CN208042289U - 双源热泵及供热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种双源热泵及供热系统，涉及供暖设备的技术领域，双源热泵包括太阳能集热器、空气能换热器及热泵；太阳能集热器、空气能换热器并联设置；太阳能集热器和空气能换热器均用于向热泵的蒸发器提供热量；热泵的冷凝器用于向待加热装置提供热量。太阳能集热器能够在严寒环境下提供热量，令热泵的蒸发器正常使用。太阳能集热器和空气能换热器的并联设置能够令热泵适合各种自然情况，提高整体系统的能效比，稳定持续的提供热量，更加节能。

Description

双源热泵及供热系统

技术领域

本实用新型涉及供暖设备技术领域，尤其是涉及一种双源热泵及供热系统。

背景技术

热泵技术是近年来在全世界倍受关注的新能源技术。热泵是一种能从自然界的空气、水或土壤中获取低位热能，经过电能做功，提供可被人们所用的高位热能的装置。

在现有技术中，热泵通常包括蒸发器、压缩机、冷凝器以及膨胀机构。在使用过中，低温低压的液态制冷剂，首先在蒸发器里从常温空气中吸热并气化成低压蒸气。然后制冷剂气体在压缩机内压缩成高温高压的蒸气，该高温高压气体在冷凝器内被低温热源冷却凝结成高压液体，此时气体液化的热量释放到冷水中，并将冷水加热升温，升温的水流经待加热装置，并将热量散出。放热后的制冷剂以液态形式进入膨胀机构，节流降压成低温低压液态制冷剂。如此不间断进行循环。在使用过时，通常利用空气能换热器向蒸发器提供热量。

但是，在严寒的环境下，由于温度过低，空气能换热器无法吸收足够的热量，导致热泵的蒸发器无法使用，最终使得空气源热泵无法供暖。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种双源热泵及供热系统，以改善了现有技术中存在的在严寒的环境下，由于温度过低，空气能换热器无法吸收足够的热量，导致热泵的蒸发器无法使用，最终使得空气源热泵无法供暖的技术问题。

本实用新型提供的双源热泵，包括太阳能集热器和空气能换热器及热泵；太阳能集热器、空气能换热器并联设置；太阳能集热器和空气能换热器均用于向热泵的蒸发器提供热量；热泵的冷凝器用于向待加热装置提供热量。

进一步的，双源热泵还包括蓄能池、换热管以及蓄能工质；换热管和蓄能工质均设置在蓄能池的内部；换热管分别与太阳能集热器以及空气能换热器连通。

进一步的，双源热泵还包括第一换热器和第一热交换箱；第一换热器的一端分别与太阳能集热器以及空气能换热器的进水口连接，另一端与换热管的出水口连接；第一换热器和蒸发器均设置在第一热交换箱的内部。

进一步的，双源热泵还包括第二换热器和第二热交换箱；第二换热器的一端用于与待加热装置的进水口连接，另一端用于与待加热装置的出水口连接；第二换热器和冷凝器均设置在第二热交换箱的内部。

进一步的，第一热交换箱和第二热交换箱的外部均设置有保温层。

进一步的，换热管为多个；多个换热管依次间隔设置。

进一步的，蓄能池的内壁上设置有防腐层。

进一步的，蓄能池的外壁上设置有防水层。

进一步的，本实用新型还提供了一种供热系统，供热系统包括待加热装置及双源热泵；待加热装置用于吸收热泵的冷凝器提供的热量。

本实用新型提供的双源热泵，包括太阳能集热器、空气能换热器及热泵。在使用过程中，在温度低于预设数值的情况下，太阳能集热器持续吸收辐射转化为热能并传递给热泵的蒸发器；在温度高于预设数值的情况下，空气能换热器吸收空气中的热量，并传递给热泵的蒸发器。

由上可知，太阳能集热器能够在严寒环境下提供热量，令热泵的蒸发器正常使用。太阳能集热器和空气能换热器的并联设置能够令热泵适合各种自然情况，提高整体系统的能效比，稳定持续的提供热量，更加节能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的双源热泵的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的供热系统的结构示意图；

图3为本实用新型另一实施例提供的蓄能池的结构示意图；

图4为图1所示的蓄能池侧壁的剖视图。

图标：1-太阳能集热器；2-空气能换热器；3-热泵；4-待加热装置；5-蓄能池；6-换热管；7-蓄能工质；8-第一换热器；9-第一热交换箱；10-第二换热器；11-第二热交换箱；12-保温层；13-防腐层；14-防水层；31-蒸发器；32-冷凝器；33-压缩机；34-膨胀阀；41-地热装置；42-暖气片；43-水系统风机盘管。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1为本实用新型实施例提供的双源热泵的结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的供热系统的结构示意图；如图1和图2所示，本实施例提供的双源热泵，包括太阳能集热器1和空气能换热器2及热泵3；太阳能集热器1、空气能换热器2并联设置；太阳能集热器1和空气能换热器2均用于向热泵3的蒸发器31提供热量；热泵3的冷凝器32用于向待加热装置4提供热量。

