CN203501493U - 一种太阳能热泵热水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种太阳能热泵热水系统，包括：集热装置、热交换装置和热能吸收储存装置，其中：所述的集热装置采用幕墙结构；所述的热交换装置包括与集热装置连通的供液总管(11)和回液总管(12)、设置在供液总管(11)上的循环水泵(13)和止回阀(14)、以及连接在供液总管(11)和回液总管(12)之间的蒸发器(16)；所述的热能吸收储存装置包括：一热泵和储热水箱(21)，热泵的冷凝器（19）设置在储热水箱(21)内，所述热泵中的制冷剂在蒸发器（16）中与集热装置中的载热介质进行换热。

Description

一种太阳能热泵热水系统

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能热泵热水系统。该系统将太阳能集热装置与热泵有机地结合在一起，满足各种天气的供水需求。 

背景技术

现有太阳能集热器应用多为分体式安装结构，即集热器为独立体安装于建筑墙体之外的屋面，既浪费楼面建筑面积，又影响整个建筑的美观。此外，现有的太阳能集热器通常为单一光热集热器，在阴、雨天气及夜晚产热效果差或者完全停止工作。 

现有热泵热水器从热源采集对象分为三大类，既：空气源热泵、水源热泵、地源热泵。空气源热泵由于热泵空气集热器面积小工作温差大的特殊性在寒冷地区容易结霜，因此，不适宜在寒冷地区使用。水源热泵和地源热泵因为资源与高昂的施工成本在城市推广也受到条件限制。 

因此，研发一种既能有效地利用太阳能，又能适应各种环境使用的热水系统是业内亟待解决的技术问题。 

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述现有技术存在的缺陷，提供一种太阳能热泵热水系统。 

本实用新型采用的技术方案是，设计一种太阳能热泵热水系统，包括集热装置、热交换装置和热能吸收储存装置，其中： 

所述的集热装置采用幕墙结构，包括设置在其下端的进液口和设置其上端的出液口；

所述的热交换装置包括与集热装置连通的供液总管和回液总管、并联设置在供液总管上的循环水泵和止回阀、以及连接在供液总管和回液总管之间的蒸发器；

所述的热能吸收储存装置包括：由压缩机、冷凝器、膨胀阀、和蒸发器组成的热泵；和储热水箱，其底部设有供水阀，所述的冷凝器设置在储热水箱内，所述热泵中的制冷剂在蒸发器中与集热装置中的载热介质进行换热。

所述集热装置上设有固定孔，并用膨胀螺栓固定在建筑结构的外墙上。 

所述集热装置内部充注的载热介质是水或防冻液。 

在一实施例中，所述回液总管上设置有一膨胀水箱，所述热能吸收储存装置组成一整体结构，独立安装在建筑楼顶，所述的储热水箱外围设有保温层。 

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果： 

1、太阳能集热装置采用幕墙设计，可固定在建筑物的墙体上，节约了楼面建筑面积；

2、采用太阳能集热装置与热泵一体设计，除能够在光照充足时吸收阳光辐射热能,还因为大面积与空气接触,可以在光照不足时利用热泵加热水，从根本上实现了常规太阳能系统所不能实现的全天候工作状态。

附图说明

图1是本实用新型系统的示意图。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的说明。 

本实用新型的目的在于开发一种新的太阳能集热方式，对常规热泵热水器的热能采集对象进行补充，从系统组成设计、设备工作理念上彻底改变了现有热泵热水器的应用设计不足，可在不同地域及城市广泛应用的太阳能热泵热水系统。 

如图1所示，本实用新型提出的太阳能热泵热水系统包括：集热装置、热交换装置和热能吸收储存装置，其中： 

集热装置10采用幕墙结构，其下端设有进液口101，上端设有出液口102。

热交换装置包括与集热装置10连通的供液总管11和回液总管12、并联设置在供液总管11上的循环水泵13和止回阀14、以及连接在供液总管11和回液总管12之间的蒸发器16。集热装置上设有固定孔，并用膨胀螺栓固定在建筑结构的外墙上。集热装置内部充注的载热介质是水或防冻液。 

