CN115615043B - 一种太阳能空气能光能多能互补复合热泵系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及复合热泵加热水技术领域，具体为一种太阳能空气能光能多能互补复合热泵系统，复合热泵系统包括空气能压缩机、保温水箱和太阳能组件，有益效果为：通过设置吸热组件、蓄电池与空气能压缩机的配合，利用吸热组件实现对将太阳能的光能转化为电力储存，将太阳能的热能对加热的水进行预热，提高初始加热温度，同时保护吸热组件，防止太阳能过热，利用空气能压缩机对预热后的水流进行加热，提高了加热的效率，同时蓄电池中转化的电能实现对压缩机进行供电，实现了能源的互补，形成低消耗的加热水系统。

Description

一种太阳能空气能光能多能互补复合热泵系统

技术领域

本发明涉及复合热泵加热水技术领域，具体为一种太阳能空气能光能多能互补复合热泵系统。

背景技术

现有技术对为了提高对能源的利用，在实现对水加热时，设置有空气能压缩机，其工作原理与空调器极为相似，采用少量的电能驱动压缩机运行，高压的液态工质经过膨胀阀后在蒸发器内蒸发为气态，并从空气中吸收大量的热能；气态的工质被压缩机压缩成为高温、高压的液态，然后进入冷凝器放热而把水加热，如此不断地循环加热。

专利申请号为：CN201821869706.1一种便于吸热的空气能热水器，包括空气能热水器外壳，所述空气能热水器外壳的内壁固定连接有大扇叶吸气电扇，所述大扇叶吸气电扇的底部固定连接有空气能蒸发机，所述空气能蒸发机的表面与空气能热水器外壳的内壁固定连接，所述空气能热水器外壳的内壁靠近空气能蒸发机的一侧固定连接有空气能压缩机，所述空气能压缩机的底部固定连接有空气能冷凝器，所述空气能热水器外壳的侧面固定连接有传热管道。该便于吸热的空气能热水器，该便于吸热的空气能热水器，通过设置漏斗聚热罩、聚热层、太阳能吸热板、聚热管道、多向聚热罩、C型凹槽和吸热块，从而达到空气能热水器方便吸热的效果。

现有专利和技术中，为了提高空气能加热水的效率，设置有了太阳能吸热罩实现对压缩机吸入的空气进行加热，从而提高空气能中的热量，增强压缩后加热的热量，提高对水的加热效率和问题，然而在实际加热过程中，尤其是冬天，水温较低，难以对水进行高效的加热，且现有专利对空气进行加热，加热效率和资源利用率低，难以实现对加热效果的显著提升。

发明内容

本发明的目的在于提供一种太阳能空气能光能多能互补复合热泵系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种太阳能空气能光能多能互补复合热泵系统，所述复合热泵系统包括：

空气能压缩机，所述空气能压缩机上设置有一对进气风机，空气能压缩机内部设置有压缩传热介质并吸收空气热能的压缩机，空气能压缩机的两侧设置有一对蓄电池，空气能压缩机的上端设置有圆环状的预热水箱；

保温水箱，所述保温水箱中设置有散热盘管，保温水箱与空气能压缩机之间设置有传热管道，预热水箱通过水泵与保温水箱的输入端连通，传热管道连通散热盘管，传热管道的另一端连通空气能压缩机的压缩热能管道；

太阳能组件，所述太阳能组件包括三组圆周转动安装的吸热组件，吸热组件是由太阳能光伏板、太阳能预热板和安装框架组成，所述安装框架通过固定在空气能压缩机上端的电机驱动做缓慢圆周转动，所述太阳能光伏板电性连接蓄电池，蓄电池向空气能压缩机和电机供电，所述太阳能预热板的内腔设置为空心结构，太阳能预热板的上端内腔连通进水管，太阳能预热板的下端连通预热水箱。

优选的，所述保温水箱的内腔设置为双层的分层内腔，所述分层内腔中上下内腔之间通过连通口连通，所述散热盘管横向分布在分层内腔的上下内腔中。

优选的，所述安装框架的内侧侧壁中间位置设置有连接座，所述预热水箱固定在空气能压缩机的上端面，所述电机的下端固定在预热水箱的上端，电机的上端转动驱动安装有转轴，转轴与电机之间设置有减速器，转轴的外壁固定套接有套盘，所述套盘的外壁设置有圆周阵列分布的多组连接杆，连接杆的另一端固定连接在连接座上。

