CN208458306U - 一种太阳能空气能双源热泵 - Google Patents

Abstract

一种太阳能空气能双源热泵，属于新能源技术领域，结构上由压缩机、油分离器、四通阀、冷凝器、经济器、喷液回路、经济器回路、贮液器、第一过滤器、第二过滤器、翅片蒸发器、轴流风机、太阳能蒸发板、第一单向阀、第二单向阀、翅片蒸发器旁通回路、高压开关、低压开关、中间压力传感器和气液分离器连接组成，结构新颖，设计巧妙；在冬季环境温度低但天气晴好太阳能资源丰富时，可实现太阳能与空气能两种热能的充分利用，提高空气能热泵机组的在低温工况下的运行效率，提高了太阳能利用效率，最终提高整个热泵机组的能效。

Description

一种太阳能空气能双源热泵

技术领域

本实用新型属于新能源技术领域，涉及一种双源热泵，特别是涉及一种太阳能空气能双源热泵。

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，指的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。

空气源热泵是目前研究较多的热泵技术之一，特别是近年来北方大力推广煤改清洁能源过程中，广泛使用了低温空气源热泵。目前使用的低温空气源热泵，普遍存在环境温度较低时，运行效率急剧下降，特别是在部分高海拔，高湿度的雨雪天气条件下，存在融霜困难等问题，制约了低温空气源热泵的使用，往往为保证冬季采暖的使用效果，或者增加低温空气源热泵，或者增加辅助电加热，造成采暖项目初投资高且运行费用相对较高。

而中国的西北地区如甘肃、宁夏、内蒙古的西部是我国太阳能资源丰富地区，目前市面上太阳能与空气源结合的产品，主要分为以下几类：

(1)分别采用太阳能集热器和空气源热泵，对蓄热水箱或换热器内的水进行加热，用于采暖或生活热水；

(2)在空气源热泵的吸气端串联少量太阳能吸热板，增加机组的吸气过热度；

(3)采用太阳能板与蒸发器结合在一起的换热器，在有太阳时，采用太阳能板吸热，没有太阳时，完全采用翅片式蒸发器吸热。

因此，目前市场上还缺乏将空气源热泵与太阳能有效结合的太阳能空气能热泵产品，亦不能实现二者的优势互补，不能完全满足使用的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有太阳能及空气源热泵技术中存在的问题与不足，提出一种太阳能空气能双源热泵，具有整个太阳能空气能热泵采暖或热水系统，机组能根据运转情况既可以实现太阳能和空气源同时利用的型式，也可以根据气候特点仅对太阳能及部分空气源利用的型式，使用更节能、太阳能空气能热泵机组工作环境范围广，满足在太阳能资源条件较好的低环境温度区域的使用需求。

本实用新型的技术方案：一种太阳能空气能双源热泵，其特征在于：所述太阳能空气能双源热泵由压缩机、油分离器、四通阀、冷凝器、经济器、喷液回路、经济器回路、贮液器、第一过滤器、第二过滤器、翅片蒸发器、轴流风机、太阳能蒸发板、第一单向阀、第二单向阀、翅片蒸发器旁通回路、高压开关、低压开关、中间压力传感器和气液分离器组成；

所述压缩机通过排气口经排气管与油分离器相连，在排气管上设有高压开关及第一检修针阀，所述油分离器的出气管与四通阀的第一进气口相连，所述油分离器的出油管通过回油管路与压缩机的吸气管相连，所述四通阀的第一出气管与冷凝器相连，所述冷凝器的出液管分别与液喷电磁阀、经济器的进液口、第一过滤器相连，所述经济器的进液管上设置第四检修针阀，液喷电磁阀通过节流毛细管与经济器的出气管相连，并且通过第一单向阀后接入压缩机的补气口，经过经济器降温的制冷剂通过液管进入第二过滤器，所述第二过滤器过滤后的制冷剂流经第二电磁阀、电子膨胀阀、进口球阀进入太阳能蒸发板，在太阳能蒸发板中，制冷剂吸收太阳能热量后蒸发为气态，并经过第二单向阀和出口球阀，在制冷剂管路上有压力传感器、第三检修针阀，并设有连接在第二电磁阀与电子膨胀阀之间的旁通回路，在旁通回路上有第三单向阀，同时流入翅片蒸发器和翅片蒸发器旁通回路，汇总后的管路与四通阀的第二进气口相连，四通阀的第二出气口与气液分离器进气管相连，气液分离器的出气管上设有低压开关和第二检修针阀进入压缩机的进气口。

