CN210345633U - 一种太阳能双源热泵 - Google Patents

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Abstract

一种太阳能双源热泵，属于热源泵技术领域，解决太阳能(包括但不限于)等低品位能源采暖的技术问题。解决方案为：本装置包括双源蒸发器、压缩机、冷凝器、气分器和储液罐，双源蒸发器包括水源换热器与空气源取热器两个部分，通过水源换热器提取包括但不限于太阳能(还包括洗浴污水、浅表水等)收集的热能，当太阳能加热的供热介质的温度达到直供取暖温度时，本装置不工作；当供热介质的温度降低至设定温度后，本装置通过温度控制程序，设计依次启动水源换热器和空气源交换器，通过压缩机做功将水源和空气源中的低品位能量持续提供可以被利用的高品位热源，充分利用太阳能的绿色清洁的能量在任何外界环境条件下无间断供热。

Description

一种太阳能双源热泵
技术领域
本实用新型属于热源泵技术领域，具体涉及的是一种太阳能双源热泵。
背景技术
太阳能的光热利用已有许多年的历史了，但是使用领域仅限于“生活热水”(如：洗浴) 和很少范围的“光热发电”，太阳能采暖更被认为是业界的“禁区”。由于太阳能本身具有“间歇性”能源的特性，不仅时有时无，而且在冬季采暖季节，太阳能的辐照量最少，所以太阳能取暖的概念一直未落实。
然而，太阳能是我们最清洁、最容易利用的可再生能源，我国的大部分地区太阳能资源丰富(依据：世界气象组织(WMO)公布的太阳常数值为1368W/m2，太阳辐射光谱的波长为0.15～4.0微米，其中50％为可见光谱区，波长为0.4～0.76微米，7％为紫外光谱，波长＜0.4 微米，43％为红外光谱区，波长＞0.76微米，最大能量在波长0.475微米处)，年平均日照数在2287小时以上，以北京地区为例：日得辐照量3.57～4.33WJ(折合为1302～1581kW/m2·天)。但是，虽然有足够的热量(10.36～17.35万大卡)，采暖热负荷指数为40W/m2，每平米的集热面积足以给2.5～3m2的区域供暖，实际情况却是：由于冬季太阳能的辐射量偏低，虽然收集到了热量，但这部分的热能温度太低，只有20～50℃，热能品位太低，即便采用“末端地暖管热辐射”的方式，也需要45℃以上的供热介质才能保证采暖效果，因此太阳能收集到的大量低品位的热能无法正常使用，这就是目前太阳能采暖无法实现的原因，所以，如何充分利用太阳能实现太阳能采暖成为亟待解决的技术问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是：为了解决太阳能(包括但不限于)等低品位能源采暖的技术问题，本实用新型提供一种太阳能双源热泵。
本实用新型通过以下技术方案予以实现。
一种太阳能双源热泵，它包括双源蒸发器、压缩机、冷凝器、气分器和储液罐，其中：所述双源蒸发器包括水源换热器与空气源取热器，所述水源换热器的入口位置处设置有第一冷热调节开关，水源换热器的出口位置处设置有第一单向阀；所述空气源取热器的入口位置处设置有第二冷热调节开关与第七单向阀，第二冷热调节开关与第七单向阀并联设置，空气源取热器的出口位置处设置有第二单向阀和第三冷热调节开关，第二单向阀和第三冷热调节开关并联设置；
所述压缩机的入口通过管道与气分器的出口连通，靠近气分器出口一侧的管道上设置有低压开关，靠近压缩机入口一侧的管道上设置有用于检测吸气温度的第二感温探头，低压开关与第二感温探头之间连通的管道上设置有第二压力表；所述压缩机的出口通过四通阀分别与冷凝器的入口和双源蒸发器连通，处于制热状态时压缩机的出口通过四通阀与冷凝器导通，高温换热工质由压缩机流入冷凝器后为用户供暖，处于制冷状态时压缩机的出口通过四通阀与双源蒸发器导通，换热工质由压缩机流入双源蒸发器中，靠近压缩机出口一侧的管道上设置有用于检测排气温度的第一温感探头，靠近四通阀入口一侧的管道上设置有第一压力表，第一温感探头与第一压力表连通的管道上设置有高压开关；
所述冷凝器的出口通过三通分别与第三单向阀的入口和第五单向阀的出口连通，第三单向阀和第五单向阀控制液体流动的方向相反，第三单向阀的出口通过三通分别与第四单向阀的出口和储液罐的入口连通，第三单向阀与第四单向阀控制液体流动的方向相反，储液罐的出口与第一过滤器的入口连通，第一过滤器的出口通过三通分别与第一电磁阀和第二过滤器的入口连通，第一电磁阀通过电磁膨胀阀与压缩机的入口连通，第二过滤器的出口与第二电磁阀的入口连通，第二电磁阀的出口通过三通分别与第五单向阀的入口和第六单向阀的入口连通，第五单向阀和第六单向阀控制液体流动的方向相反，第四单向阀的入口与第六单向阀的出口通过三通与第一冷热调节开关和第二冷热调节开关连通。