优选的，所述转轴的上端竖直设置有安装座，所述安装座的上端轴承转动安装有调节柱，所述调节柱的上端连接进水管，所述进水管的上端设置有密封的端盖，端盖上设置有进水口，进水管的圆弧外壁设置有圆周阵列分布的与吸热组件一一对应的折叠软管，所述折叠软管连通太阳能预热板的上端内腔。

优选的，所述调节柱的上端设置有连接法兰，调节柱的下端设置为阶梯状，且安装座上设置有压合在阶梯面上的限位螺环，限位螺环螺纹转动安装在安装座上端面。

优选的，所述调节柱的上端圆弧外壁设置有延伸座，所述安装框架的上端转动安装有支撑竖板，所述延伸座的上端设置有与支撑竖板对应的支撑槽，所述支撑竖板的下端竖直插接在支撑槽中。

优选的，所述空气能压缩机的上端面固定安装有固定环座，安装框架的下端转动安装有转动座，固定环座的外侧设置有圆环转轨，所述转动座的下端设置有转动弧条，所述圆环转轨的上端设置有转槽，转槽上设置有开口块，转动弧条转动安装在转槽中。

优选的，所述圆环转轨的弧形内壁设置有内环，所述内环上设置有圆周阵列分布的四组通孔，所述固定环座的外侧设置为阶梯槽，所述内环压合在阶梯槽的端面上，阶梯槽上设置有与通孔对应的向下凹陷的伸缩内腔，伸缩内腔中竖直插接有十字插杆，所述十字插杆的下端竖直压合有弹簧，十字插杆的横杆上端面贴合内环的下端，十字插杆的上端插接在通孔中。

优选的，所述固定环座的上端与内环等高的阶梯面上转动安装有转臂，所述转臂的下端设置有卡槽，所述十字插杆的上端延伸至通孔的上端，转臂转动压合在通孔的上端，十字插杆的上端插接在卡槽中。

优选的，所述太阳能预热板的下端设置有连通管，所述连通管连接有圆环状的转动连接环，所述转动连接环的一端卡接并连通预热水箱的进水端口，转动连接环的下端设置有位于固定环座内圈和预热水箱外壁之间的转块，转块的上端设置有固定在固定环座内圈和预热水箱外壁上的压环，固定环座内圈和预热水箱外壁上设置有圆环槽，所述转块转动安装在圆环槽中。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过设置吸热组件、蓄电池与空气能压缩机的配合，利用吸热组件实现对将太阳能的光能转化为电力储存，将太阳能的热能对加热的水进行预热，提高初始加热温度，同时保护吸热组件，防止太阳能过热，利用空气能压缩机对预热后的水流进行加热，提高了加热的效率，同时蓄电池中转化的电能实现对压缩机进行供电，实现了能源的互补，形成低消耗的加热水系统。

附图说明

图1为本发明的吸热组件转动安装立体结构示意图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为本发明的转动驱动组件立体结构示意图；

图4为本发明的吸热组件立体结构示意图；

图5为本发明的吸热组件立体结构装配图；

图6为图2中A处结构放大图；

图7为图6中B处结构放大图；

图8为本发明的转动驱动结构示意图；

图9为本发明的圆环转轨立体结构示意图；

图10为本发明的固定环座立体结构示意图；

图11为本发明的套盘立体结构示意图。

图中：1、空气能压缩机；2、进气风机；3、蓄电池；4、传热管道；5、保温水箱；6、预热水箱；7、散热盘管；8、分层内腔；9、连通口；10、固定环座；11、圆环转轨；12、吸热组件；13、电机；14、太阳能光伏板；15、安装框架；16、连通管；17、连接杆；18、连接座；19、太阳能预热板；20、调节柱；21、进水管；22、连接法兰；23、进水口；24、支撑竖板；25、延伸座；26、安装座；27、转轴；28、套盘；29、减速器；30、端盖；31、限位螺环；32、转动座；33、转动弧条；34、转槽；35、转动连接环；36、转块；37、压环；38、圆环槽；39、转臂；40、阶梯槽；41、伸缩内腔；42、十字插杆；43、弹簧；44、卡槽；45、开口块；46、内环；47、通孔；48、折叠软管；49、支撑槽。

