太阳能辅助蒸发的热泵系统。

背景技术

热泵是一种能从自然界的空气、水或土壤等自然环境中获取低位热能，经过能量转换提供可被人们所用的高位热能的装置。热泵系统的工作原理与制冷系统的工作原理相似，二者的主要部件都包括压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器等。

现有的热泵系统已具有制冷和制热双重功能，随着工业发展的需要，热泵系统的能耗日益增加，而太阳能作为一种热源，有近乎无限使用、无污染等优点，有必要将太阳能应用到热泵系统中，以减少热泵系统原有的能耗。

发明内容

本发明提供一种太阳能辅助蒸发的热泵系统，利用太阳能辅助蒸发，减少原热泵系统的能耗。

本发明实施例提供一种太阳能辅助蒸发的热泵系统，包括压缩机、四通阀、冷凝器、节流阀、三通阀、蒸发器和太阳能蒸发器，所述压缩机的两端分别与四通阀的D接口和S接口相连，四通阀的C接口、冷凝器、节流阀、蒸发器和三通阀的第一接口顺次相连，四通阀的E接口接三通阀的第二接口，三通阀的第三接口、太阳能蒸发器和压缩机顺次相连；所述热泵系统具有两种工作模式，在第一种工作模式下，四通阀的D接口和C接口连通，S接口和E接口连通，三通阀的第一接口和第二接口连通，第三接口关闭，在第二种工作模式下，四通阀的D接口和C接口连通，S接口和E接口连通，三通阀的第一接口和第三接口连通，第二接口关闭。

优选的，所述太阳能蒸发器包括密封箱，所述密封箱的顶部设有开口，所述开口覆盖有透光板，所述密封箱内固定有导热板，所述导热板上固定有多根导热管，所述导热管的两端分别与输入端和输出端相连，所述输入端接三通阀的第三接口，所述输出端连接压缩机。

优选的，所有导热管均紧贴在导热板的下表面，且所有导热管彼此平行设置。

优选的，所有导热管的同一端均连接有同一输入管，所有导热管的另一端均连接有同一输出管，所述输入管和输出管均与所述导热管垂直设置，输入端与输入管相连，输出端与输出管相连。

优选的，所述密封箱内在导热板的下方设有隔热层。

本发明的有益效果是：本热泵系统在第二种工作模式下，太阳能蒸发器参与制热，通过太阳能蒸发器吸收太阳能对管路中的冷媒进行制热，以辅助冷媒蒸发，从而降低热泵系统原有能耗。

附图说明

图1为本发明一种实施例的太阳能辅助蒸发的热泵系统的结构示意图；

图2为本发明一种实施例的太阳能蒸发器的剖视图；

图3为本发明一种实施例的太阳能蒸发器在俯视视角下的剖视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明实施例提供一种太阳能辅助蒸发的热泵系统，如图1所示，其包括压缩机1、四通阀2、冷凝器3、节流阀4、三通阀7、蒸发器6和太阳能蒸发器5，压缩机1、四通阀2、冷凝器3、节流阀4和蒸发器6形成现有的热泵系统，当然现有的热泵系统还可包括常规的气液分离器、过滤器等部件。

压缩机1的两端分别与四通阀2的D接口和S接口相连，四通阀的C接口、冷凝器3、节流阀4、蒸发器6和三通阀7的第一接口顺次相连，四通阀2的E接口接三通阀7的第二接口，三通阀7的第三接口、太阳能蒸发器5和压缩机1的输入端顺次相连。通过切换三通阀7的导通状态，可以改变冷媒在管路中的流向，使太阳能蒸发器5参与到原热泵系统中。

具体的，整个热泵系统具有两种工作模式。在第一种工作模式下，四通阀2的D接口和C接口连通，S接口和E接口连通，三通阀7的第一接口和第二接口连通，第三接口关闭，此时，太阳能蒸发器5不参与原热泵系统的工作，冷媒依次经过压缩机1、四通阀2、冷凝器3、节流阀4、蒸发器6，再通过四通阀2回到压缩机1中，因而原热泵系统自行进行制热或制冷。在第二种工作模式下，四通阀2的D接口和C接口连通，S接口和E接口连通，三通阀7的第一接口和第三接口连通，第二接口关闭，冷媒经过压缩机1、四通阀2、冷凝器3、节流阀4、蒸发器6，经过三通阀7后流向太阳能蒸发器5，最终回流至压缩机1。太阳能蒸发器5吸收太阳能，对管路中的冷媒进行制热，以辅助冷媒蒸发，从而降低热泵系统原有能耗。