所述喷液回路由液喷电磁阀和节流毛细管连接构成。

所述经济器回路由第一电磁阀、膨胀阀和第一单向阀连接构成。

所述翅片蒸发器旁通回路上设有第三电磁阀和第四单向阀。

所述经济器与第二过滤器之间的液管上设有贮液器。

本实用新型的有益效果为：本实用新型提出的一种太阳能空气能双源热泵，结构上由压缩机、油分离器、四通阀、冷凝器、经济器、喷液回路、经济器回路、贮液器、第一过滤器、第二过滤器、翅片蒸发器、轴流风机、太阳能蒸发板、第一单向阀、第二单向阀、翅片蒸发器旁通回路、高压开关、低压开关、中间压力传感器和气液分离器连接组成，结构新颖，设计巧妙；在冬季环境温度低但天气晴好太阳能资源丰富时，可实现太阳能与空气能两种热能的充分利用，提高空气能热泵机组的在低温工况下的运行效率，提高了太阳能利用效率，最终提高整个热泵机组的能效。

附图说明

图1 是本实用新型原理结构示意图。

图中：压缩机1、排气口2、第一检修针阀3、高压开关4、油分离器5、四通阀6、第一进气口6-1、第二出气口6-2、第二进气口6-3、第一出气口6-4、冷凝器7、热水出水管8、热水循环泵9、热水进水管10、液喷电磁阀11、节流毛细管12、第四检修针阀13、第一过滤器14、经济器15、第一电磁阀16、膨胀阀17、贮液器18、第二过滤器19、第一单向阀20、第二电磁阀21、电子膨胀阀22、进口球阀23、太阳能蒸发板24、第二单向阀25、第三单向阀26、出口球阀27、第三检修针阀28、压力传感器29、第三电磁阀30、第四单向阀31、轴流风机32、翅片蒸发器33、气液分离器34、回油管路35、低压开关36、第二检修针阀37、进气口38、补气口39。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，一种太阳能空气能双源热泵，包括压缩机1、油分离器5、四通阀6、冷凝器7、经济器15、喷液回路、经济器回路、贮液器18、第一过滤器14、第二过滤器19、翅片蒸发器33、轴流风机32、太阳能蒸发板24、第一单向阀20、第二单向阀25、翅片蒸发器旁通回路、高压开关4、低压开关36，中间压力传感器29和汽液分离器34等部分组成。

如图1所示，一种太阳能空气能双源热泵，压缩机1排出的高温高压的制冷剂气体通过排气口2经过排气管进入油分离器5相连，在排气管上，设有高压开关4及第一检修针阀3，如果压力过高会自动高压保护停机，经过油分离器5分离后的制冷剂进入四通阀6，而经过油分离器5分离出来的润滑油通过回油管路35与压缩机1的吸气管相连，再返回压缩机1。高温高压的制冷剂气体经过四通阀6的第一出气口6-4进入冷凝器7，并在冷凝器中被经过热水循环泵9将来自热水进水管10的冷水降温冷却冷凝，同时冷水被加热经过热水出水管8供给用户或水箱，用于采暖或卫生热水。冷凝后的液态制冷剂通过冷凝器7的出液管，进入经济器15，被来自第一过滤器14、经济器回路的液态制冷剂蒸发后降温，从而实现制冷剂过冷，可以从更低的气温中吸收热量，出经济器15的过冷液态制冷剂通过液管进入第二过滤器19，多余的制冷剂在贮液器18中暂存。第二过滤器19过滤后的制冷剂流经第二电磁阀21、电子膨胀阀22、进口球阀23进入太阳能蒸发板24，在太阳能蒸发板24中，低温低压的制冷剂吸收太阳能热量后蒸发为气体经过第二单向阀25和出口球阀27后同时可能流入翅片蒸发器33和翅片蒸发器旁通回路，制冷剂根据压力传感器29所反应出来的过热度，可以在翅片换热器33中吸收热量，或者通过翅片蒸发器旁通回路。汇总后的制冷剂气体管路通过四通阀6进入与气液分离器34，在气液分离器34内进行气液分离，气态的制冷剂通过出气管进入压缩机1的进气口38，并且在压缩机的吸气管上设有低压开关36和第二检修针阀37。通过以上各部分的设置与管路连接，形成一个完整的制冷剂循环。

如图1所示，一种太阳能空气能双源热泵，在制热工况下，四通阀6的线圈得电，第一进气口6-1和第二出气口6-2相通，第二进气口6-3和第一出气口6-4相通，在制冷工况下或制热工况的融霜工况下，四通阀6的线圈失电，第一进气口6-1和第一出气口6-4相通，第二进气口6-3和第二出气口6-2相通。