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至图11，本发明提供一种技术方案：

实施例1：

一种太阳能空气能光能多能互补复合热泵系统，复合热泵系统包括空气能压缩机1、保温水箱5和太阳能组件。

空气能压缩机1上设置有一对进气风机2，空气能压缩机1内部设置有压缩传热介质并吸收空气热能的压缩机，空气能压缩机1的两侧设置有一对蓄电池3，空气能压缩机1的上端设置有圆环状的预热水箱6。

通过采用少量的电能驱动压缩机运行，高压的液态工质经过膨胀阀后在蒸发器内蒸发为气态，并从空气中吸收大量的热能；气态的工质被压缩机压缩成为高温、高压的液态，然后进入冷凝器放热。

保温水箱5中设置有散热盘管7，保温水箱5与空气能压缩机1之间设置有传热管道4，预热水箱6通过水泵与保温水箱5的输入端连通，传热管道4连通散热盘管7，传热管道4的另一端连通空气能压缩机1的压缩热能管道。

通过散热盘管7与传热管道4的连接，从而实现对保温水箱5中的水流进行加热。

太阳能组件包括三组圆周转动安装的吸热组件12，吸热组件12是由太阳能光伏板14、太阳能预热板19和安装框架15组成，安装框架15通过固定在空气能压缩机1上端的电机13驱动做缓慢圆周转动，太阳能光伏板14电性连接蓄电池3，蓄电池3向空气能压缩机1和电机13供电，太阳能预热板19的内腔设置为空心结构，太阳能预热板19的上端内腔连通进水管21，太阳能预热板19的下端连通预热水箱6。

通过设置吸热组件12、蓄电池3与空气能压缩机1的配合，利用吸热组件12实现对将太阳能的光能转化为电力储存，将太阳能的热能对加热的水进行预热，提高初始加热温度，同时保护吸热组件12，防止太阳能过热，利用空气能压缩机1对预热后的水流进行加热，提高了加热的效率，同时蓄电池3中转化的电能实现对空气能压缩机进行供电，实现了能源的互补，形成低消耗的加热水系统。

实施例2：

在实施例1的基础上，为了提高充分的热传递加热，还具有在保温水箱5的内腔设置为双层的分层内腔8，分层内腔8中上下内腔之间通过连通口9连通，散热盘管7横向分布在分层内腔8的上下内腔中。

通过设置分层内腔8，提高了散热盘管7在保温水箱5中的长度，进而提高了热传递的长度，实现充分的加热。

实施例3：

在实施例2的基础上，为了实现充分的光照，提高对太阳能的利用效率，还具有在安装框架15的内侧侧壁中间位置设置有连接座18，预热水箱6固定在空气能压缩机1的上端面，电机13的下端固定在预热水箱6的上端，电机13的上端转动驱动安装有转轴27，转轴27与电机13之间设置有减速器29，转轴27的外壁固定套接有套盘28，套盘28的外壁设置有圆周阵列分布的多组连接杆17，连接杆17的另一端固定连接在连接座18上。

通过设置连接杆17和连接座18的配合，从而将多组吸热组件12连接在电机13上，通过电机13的驱动，实现吸热组件12的转动调节，从而使得吸热组件始终保持正对太阳，提高对太阳能的采集效率。

实施例4：

在实施例3的基础上，为了实现进水组件与转动调节的适配，还具有在转轴27的上端竖直设置有安装座26，安装座26的上端轴承转动安装有调节柱20，调节柱20的上端连接进水管21，进水管21的上端设置有密封的端盖30，端盖30上设置有进水口23，进水管21的圆弧外壁设置有圆周阵列分布的与吸热组件12一一对应的折叠软管48，折叠软管48连通太阳能预热板19的上端内腔，调节柱20的上端设置有连接法兰22，调节柱20的下端设置为阶梯状，且安装座26上设置有压合在阶梯面上的限位螺环31，限位螺环31螺纹转动安装在安装座26上端面。

通过设置调节柱20和安装座26实现进水管21的轴承转动安装，进而使得进水管21适配于吸热组件12的缓冲圆周转动，同时利用限位螺环31限定调节柱20的下端位置，防止倾倒或脱落，提高安装的稳定性。

实施例5：

在实施例4的基础上，为了提高对吸热组件12的支撑，还具有在调节柱20的上端圆弧外壁设置有延伸座25，安装框架15的上端转动安装有支撑竖板24，延伸座25的上端设置有与支撑竖板24对应的支撑槽49，支撑竖板24的下端竖直插接在支撑槽49中。