在一种实施例中，对太阳能蒸发器5的结构进行具体说明。如图2-3所示，其包括密封箱51，密封箱51具有相对密闭空腔，以减少热量的散失。在密封箱1的顶部设有开口，在开口覆盖有透光板52，透光板52可以是玻璃板，在密封箱51内还固定有导热板53，导热板53上固定有多根导热管54，由于透光板52可以透光，太阳光将透过透光板52，再照射到导热板53上，导热板53吸热后，将热量传导至导热管54，导热管54内装载有冷媒。所有导热管54的两端分别与输入端551和输出端552相连，输入端551和输出端552为太阳能蒸发器5内冷媒的流通入口和出口，输入端551接三通阀7的第三接口，输出端552与压缩机1的输入端相连。对于此结构的太阳能蒸发器5，由于导热板53不与空气接触，不会存在冷凝水的情况，有效保障了太阳能蒸发器5的供热效果。

进一步的，所有导热管54均与导热板53平行，并紧贴在导热板53的下表面，所有的导热管54彼此平行设置且相邻导热管54之间的间距均相等，由此，导热板53可以快速均匀地向导热管54传热。

更进一步的，如图3所示，所有导热管54的同一端均连接有同一输入管561，所有导热管54的另一端均连接有同一输出管562，输入管561和输出管562均与导热管54垂直设置，输入端551与输入管561相连，输出端552与输出管562相连，对于此结构的导热管54，管路中的冷媒可以更加均匀地分布到每根导热管54中。

在密封箱51内的底部还设有隔热层57，隔热层57位于导热板53的下方，隔热层57可以是隔热棉等隔热材料，起到防止空腔内热量散失的目的。

上述太阳能辅助蒸发的热泵系统还包括控制器，上述的四通阀2和三通阀7均可以是电磁阀，四通阀2和三通阀7均与控制器相连，控制器将控制四通阀2和三通阀7的状态切换。本发明实施例提供一种使用上述太阳能辅助蒸发的热泵系统的方法，包括如下步骤：

在原有模式下，控制器切换四通阀2为制热状态，D接口和C接口连通，S接口和E接口连通，并控制三通阀7的第一接口和第二接口连通，冷媒依次经过压缩机1、四通阀2、冷凝器3、节流阀4、蒸发器6，再通过四通阀2回到压缩机1中，通过冷凝器3进行制热。在辅热模式下，控制器保持四通阀2为制热状态，D接口和C接口连通，S接口和E接口连通，并控制三通阀7的第一接口和第三接口连通，第二接口关闭，冷媒经过压缩机1、四通阀2、冷凝器3、节流阀4、蒸发器6，经过三通阀7后流向太阳能蒸发器5，最终回流至压缩机1，太阳能蒸发器5进行辅助蒸发。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (5)

1.一种太阳能辅助蒸发的热泵系统，其特征在于：

包括压缩机、四通阀、冷凝器、节流阀、三通阀、蒸发器和太阳能蒸发器，所述压缩机的两端分别与四通阀的D接口和S接口相连，四通阀的C接口、冷凝器、节流阀、蒸发器和三通阀的第一接口顺次相连，四通阀的E接口接三通阀的第二接口，三通阀的第三接口、太阳能蒸发器和压缩机顺次相连；所述热泵系统具有两种工作模式，在第一种工作模式下，四通阀的D接口和C接口连通，S接口和E接口连通，三通阀的第一接口和第二接口连通，第三接口关闭，在第二种工作模式下，四通阀的D接口和C接口连通，S接口和E接口连通，三通阀的第一接口和第三接口连通，第二接口关闭。

2.根据权利要求1所述的太阳能辅助蒸发的热泵系统，其特征在于：

所述太阳能蒸发器包括密封箱，所述密封箱的顶部设有开口，所述开口覆盖有透光板，所述密封箱内固定有导热板，所述导热板上固定有多根导热管，所述导热管的两端分别与输入端和输出端相连，所述输入端接三通阀的第三接口，所述输出端连接压缩机。

3.根据权利要求2所述的太阳能辅助蒸发的热泵系统，其特征在于：

所有导热管均紧贴在导热板的下表面，且所有导热管彼此平行设置。

4.根据权利要求3所述的太阳能辅助蒸发的热泵系统，其特征在于：

所有导热管的同一端均连接有同一输入管，所有导热管的另一端均连接有同一输出管，所述输入管和输出管均与所述导热管垂直设置，输入端与输入管相连，输出端与输出管相连。

5.根据权利要求2-4任一项所述的太阳能辅助蒸发的热泵系统，其特征在于：

所述密封箱内在导热板的下方设有隔热层。