其中，热泵3还应包括膨胀阀34和压缩机33。在使用过程中，低温低压的液态制冷剂，首先在蒸发器31里吸热并气化成低压蒸气。然后制冷剂气体在压缩机33内压缩成高温高压的蒸气，此时的热量一部分来自空气中吸收的热量，还有一部分来自压缩机33电能转化为的热能。该高温高压气体在冷凝器32内被低温热源冷却凝结成高压液体，此时气体液化的热量释放到冷水中，并将冷水加热升温，升温的水流经待加热装置4，并将热量散出。放热后的制冷剂以液态形式进入膨胀机构，节流降压成低温低压液态制冷剂。如此不间断进行循环。

进一步的，太阳能集热器1和空气能换热器2可以根据实际情况单独开启或者同时开启。

本实施例提供的双源热泵，包括太阳能集热器1、空气能换热器2及热泵3。在使用过程中，在温度低于预设数值的情况下，太阳能集热器1持续吸收辐射转化为热能并传递给热泵3的蒸发器31；在温度高于预设数值的情况下，空气能换热器2吸收空气中的热量，并传递给热泵3的蒸发器31。

由上可知，太阳能集热器1能够在严寒环境下提供热量，令热泵3的蒸发器31正常使用。太阳能集热器1和空气能换热器2的并联设置能够令热泵3适合各种自然情况，提高整体系统的能效比，稳定持续的提供热量，更加节能。

如图1和图2所示，在上述实施例的基础上，进一步的，双源热泵还包括蓄能池5、换热管6以及蓄能工质7；换热管6和蓄能工质7均设置在蓄能池5的内部；换热管6分别与太阳能集热器1以及空气能换热器2连通。

其中，蓄能工质7能够储蓄热量，利用物理性质比热容大的特点。升高以实现蓄能或者取能的工作。

进一步的，蓄能工质7的材质可以为多种，例如：水，水与盐的混合物，水与缓蚀剂的混合物等等。

进一步的，蓄能池5的形状可以为多种，例如：长方体、球状或者圆柱等等。

进一步的，换热管6的种类可以为多种，例如：翅片管、螺纹管以及螺旋槽管等等。

本实施例中，在使用过程中，太阳能集热器1或者空气能换热器2将吸收到的能量转化为热能传递给换热管6，换热管6再将热量传递给蓄能工质7储存起来。当太阳能集热器1或者空气能换热器2工作时，蓄能工质7持续吸收热量，并将部分热量传递给蒸发器31；当太阳能集热器1或者空气能换热器2不工作时，蓄能工质7将储存下来的热量传递给蒸发器31，以令到达持续提供热量的效果。这种设置的成本较低，并且，提高热源的稳定持续性，提高了装置的使用寿命。

如图1和图2所示，在上述实施例的基础上，进一步的，双源热泵还包括第一换热器8和第一热交换箱9；第一换热器8的一端分别与太阳能集热器1以及空气能换热器2的进水口连接，另一端与换热管6的出水口连接；第一换热器8和蒸发器31均设置在第一热交换箱9的内部。

其中，第一热交换箱9上应设置有穿设第一换热器8进水管和出水管的通孔。

进一步的，通孔处应设置有密封部，以保证第一热交换箱9的密封性，防止热量散发到第一热交换箱9的外部，提高热量的利用率。

进一步的，第一换热器8的种类可以为多种，例如：板式换热器或者套管式换热器等等。

本实施例中，在使用过程中，换热管6中的热水流入至第一换热器8中，第一换热器8和蒸发器31在第一热交换箱9的内部进行热交换，令蒸发器31中的液体温度升高，第一换热器8中的水温度降低。蒸发器31在吸热后，液体变为气体进入至压缩机33，而第一换热器8中的水流入至太阳能集热器1以及空气能换热器2连通中，重新进行集热升温，如此不间断进行循环。第一换热器8和第一热交换箱9的设置能够快速将换热管6的温度与蒸发器31进行热交换，提高热交换效率，并且降低了热量在热交换的过程中的损失。

如图1和图2所示，在上述实施例的基础上，进一步的，热泵3系统还包括第二换热器10和第二热交换箱11；第二换热器10的一端用于与待加热装置4的进水口连接，另一端用于与待加热装置4的出水口连接；第二换热器10和冷凝器32均设置在第二热交换箱11的内部。