通过设置延伸座25与支撑竖板24的配合，实现对倾斜安装的吸热组件12进行支撑，防止由于吸热组件12的自重造成倾倒。

实施例6：

在实施例1的基础上，为了提供吸热组件12的转动稳定性，还具有有在空气能压缩机1的上端面固定安装有固定环座10，安装框架15的下端转动安装有转动座32，固定环座10的外侧设置有圆环转轨11，转动座32的下端设置有转动弧条33，圆环转轨11的上端设置有转槽34，转槽34上设置有开口块45，转动弧条33转动安装在转槽34中。

通过设置转槽34与转动弧条33的配合，实现对吸热组件12的下端进行位置限定，使得吸热组件12保持沿圆环转轨11转动，从而提高吸热组件12的转动稳定性。

实施例7：

在实施例6的基础上，为了实现圆环转轨11的稳定精确定位安装，还具有在圆环转轨11的弧形内壁设置有内环46，内环46上设置有圆周阵列分布的四组通孔47，固定环座10的外侧设置为阶梯槽40，内环46压合在阶梯槽40的端面上，阶梯槽40上设置有与通孔47对应的向下凹陷的伸缩内腔41，伸缩内腔41中竖直插接有十字插杆42，十字插杆42的下端竖直压合有弹簧43，十字插杆42的横杆上端面贴合内环46的下端，十字插杆42的上端插接在通孔47中。

通过设置十字插杆42与通孔47的配合，实现定位套接安装，通过对阶梯槽40的压合，从而达到圆环转轨11的固定安装。

实施例8：

在实施例7的基础上，为了进一步提高圆环转轨11的安装稳定性，还具有在固定环座10的上端与内环46等高的阶梯面上转动安装有转臂39，转臂39的下端设置有卡槽44，十字插杆42的上端延伸至通孔47的上端，转臂39转动压合在通孔47的上端，十字插杆42的上端插接在卡槽44中。

通过转臂39的转动，实现对十字插杆42上端端部的挤压，使得弹簧43被压缩，通过转臂39对十字插杆42端部的覆盖，达到固定十字插杆42的目的，防止脱落，同时利用弹簧43的复位弹力，使得十字插杆42卡接在卡槽44中，达到错位固定安装。

实施例9：

在实施例7的基础上，为了实现吸热组件12下端出水与转动的适配，还具有在太阳能预热板19的下端设置有连通管16，连通管16连接有圆环状的转动连接环35，转动连接环35的一端卡接并连通预热水箱6的进水端口，转动连接环35的下端设置有位于固定环座10内圈和预热水箱6外壁之间的转块36，转块36的上端设置有固定在固定环座10内圈和预热水箱6外壁上的压环37，固定环座10内圈和预热水箱6外壁上设置有圆环槽38，转块36转动安装在圆环槽38中。

通过设置转动连接环35与吸热组件12的连接，从而在吸热组件12转动时转动连接环35在预热水箱16上转动，达到出水与转动的适配，通过设置转块36与圆环槽38的配合，实现转动连接环35转动位置的限定，保持平稳的圆周转动。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种太阳能空气能光能多能互补复合热泵系统，其特征在于：所述复合热泵系统包括：

空气能压缩机（1），所述空气能压缩机（1）上设置有一对进气风机（2），空气能压缩机（1）内部设置有压缩传热介质并吸收空气热能的压缩机，空气能压缩机（1）的两侧设置有一对蓄电池（3），空气能压缩机（1）的上端设置有圆环状的预热水箱（6）；

保温水箱（5），所述保温水箱（5）中设置有散热盘管（7），保温水箱（5）与空气能压缩机（1）之间设置有传热管道（4），预热水箱（6）通过水泵与保温水箱（5）的输入端连通，传热管道（4）连通散热盘管（7），传热管道（4）的另一端连通空气能压缩机（1）的压缩热能管道；

太阳能组件，所述太阳能组件包括三组圆周转动安装的吸热组件（12），吸热组件（12）是由太阳能光伏板（14）、太阳能预热板（19）和安装框架（15）组成，所述安装框架（15）通过固定在空气能压缩机（1）上端的电机（13）驱动做缓慢圆周转动，所述太阳能光伏板（14）电性连接蓄电池（3），蓄电池（3）向空气能压缩机（1）和电机（13）供电，所述太阳能预热板（19）的内腔设置为空心结构，太阳能预热板（19）的上端内腔连通进水管（21），太阳能预热板（19）的下端连通预热水箱（6）；

