CN200972278Y

CN200972278Y - 一种直膨式太阳能热泵热水器

Info

Publication number: CN200972278Y
Application number: CNU2006200238468U
Authority: CN
Inventors: 王恒月
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-03-22
Filing date: 2006-03-22
Publication date: 2007-11-07
Anticipated expiration: 2016-03-22

Abstract

一种直膨式太阳能热泵热水器，属供热技术领域。目的是提供一种可全天候供热，并能充分利用太阳辐射能的热水器。其技术方案是：一种直膨式太阳能热泵热水器，由压缩机1、冷凝器2、热力膨胀阀3、蒸发器4、太阳能集热器12、水泵11、截止阀5～10以及热水箱13组成。所述太阳能集热器12由吸热体14、聚光反射面15、盖板16和支架17组成，所述吸热体14为圆管，表面设有选择性吸收涂层，所述聚光反射面15为长条金属板，其横截面或为半圆形、复合抛物线形、或圆的渐开线形，表面贴镀铝薄膜，所述吸热体14上设置3～4个均布的翅片。本实用新型可工作于三种不同的工作模式，不仅保证了供热的连续性，而且大大提高了太阳能的利用率，在不同的太阳辐射强度下，都能充分利用太阳能。

Description

一种直膨式太阳能热泵热水器

技术领域

本实用新型涉及一种以太阳能为主要能源的热水器，属供热技术领域。

背景技术

热水器是人们生活中不可缺少的供热装置，目前市场上普遍采用的热水器主要是太阳能热水器或气、电热水器。太阳能热水器不消耗能源，但由于太阳能辐射存在间歇性，太阳能热水器供热的连续性很大程度上受到太阳能辐射量的影响；气、电热水器虽然可全天候供热，但它消耗大量的燃气或电能，经济性和安全性都较差。近几年来，作为一种新的制热节能技术，热泵技术已逐渐被应用于热水器中，但现有热水器还没有将热泵技术和太阳能技术有机地结合起来，比如聚光反射面，其采光效率很低，不能在保证供热连续性的同时，最大限度地利用太阳能。因此，如何组成性能优良的太阳能热泵供热系统，有效地解决连续供热与节能之间的矛盾，达到既能保证供热的连续性，又能充分利用太阳能，最大限度地节约能源，减少污染是目前一个亟待解决的技术问题。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足、提供一种可全天候供热，并能充分利用太阳辐射能的直膨式太阳能热泵热水器。

本实用新型所述问题是以下述技术方案实现的：

一种直膨式太阳能热泵热水器，由压缩机1、冷凝器2、热力膨胀阀3、蒸发器4、太阳能集热器12、水泵11、第一截止阀5～第六截止阀10以及热水箱13组成，其中，压缩机1、冷凝器2、热力膨胀阀3、第一截止阀5、蒸发器4、第二截止阀6依次连接成闭合的空气源热泵系统，水泵11的出口接冷凝器2的进气口，其入口经第五截止阀9和第六截止阀10连接第二截止阀6，冷凝器2的出气口经第三截止阀7和第四截止阀8接于第一截止阀5，太阳能集热器12一端接于第三截止阀7和第四截止阀8之间，另一端接于第五截止阀9和第六截止阀10之间。

上述直膨式太阳能热泵热水器，所述太阳能集热器12由吸热体14、聚光反射面15、盖板16和支架17组成，所述吸热体14为圆管，表面设有选择性吸收涂层，所述聚光反射面15为与吸热体14长度匹配的长条金属板，其横截面或为半圆形、复合抛物线形、或圆的渐开线形，表面贴镀铝薄膜，多个聚光反射面15并列装于支架17内，每个聚光反射面15上装一个吸热体14；所述支架17为上方开口的长方形箱体，所述盖板16为玻璃板，盖于支架17上，支架17与盖板16之间装有密封胶圈。

上述直膨式太阳能热泵热水器，所述吸热体14上设置3～4个均布的翅片。

本实用新型的太阳能集热器12采用横截面为半圆形、或复合抛物线形、或圆的渐开线形的聚光反射面，能将所接受的阳光全部反射到吸热体14上；吸热体14采用带翅片的圆管，大大增加了受光面积；表面设有选择性吸收涂层，有利于光能的吸收；盖板16在允许阳光通过的同时，能阻止吸热体14的热量以空气对流的方式传递到环境中去，这种结构大大提高了太阳能的利用率。本实用新型依太阳能辐射的具体情况，改变截止阀5～10的开关状态，可使热水器工作于三种不同的工作模式。当太阳能辐射强时，热水器工作于太阳能热水器模式，聚光反射面15将所接受的阳光反射到吸热体14上，吸热体14的圆管及其翅片吸收阳光，并将光能转变为热能传递给制热工质，制热工质把热量传递给热水箱中的水。当太阳能辐射一般，不足以提供足够的热能时，系统工作于太阳能热泵模式，系统在吸收太阳能的同时，用热泵辅助供热。当无太阳时，系统工作于空气源热泵模式，系统通过蒸发器从环境中吸收热量。本实用新型不仅保证了供热的连续性，而且大大提高了太阳能的利用率，在不同的太阳辐射强度下，都能充分利用太阳能。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型结构示意图；