热能吸收储存装置包括：由压缩机18、冷凝器19、膨胀阀17、和蒸发器16组成的热泵；和储热水箱21，其底部设有供水阀20，冷凝器19设置在储热水箱21内，储热水箱外围设有保温层，热泵中的制冷剂在蒸发器16中与集热装置中的载热介质进行换热。 

本实用新型的工作状态如下： 

1、太阳能集热过程：载热介质由供液总管11通过下进液口101进入集热装置10，并在集热装置中的导液通道中流动，载热介质吸收热能后因介质比重发生变化而产生上升动力。载热介质在集热装置10吸收热能后由出液口102汇总到回液总管12，然后流向蒸发器16，在蒸发器16中进行热交换。

载热介质由供液总管11进入集热装置10到从回液总管12流出集热装置完成采集热能全过程。 

2、太阳能热能交换过程：热交换装置由供液总管11、回液总管12、循环水泵13、止回阀14、膨胀水箱15、蒸发器16组成。载热介质吸收热能后由回液总管12进入蒸发器16，载热介质在蒸发器16释放热能后由止回阀14流向供液总管11，载热介质在该流通过程完成热交换。 

载热介质在集热与热交换装置的流动动力来自系统内的虹吸现象，即载热介质在集热系统吸收太阳能热量后比重降低而产生上升力，在热能交换系统释放热量比重增加而产生下降力，在特定条件下自然流动动力不足时，通过循环水泵13为载热介质的循环提供强制循环动力。 

3、热能吸收储存过程：热能吸收储存装置由蒸发器16、膨胀阀17、压缩机18、冷凝器19组成热泵系统，然后与供水阀20、储热水箱21等部件组成独立单元。热泵系统使用制冷剂（该实施例中制冷剂为R-407C）。 

制冷剂通过压缩机18压缩成高温高压气体后在冷凝器19将热能传递给储热水箱21的水而使的制冷剂成为低温高压的液体，制冷剂通过膨胀阀17到达到蒸发器16并在此吸收集热装置中载热介质提供的太阳能能量，制冷剂吸收载热介质能量后成为低温低压气体后又进入压缩机18重新压缩完成一次循环，制冷剂按上述循环过程不断的将蒸发器16的热能通过冷凝器19在储热水箱21释放而达到加热水的目的。 

本实用新型提出的太阳能热泵热水系统除了节约了楼面建筑面积，还同时达到了如下实际效果； 

    1、隔热效果。太阳能幕墙集热装置可以固定安装在建筑物的墙体上，有效降低太阳光辐射对建筑物的热影响，减少空调的使用率从而实现节能减排的功效；

    2、本实用新型提出的太阳能幕墙集热装置垂直安装附着于建筑物表面，载热介质受热自然上升温差动力大，热流动阻力小，可以实现载热介质内部自然循环，节约了常规设计载热介质循环动力水泵的二次电损耗。

上述实施例仅用于说明本发明的具体实施方式。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和变化，这些变形和变化都应属于本发明的保护范围。 

Claims (6)

1.一种太阳能热泵热水系统，其特征在于，所述的系统包括：集热装置、热交换装置和热能吸收储存装置，其中：

所述的集热装置采用幕墙结构，包括设置在下端的进液口和设置在上端的出液口；

所述的热交换装置包括与集热装置连通的供液总管(11)和回液总管(12)、并联设置在供液总管(11)上的循环水泵(13)和止回阀(14)、以及连接在供液总管(11)和回液总管(12)之间的蒸发器(16)；

所述的热能吸收储存装置包括：由压缩机(18)、冷凝器(19)、膨胀阀(17)、和蒸发器(16)组成的热泵；和储热水箱(21)，其底部设有供水阀(20)，所述的冷凝器（19）设置在储热水箱(21)内，所述热泵中的制冷剂在蒸发器（16）中与集热装置中的载热介质进行换热。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述集热装置上设有固定孔（8），并用膨胀螺栓固定在建筑结构的外墙上。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述集热装置内部充注的载热介质是水或防冻液。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述回液总管(12)上设置有一膨胀水箱(15)。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述热能吸收储存装置组成一整体结构，独立安装在建筑楼顶。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述的储热水箱（21）外围设有保温层。

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