所述安装框架（15）的内侧侧壁中间位置设置有连接座（18），所述预热水箱（6）固定在空气能压缩机（1）的上端面，所述电机（13）的下端固定在预热水箱（6）的上端，电机（13）的上端转动驱动安装有转轴（27），转轴（27）与电机（13）之间设置有减速器（29），转轴（27）的外壁固定套接有套盘（28），所述套盘（28）的外壁设置有圆周阵列分布的多组连接杆（17），连接杆（17）的另一端固定连接在连接座（18）上；所述转轴（27）的上端竖直设置有安装座（26），所述安装座（26）的上端轴承转动安装有调节柱（20），所述调节柱（20）的上端连接进水管（21），所述进水管（21）的上端设置有密封的端盖（30），端盖（30）上设置有进水口（23），进水管（21）的圆弧外壁设置有圆周阵列分布的与吸热组件（12）一一对应的折叠软管（48），所述折叠软管（48）连通太阳能预热板（19）的上端内腔；

所述空气能压缩机（1）的上端面固定安装有固定环座（10），安装框架（15）的下端转动安装有转动座（32），固定环座（10）的外侧设置有圆环转轨（11），所述转动座（32）的下端设置有转动弧条（33），所述圆环转轨（11）的上端设置有转槽（34），转槽（34）上设置有开口块（45），转动弧条（33）转动安装在转槽（34）中；所述太阳能预热板（19）的下端设置有连通管（16），所述连通管（16）连接有圆环状的转动连接环（35），所述转动连接环（35）的一端卡接并连通预热水箱（6）的进水端口，转动连接环（35）的下端设置有位于固定环座（10）内圈和预热水箱（6）外壁之间的转块（36），转块（36）的上端设置有固定在固定环座（10）内圈和预热水箱（6）外壁上的压环（37），固定环座（10）内圈和预热水箱（6）外壁上设置有圆环槽（38），所述转块（36）转动安装在圆环槽（38）中。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能空气能光能多能互补复合热泵系统，其特征在于：所述保温水箱（5）的内腔设置为双层的分层内腔（8），所述分层内腔（8）中上下内腔之间通过连通口（9）连通，所述散热盘管（7）横向分布在分层内腔（8）的上下内腔中。

3.根据权利要求2所述的一种太阳能空气能光能多能互补复合热泵系统，其特征在于：所述调节柱（20）的上端设置有连接法兰（22），调节柱（20）的下端设置为阶梯状，且安装座（26）上设置有压合在阶梯面上的限位螺环（31），限位螺环（31）螺纹转动安装在安装座（26）上端面。

4.根据权利要求3所述的一种太阳能空气能光能多能互补复合热泵系统，其特征在于：所述调节柱（20）的上端圆弧外壁设置有延伸座（25），所述安装框架（15）的上端转动安装有支撑竖板（24），所述延伸座（25）的上端设置有与支撑竖板（24）对应的支撑槽（49），所述支撑竖板（24）的下端竖直插接在支撑槽（49）中。

5.根据权利要求1所述的一种太阳能空气能光能多能互补复合热泵系统，其特征在于：所述圆环转轨（11）的弧形内壁设置有内环（46），所述内环（46）上设置有圆周阵列分布的四组通孔（47），所述固定环座（10）的外侧设置为阶梯槽（40），所述内环（46）压合在阶梯槽（40）的端面上，阶梯槽（40）上设置有与通孔（47）对应的向下凹陷的伸缩内腔（41），伸缩内腔（41）中竖直插接有十字插杆（42），所述十字插杆（42）的下端竖直压合有弹簧（43），十字插杆（42）的横杆上端面贴合内环（46）的下端，十字插杆（42）的上端插接在通孔（47）中。

6.根据权利要求5所述的一种太阳能空气能光能多能互补复合热泵系统，其特征在于：所述固定环座（10）的上端与内环（46）等高的阶梯面上转动安装有转臂（39），所述转臂（39）的下端设置有卡槽（44），所述十字插杆（42）的上端延伸至通孔（47）的上端，转臂（39）转动压合在通孔（47）的上端，十字插杆（42）的上端插接在卡槽（44）中。

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