进一步地，制冷状态时所述第一冷热调节开关与第二冷热调节开关同时关闭，第三冷热调节开关开启，制热状态时所述第三冷热调节开关关闭，依据控制要求第一冷热调节开关与第二冷热调节开关交替开启。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
本实用新型提供的一种太阳能双源热泵，通过水源换热器交换太阳能的低品位能源，通过压缩机做功，热量提升至供暖所需温度，待这部分能源采集完毕后，根据控制程序自动切换到“空气源”采暖模式，持续提供热源需求，充分保障利用低品位能源在任何外界环境条件下无间断供热，有效收集低品位能源的热量。
附图说明
图1为供热介质循环示意图，图中箭头指示方向为供热介质的流动方向。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细描述。
如图1所示的一种太阳能双源热泵，它包括双源蒸发器1、压缩机2、冷凝器3、气分器 4和储液罐7，其中：所述双源蒸发器1包括水源换热器11与空气源取热器12，所述水源换热器11的入口位置处设置有第一冷热调节开关91，水源换热器11的出口位置处设置有第一单向阀81；所述空气源取热器12的入口位置处设置有第二冷热调节开关92与第七单向阀87，第二冷热调节开关92与第七单向阀87并联设置，空气源取热器12的出口位置处设置有第二单向阀82和第三冷热调节开关93，第二单向阀82和第三冷热调节开关93并联设置；
所述压缩机2的入口通过管道与气分器4的出口连通，靠近气分器4出口一侧的管道上设置有低压开关24，靠近压缩机2入口一侧的管道上设置有用于检测吸气温度的第二感温探头22，低压开关24与第二感温探头22之间连通的管道上设置有第二压力表26；所述压缩机 2的出口通过四通阀27分别与冷凝器3的入口和双源蒸发器1连通，处于制热状态时压缩机 2的出口通过四通阀27与冷凝器3导通，高温换热工质由压缩机2流入冷凝器3后为用户供暖，处于制冷状态时压缩机2的出口通过四通阀27与双源蒸发器1导通，换热工质由压缩机 2流入双源蒸发器1中，靠近压缩机2出口一侧的管道上设置有用于检测排气温度的第一温感探头21，靠近四通阀27入口一侧的管道上设置有第一压力表25，第一温感探头21与第一压力表25连通的管道上设置有高压开关23；
所述冷凝器3的出口通过三通分别与第三单向阀83的入口和第五单向阀85的出口连通，第三单向阀83和第五单向阀85控制液体流动的方向相反，第三单向阀83的出口通过三通分别与第四单向阀84的出口和储液罐7的入口连通，第三单向阀83与第四单向阀84控制液体流动的方向相反，储液罐7的出口与第一过滤器51的入口连通，第一过滤器51的出口通过三通分别与第一电磁阀61和第二过滤器52的入口连通，第一电磁阀61通过电磁膨胀阀63 与压缩机2的入口连通，第二过滤器52的出口与第二电磁阀62的入口连通，第二电磁阀62 的出口通过三通分别与第五单向阀85的入口和第六单向阀86的入口连通，第五单向阀85和第六单向阀86控制液体流动的方向相反，第四单向阀84的入口与第六单向阀86的出口通过三通与第一冷热调节开关91和第二冷热调节开关92连通。
进一步地，制冷状态时所述第一冷热调节开关91与第二冷热调节开关92同时关闭，第三冷热调节开关93开启，制热状态时所述第三冷热调节开关93关闭，依据控制要求第一冷热调节开关91与第二冷热调节开关92交替开启。
通过双源蒸发器1中的水源换热器11提取包括但不限于太阳能(还包括洗浴污水、浅表水等)收集的热能，当太阳能加热的供热介质的温度达到直供取暖温度时，本装置不工作；当供热介质的温度降低至设定温度后，本装置通过温度控制程序，设计依次启动水源换热器 11和空气源交换器12，通过压缩机做功将水源和空气源中的低品位能量持续提供可以被利用的高品位热源，充分利用太阳能的绿色清洁的能量在任何外界环境条件下无间断供热。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (2)