本实施例中，在使用过程中，冷凝器32和第二换热器10在第二热交换箱11的内部进行热交换，冷凝器32中的液体热量散发后，变为冷水流至膨胀阀34，而第二换热器10中的冷水升温后通入待加热装置4以达到供暖的效果，待加热装置4散热完后水温降低，再回流到第二换热器10中，与冷凝器32进行热交换升温，如此不间断进行循环。第二换热器10和第二热交换箱11的设置能够快速将冷凝器32的温度与待加热装置4进行热交换，提高热交换的效率，并且降低了热量在热交换的过程中的损失。

如图1所示，在上述实施例的基础上，进一步的，第一热交换箱9和第二热交换箱11的外部均设置有保温层12。

其中，保温层12的材料选用导热系数小的轻质保温材料。

本实施例中，保温层12的设置能够保存第一热交换箱9和第二热交换箱11中的热量，防止在热传递的过程中热量散失过多。保温层12能够起到保存热量的作用，降低了使用成本。

图3为本实用新型另一实施例提供的蓄能池的结构示意图；如图3所示，在上述实施例的基础上，进一步的，换热管6为多个；多个换热管6依次间隔设置。

其中，换热管6的进水管和出水管处应分别设置有分水器和集水器。在使用过程中，液体从集热器中流至分水器时，分水器将水流分配给多个换热管6的进水管，以令水流至多个换热管6中；液体从多个换热管6的出水管中流至集水器时，集水器将水流汇合在一起流至第一换热器83。分集水器的设置能够减少管道的设置，降低成本。

本实施例中，这种设置能够令空间利用的更加合理，增大了换热的面积。

图4为图1所示的蓄能池侧壁的剖视图；如图4所示，在上述实施例的基础上，进一步的，蓄能池5的内壁上设置有防腐层13。

其中，防腐层13的材料可以为多种，例如：环氧树脂复合材料涂料、陶瓷填充涂层、酚醛环氧涂料或者高分子复合材料等等。

本实施例中，防腐层13的设置能够防止蓄能池5被其内部的蓄能工质7腐蚀，防腐层13能够提高蓄能池5的使用寿命。

如图4所示，在上述实施例的基础上，进一步的，蓄能池5的外壁上设置有防水层14。

本实施例中，在使用过程中，防水层14能够防止蓄能池5内部的蓄能工质7渗透到外部，保存内部的热量，降低了蓄能池5的使用成本。

如图2所示，在上述实施例的基础上，进一步的，本实用新型实施例还提供了一种供热系统，供热系统包括待加热装置4及双源热泵；待加热装置4用于吸收热泵3的冷凝器32提供的热量。

其中，待加热装置4可以为多个，多个待加热装置4并列设置，待加热装置4可以包括地热装置41、暖气片42或者水系统风机盘管43等等。

本实施例中，供热系统包括待加热装置4以及上述的双源热泵，其产生的效果与双源热泵的效果相同，不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种双源热泵，其特征在于，包括：太阳能集热器、空气能换热器及热泵；

所述太阳能集热器和所述空气能换热器并联设置；所述太阳能集热器和所述空气能换热器均用于向所述热泵的蒸发器提供热量；所述热泵的冷凝器用于向待加热装置提供热量；还包括蓄能池、换热管以及蓄能工质；

所述换热管和所述蓄能工质均设置在所述蓄能池的内部；所述换热管分别与所述太阳能集热器以及所述空气能换热器连通；所述换热管为多个；多个所述换热管依次间隔设置；

所述换热管的进水管和出水管处分别设置有分水器和集水器。

2.根据权利要求1所述的双源热泵，其特征在于，还包括第一换热器和第一热交换箱；

所述第一换热器的一端分别与所述太阳能集热器以及所述空气能换热器的进水口连接，另一端与所述换热管的出水口连接；所述第一换热器和所述蒸发器均设置在所述第一热交换箱的内部。

3.根据权利要求2所述的双源热泵，其特征在于，还包括第二换热器和第二热交换箱；

所述第二换热器的一端用于与待加热装置的进水口连接，另一端用于与待加热装置的出水口连接；所述第二换热器和所述冷凝器均设置在所述第二热交换箱的内部。

4.根据权利要求3所述的双源热泵，其特征在于，所述第一热交换箱和所述第二热交换箱的外部均设置有保温层。

5.根据权利要求1所述的双源热泵，其特征在于，所述蓄能池的内壁上设置有防腐层。

6.根据权利要求5所述的双源热泵，其特征在于，所述蓄能池的外壁上设置有防水层。

7.一种供热系统，其特征在于，包括待加热装置及如权利要求1-6任一项所述的双源热泵；

所述待加热装置用于吸收所述热泵的冷凝器提供的热量。