CN110686426A - 一种可余热回收的光伏空气源热泵 - Google Patents

一种可余热回收的光伏空气源热泵 Download PDF

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卢新志
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李学广
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Abstract

本发明公开了一种可余热回收的光伏空气源热泵，包括太阳能电池组件、集热管、连接管、第二换热器、水泵、存储器、蒸发器、气液分离器、压缩机、第一换热器、电子膨胀阀和水箱。本发明的有益效果是：集热管内充有高比热容的液态介质，且通过水泵使介质在第二换热器和存储器中循环，作为热泵的稳定低品位能量，大大提高了热泵的COP值，压缩机内的制冷剂通过压缩变成高温高压的气体，能够通过第一换热器把热量传导给水箱内的水，进而能够给用户供热，第二换热器对经过电子膨胀阀变成低温低压气液混合物的制冷剂提供太阳能电池组件余热进行吸收收集，提供热源以保证热泵蒸发器的温度，进而避免了蒸发器结霜问题，也能够去除风扇避免噪音问题。

Description

一种可余热回收的光伏空气源热泵
技术领域
本发明涉及一种热泵，具体为一种可余热回收的光伏空气源热泵，属于空气源热泵供暖技术领域。
背景技术
目前的空气源热泵COP受环境温度影响非常明显，现有的空气源热泵技术的COP受环境影响非常大，当环境温度为7℃时COP值能达到3.5，而当环境温度为-12℃时，COP则降为2.3，空气源热泵会存在翅片结霜的问题，除霜方法就是让机器制冷，会影响供热系统的稳定性，浪费能源，而对于现有的其他热收集与空气源热泵结合，并不能同时解决取暖运行的费用问题，因此依然不能够满足人们的需求。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种可余热回收的光伏空气源热泵。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种可余热回收的光伏空气源热泵，包括太阳能电池组件、集热管、连接管、第二换热器、水泵、存储器、蒸发器、气液分离器、压缩机、第一换热器、电子膨胀阀和水箱；所述太阳能电池组件上安置有集热管，且所述太阳能电池组件位于第二换热器的一侧，所述集热管的进出口两端均与连接管进行连接，所述第二换热器的进液端通过连接管与集热管的出液端进行连接，所述第二换热器的出液端通过连接管与水泵的进液端进行连接，所述水泵的出液端通过连接管与存储器的进液端进行连接，所述存储器的出液端通过连接管与集热管的进液端进行连接，所述蒸发器设置在第二换热器的内部，所述蒸发器的一端通过连接管与第二换热器进行连接，所述蒸发器的另一端通过连接管与气液分离器的一端进行连接，所述气液分离器的另一端通过连接管与压缩机的一端进行连接，所述压缩机的另一端通过连接管与第一换热器的一端进行连接，所述第一换热器的另一端通过连接管与电子膨胀阀的一端进行连接，所述电子膨胀阀的另一端通过连接管与第二换热器进行连接，所述水箱设置在第一换热器的一侧，且所述水箱通过连接管与第一换热器进行连接。
优选的，为了能够吸收太阳能电池组件发电时和受太阳辐射时产生的热量，所述太阳能电池组件由多个电池板组装而成，且太阳能电池组件的电池板空隙处分别卡放有集热管。
优选的，为了将产生的热量通过液态介质进行收集存储，作为热泵的稳定低品位能量，所述集热管内充有高比热容的液态介质，且通过水泵使介质在第二换热器和存储器中循环。
优选的，为了能够给用户供热，所述蒸发器、气液分离器、压缩机和电子膨胀阀构成热泵系统，且压缩机内的制冷剂通过压缩变成高温高压的气体。
优选的，为了提供热源以保证热泵蒸发器的温度，进而避免蒸发器结霜问题，所述第二换热器对经过电子膨胀阀变成低温低压气液混合物的制冷剂提供太阳能电池组件余热进行吸收收集。
本发明的有益效果是：该可余热回收的光伏空气源热泵设计合理，太阳能电池组件由多个电池板组装而成，且太阳能电池组件的电池板空隙处分别卡放有集热管，能够吸收太阳能电池组件发电时和受太阳辐射时产生的热量，集热管内充有高比热容的液态介质，且通过水泵使介质在第二换热器和存储器中循环，将产生的热量通过液态介质进行收集存储，作为热泵的稳定低品位能量，大大提高了热泵的COP值，蒸发器、气液分离器、压缩机和电子膨胀阀构成热泵系统，且压缩机内的制冷剂通过压缩变成高温高压的气体，能够通过第一换热器把热量传导给水箱内的水，进而能够给用户供热，第二换热器对经过电子膨胀阀变成低温低压气液混合物的制冷剂提供太阳能电池组件余热进行吸收收集，提供热源以保证热泵蒸发器的温度，进而避免了蒸发器结霜问题，也能够去除风扇避免噪音问题。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明集热管安装结构示意图。