1.一种太阳能双源热泵，它包括双源蒸发器(1)、压缩机(2)、冷凝器(3)、气分器(4)和储液罐(7)，其特征在于：所述双源蒸发器(1)包括水源换热器(11)与空气源取热器(12)，所述水源换热器(11)的入口位置处设置有第一冷热调节开关(91)，水源换热器(11)的出口位置处设置有第一单向阀(81)；所述空气源取热器(12)的入口位置处设置有第二冷热调节开关(92)与第七单向阀(87)，第二冷热调节开关(92)与第七单向阀(87)并联设置，空气源取热器(12)的出口位置处设置有第二单向阀(82)和第三冷热调节开关(93)，第二单向阀(82)和第三冷热调节开关(93)并联设置；
所述压缩机(2)的入口通过管道与气分器(4)的出口连通，靠近气分器(4)出口一侧的管道上设置有低压开关(24)，靠近压缩机(2)入口一侧的管道上设置有用于检测吸气温度的第二感温探头(22)，低压开关(24)与第二感温探头(22)之间连通的管道上设置有第二压力表(26)；所述压缩机(2)的出口通过四通阀(27)分别与冷凝器(3)的入口和双源蒸发器(1)连通，处于制热状态时压缩机(2)的出口通过四通阀(27)与冷凝器(3)导通，高温换热工质由压缩机(2)流入冷凝器(3)后为用户供暖，处于制冷状态时压缩机(2)的出口通过四通阀(27)与双源蒸发器(1)导通，换热工质由压缩机(2)流入双源蒸发器(1)中，靠近压缩机(2)出口一侧的管道上设置有用于检测排气温度的第一温感探头(21)，靠近四通阀(27)入口一侧的管道上设置有第一压力表(25)，第一温感探头(21)与第一压力表(25)连通的管道上设置有高压开关(23)；
所述冷凝器(3)的出口通过三通分别与第三单向阀(83)的入口和第五单向阀(85)的出口连通，第三单向阀(83)和第五单向阀(85)控制液体流动的方向相反，第三单向阀(83)的出口通过三通分别与第四单向阀(84)的出口和储液罐(7)的入口连通，第三单向阀(83)与第四单向阀(84)控制液体流动的方向相反，储液罐(7)的出口与第一过滤器(51)的入口连通，第一过滤器(51)的出口通过三通分别与第一电磁阀(61)和第二过滤器(52)的入口连通，第一电磁阀(61)通过电磁膨胀阀(63)与压缩机(2)的入口连通，第二过滤器(52)的出口与第二电磁阀(62)的入口连通，第二电磁阀(62)的出口通过三通分别与第五单向阀(85)的入口和第六单向阀(86)的入口连通，第五单向阀(85)和第六单向阀(86)控制液体流动的方向相反，第四单向阀(84)的入口与第六单向阀(86)的出口通过三通与第一冷热调节开关(91)和第二冷热调节开关(92)连通。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能双源热泵，其特征在于：制冷状态时所述第一冷热调节开关(91)与第二冷热调节开关(92)同时关闭，第三冷热调节开关(93)开启，制热状态时所述第三冷热调节开关(93)关闭，依据控制要求第一冷热调节开关(91)与第二冷热调节开关(92)交替开启。
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