如图1所示，一种太阳能空气能双源热泵，液喷回路包括液喷电磁阀11及节流毛细管12，可以在压缩机排气温度高于设定值时，打开液喷电磁阀进行喷液降温，以保证压缩机能正常运转。经济器回路包括第一电磁阀16及膨胀阀17并与经济器15相连，可以在低温环境下，启运经济器回路，利用补气增焓压缩机的补气能力，可以增加制冷剂的过冷度，从而可以从太阳能或低温环境中吸收更多的热量。翅片蒸发器旁通回路包括第三电磁阀30及第四单向阀31，制冷剂根据压力传感器29所反应出来的过热度，可以通过翅片换热器33中吸收热量，或者通过翅片蒸发器旁通回路直接旁通，还可以通过轴流风机32变频运转，机组可以自动根据环境温度情况及太阳能蒸发板24的吸热情况，自动转入旁通运行或风机变速运行，以保证热泵机组的高效正常运行。

如图1所示，一种太阳能空气能双源热泵，与现有的太阳能或空气能热泵技术相比，结构简单，设计巧妙，采用了太阳能蒸发板的吸热技术，充分吸收太阳能热量，并与空气能热泵有机结合起来，提高了太阳能利用效率，最终提高整个热泵机组的能效。在制热时特别是冬季环境温度低但天气晴好太阳能资源丰富时，实现了太阳能与空气能两种热能的充分利用，提高空气能热泵机组的在低温工况下的运行效率；当本热泵使用在商业或居住场所时，可以根据室内末端情况调整制冷出水温度，减少了这些场所的空调冷热源的初投资。

Claims (5)

1.一种太阳能空气能双源热泵，其特征在于：所述太阳能空气能双源热泵由压缩机(1)、油分离器(5)、四通阀(6)、冷凝器(7)、经济器(15)、喷液回路、经济器回路、第一过滤器(14)、第二过滤器(19)、翅片蒸发器(33)、轴流风机(32)、太阳能蒸发板(24)、第一单向阀(20)、第二单向阀(25)、翅片蒸发器旁通回路、高压开关(4)、低压开关(36)、中间压力传感器(29)和气液分离器(34)组成；

所述压缩机(1)通过排气口(2)经排气管与油分离器(5)相连，在排气管上设有高压开关(4)及第一检修针阀(3)，所述油分离器(5)的出气管与四通阀(6)的第一进气口(6-1)相连，所述油分离器(5)的出油管通过回油管路(35)与压缩机(1)的吸气管相连，所述四通阀(6)的第一出气管(6-4)与冷凝器(7)相连，所述冷凝器(7)的出液管分别与液喷电磁阀(11)、经济器(15)的进液口、第一过滤器(14)相连，所述经济器(15)的进液管上设置第四检修针阀(13)，液喷电磁阀(11)通过节流毛细管(12)与经济器(15)的出气管相连，并且通过第一单向阀(20)后接入压缩机(1)的补气口(39)，经过经济器(15)降温的制冷剂通过液管进入第二过滤器(19)，所述第二过滤器(19)过滤后的制冷剂流经第二电磁阀(21)、电子膨胀阀(22)、进口球阀(23)进入太阳能蒸发板(24)，在太阳能蒸发板(24)中，制冷剂吸收太阳能热量后蒸发为气态，并经过第二单向阀(25)和出口球阀(27)，在制冷剂管路上有压力传感器(29)、第三检修针阀(28)，并设有连接在第二电磁阀(21)与电子膨胀阀(22)之间的旁通回路，在旁通回路上有第三单向阀(26)，同时流入翅片蒸发器(33)和翅片蒸发器旁通回路，汇总后的管路与四通阀(6)的第二进气口(6-3)相连，四通阀(6)的第二出气口(6-2)与气液分离器(34)进气管相连，气液分离器(34)的出气管上设有低压开关(36)和第二检修针阀(37)进入压缩机(1)的进气口(38)。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能空气能双源热泵，其特征在于：所述喷液回路由液喷电磁阀(11)和节流毛细管(12)连接构成。

3.根据权利要求1所述的一种太阳能空气能双源热泵，其特征在于：所述经济器回路由第一电磁阀(16)、膨胀阀(17)和第一单向阀(20)连接构成。

4.根据权利要求1所述的一种太阳能空气能双源热泵，其特征在于：所述翅片蒸发器旁通回路上设有第三电磁阀(30)和第四单向阀(31)。

5.根据权利要求1所述的一种太阳能空气能双源热泵，其特征在于：所述经济器(15)与第二过滤器(19)之间的液管上设有贮液器(18)。