图中：1、太阳能电池组件，2、集热管，3、连接管，4、第二换热器， 5、水泵，6、存储器，7、蒸发器，8、气液分离器，9、压缩机，10、第一换热器，11、电子膨胀阀和12、水箱。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～2，一种可余热回收的光伏空气源热泵，包括太阳能电池组件1、集热管2、连接管3、第二换热器4、水泵5、存储器6、蒸发器7、气液分离器8、压缩机9、第一换热器10、电子膨胀阀11、水箱12；所述太阳能电池组件1上安置有集热管2，且所述太阳能电池组件1位于第二换热器 4的一侧，所述集热管2的进出口两端均与连接管3进行连接，所述第二换热器4的进液端通过连接管3与集热管2的出液端进行连接，所述第二换热器4的出液端通过连接管3与水泵5的进液端进行连接，所述水泵5的出液端通过连接管3与存储器6的进液端进行连接，所述存储器6的出液端通过连接管3与集热管2的进液端进行连接，所述蒸发器7设置在第二换热器4 的内部，所述蒸发器7的一端通过连接管3与第二换热器4进行连接，所述蒸发器7的另一端通过连接管3与气液分离器8的一端进行连接，所述气液分离器8的另一端通过连接管3与压缩机9的一端进行连接，所述压缩机9 的另一端通过连接管3与第一换热器10的一端进行连接，所述第一换热器 10的另一端通过连接管3与电子膨胀阀11的一端进行连接，所述电子膨胀阀11的另一端通过连接管3与第二换热器4进行连接，所述水箱12设置在第一换热器10的一侧，且所述水箱12通过连接管3与第一换热器10进行连接。
所述太阳能电池组件1由多个电池板组装而成，且太阳能电池组件1的电池板空隙处分别卡放有集热管2，能够吸收太阳能电池组件1发电时和受太阳辐射时产生的热量，所述集热管2内充有高比热容的液态介质，且通过水泵5使介质在第二换热器4和存储器6中循环，将产生的热量通过液态介质进行收集存储，作为热泵的稳定低品位能量，大大提高了热泵的COP值，所述蒸发器7、气液分离器8、压缩机9和电子膨胀阀11构成热泵系统，且压缩机9内的制冷剂通过压缩变成高温高压的气体，能够通过第一换热器10 把热量传导给水箱12内的水，进而能够给用户供热，所述第二换热器4对经过电子膨胀阀11变成低温低压气液混合物的制冷剂提供太阳能电池组件1 余热进行吸收收集，提供热源以保证热泵蒸发器7的温度，进而避免了蒸发器7结霜问题，也能够去除风扇避免噪音问题。
工作原理：在使用该可余热回收的光伏空气源热泵时，白天利用太阳能电池组件1发电时和受太阳辐射时产生的热量，收集存储到一种高比热容的液态介质中，然后利用水泵5使介质在第二换热器4和存储器6中循环；热泵系统通过压缩机9压缩制冷剂变成高温高压的气体，到第一换热器10中把热量传导给水给用户供热。制冷剂变成低温高压液体，再经过电子膨胀阀 11变成低温低压气液混合物，然后再到第二换热器4中吸收收集的电池组件余热，变成低温低压气体，经气液分离器8回到压缩机9，由于第二换热器 4能提供热源保证热泵蒸发器7的温度，进而能够避免蒸发器结霜问题。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种可余热回收的光伏空气源热泵，其特征在于：包括太阳能电池组件(1)、集热管(2)、连接管(3)、第二换热器(4)、水泵(5)、存储器(6)、蒸发器(7)、气液分离器(8)、压缩机(9)、第一换热器(10)、电子膨胀阀(11)和水箱(12)；所述太阳能电池组件(1)上安置有集热管(2)，且所述太阳能电池组件(1)位于第二换热器(4)的一侧，所述集热管(2)的进出口两端均与连接管(3)进行连接，所述第二换热器(4)的进液端通过连接管(3)与集热管(2)的出液端进行连接，所述第二换热器(4)的出液端通过连接管(3)与水泵(5)的进液端进行连接，所述水泵(5)的出液端通过连接管(3)与存储器(6)的进液端进行连接，所述存储器(6)的出液端通过连接管(3)与集热管(2)的进液端进行连接，所述蒸发器(7)设置在第二换热器(4)的内部，所述蒸发器(7)的一端通过连接管(3)与第二换热器(4)进行连接，所述蒸发器(7)的另一端通过连接管(3)与气液分离器(8)的一端进行连接，所述气液分离器(8)的另一端通过连接管(3)与压缩机(9)的一端进行连接，所述压缩机(9)的另一端通过连接管(3)与第一换热器(10)的一端进行连接，所述第一换热器(10)的另一端通过连接管(3)与电子膨胀阀(11)的一端进行连接，所述电子膨胀阀(11)的另一端通过连接管(3)与第二换热器(4)进行连接，所述水箱(12)设置在第一换热器(10)的一侧，且所述水箱(12)通过连接管(3)与第一换热器(10)进行连接。
2.根据权利要求1所述的一种可余热回收的光伏空气源热泵，其特征在于：所述太阳能电池组件(1)由多个电池板组装而成，且太阳能电池组件(1)的电池板空隙处分别卡放有集热管(2)。
3.根据权利要求1所述的一种可余热回收的光伏空气源热泵，其特征在于：所述集热管(2)内充有高比热容的液态介质，且通过水泵(5)使介质在第二换热器(4)和存储器(6)中循环。
4.根据权利要求1所述的一种可余热回收的光伏空气源热泵，其特征在于：所述蒸发器(7)、气液分离器(8)、压缩机(9)和电子膨胀阀(11)构成热泵系统，且压缩机(9)内的制冷剂通过压缩变成高温高压的气体。
5.根据权利要求1或4所述的一种可余热回收的光伏空气源热泵，其特征在于：所述第二换热器(4)对经过电子膨胀阀(11)变成低温低压气液混合物的制冷剂提供太阳能电池组件(1)余热进行吸收收集。
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