图2是太阳能集热器结构示意图。

图中各标号为：1、压缩机，2、冷凝器，3、热力膨胀阀，4、蒸发器，5、第一截止阀，6、第二截止阀，7、第三截止阀，8、第四截止阀，9、第五截止阀，10、第六截止阀，11、水泵，12、太阳能集热器，13、热水箱，14、吸热体，15、聚光反射面，16、盖板，17、支架。

具体实施方式

本实用新型的工作过程如下：

当太阳能辐射强时，将截止阀5、6、8、10关闭，截止阀7、9开启，水泵启动，系统工作于太阳能热水器模式，系统完全靠吸收太阳能供热。制热工质在太阳能集热器12内吸收太阳能，温度升高，在水泵11的动力作用下，温度升高的制热工质经截止阀9、水泵11进入冷凝器2，在冷凝器2中，制热工质与热水箱13中的水进行热交换，制热工质流出冷凝器2后，经截止阀7进入太阳能集热器12，在太阳能集热器12中吸收太阳能辐射后又经截止阀9、水泵11进入冷凝器2，这样周而复始，不断地将太阳能转变成热能并传递给热水箱13中的水，使水温升高。在这种模式下，吸热体14的温度高于环境温度，盖板16在允许阳光通过的同时，能阻止吸热体14的热量以空气对流的方式传递到环境中去，提高了太阳能的利用率。

当太阳辐射一般时，将截止阀5、6、7、9关闭，截止阀8、10开启，系统工作于太阳能热泵模式，制热工质在太阳能集热器12内吸收太阳辐射能，定压蒸发为低温低压的蒸汽，经截止阀10被压缩机1绝热压缩为高温高压气体，高温高压气体进入冷凝器2后定压冷凝为高温高压的液体，同时放出大量的热量，使热水箱13中的水温升高。高温高压的液体流经热力膨胀阀3后，绝热膨胀为低温低压的汽液混合物，汽液混合物经截止阀8进入太阳能集热器12并定压吸收太阳辐射能，完成一个制热循环。

当无太阳时，将截止阀7、8、9、10关闭，截止阀5、6开启，系统工作于空气源热泵模式，制热工质在蒸发器4内吸收热量，定压蒸发为低温低压的蒸汽，经截止阀6被压缩机1绝热压缩为高温高压气体，高温高压气体进入冷凝器2后定压冷凝为高温高压的液体，同时放出大量的热量，使热水箱13中的水温升高。高温高压的液体流经热力膨胀阀3后，绝热膨胀为低温低压的汽液混合物，汽液混合物经截止阀5进入蒸发器4并定压吸收热量，完成一个制热循环。

上述三种工作模式之间的转换可用手动完成，也可由一个控制器根据太阳辐射的具体情况自动切换，自动切换的节能效果更加理想。

图2中的太阳能聚光反射面，只要阳光照射到聚光反射面15上，就必然会被反射到吸热体14上，吸热体将太阳能转变为热能并传递给管内流动的制热工质。使用盖板16的目的是提高集热温度和集热效率，并可延长镀铝薄膜的使用寿命。

Claims

1、一种直膨式太阳能热泵热水器，其特征是，它由压缩机[1]、冷凝器[2]、热力膨胀阀[3]、蒸发器[4]、太阳能集热器[12]、水泵[11]、第一截止阀[5]～第六截止阀[10]以及热水箱[13]组成，其中，压缩机[1]、冷凝器[2]、热力膨胀阀[3]、第一截止阀[5]、蒸发器[4]、第二截止阀[6]依次连接成闭合的空气源热泵系统，水泵[11]的出口接冷凝器[2]的进气口，其入口经第五截止阀[9]和第六截止阀[10]连接第二截止阀[6]，冷凝器[2]的出气口经第三截止阀[7]和第四截止阀[8]接于第一截止阀[5]，太阳能集热器[12]一端接于第三截止阀[7]和第四截止阀[8]之间，另一端接于第五截止阀[9]和第六截止阀[10]之间。

2、根据权利要求1所述直膨式太阳能热泵热水器，其特征是，所述太阳能集热器[12]由吸热体[14]、聚光反射面[15]、盖板[16]和支架[17]组成，所述吸热体[14]为圆管，表面设有选择性吸收涂层，所述聚光反射面[15]为与吸热体[14]长度匹配的长条金属板，其横截面或为半圆形、复合抛物线形、或圆的渐开线形，表面贴镀铝薄膜，多个聚光反射面[15]并列装于支架[17]内，每个聚光反射面[15]上装一个吸热体[14]；所述支架[17]为上方开口的长方形箱体，所述盖板[16]为玻璃板，盖于支架[17]上，支架[17]与盖板[16]之间装有密封胶圈。

3、根据权利要求2所述直膨式太阳能热泵热水器，其特征是，所述吸热体[14]上设置3～4个均布的翅片。