CN220417671U - 一种利用太阳能蓄热的热泵热水机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型要解决的技术问题是提供一种利用太阳能蓄热的热泵热水机，将太阳能热量储能在储能装置内，不间断的为冷媒相变蒸发提供热量，降低产品使用环境的影响，其包括太阳能集热器、热水换热器、储能装置和压缩机，所述储能装置内设有吸热换热器和散热换热器，所述储能装置为装填相变储能材料的密闭罐体，所述太阳能集热器的进液口和出液口分别连通所述散热换热器的出口和进口，所述压缩机的吸气口连通所述吸热换热器的出口、排气口连通所述热水换热器的供热侧进口，所述热水换热器的供热侧出口连通所述吸热换热器的进口。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能与热泵联合供热领域，具体涉及一种利用太阳能蓄热的热泵热水机。
背景技术
我国提出，二氧化碳排放力争2030年前达到峰值，力争2060年前实现碳中和。“双碳”战略倡导绿色、环保、低碳的生活方式。加快降低碳排放步伐，有利于引导绿色技术创新，提高产业和经济的全球竞争力。
以燃煤为基础的供暖模式所带来的负面影响越来越不能适应社会绿色发展的要求。太阳能产品和热泵产品作为节能产品受到了世界各国的普遍重视，但是常规太阳能热水系统易受气候环境的影响，在阴雨天气，太阳辐射减少难以满足用户对热量需求，而空气源热泵在气温较低的天气供热能力和产品性能系数会降低，两者结合起来形成太阳能热泵系统，然而仍存在上述问题。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种利用太阳能蓄热的热泵热水机，将太阳能热量储能在储能装置内，不间断的为冷媒相变蒸发提供热量，降低产品使用环境的影响。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：
一种利用太阳能蓄热的热泵热水机，包括太阳能集热器、热水换热器、储能装置和压缩机，所述储能装置内设有吸热换热器和散热换热器，所述储能装置为装填相变储能材料的密闭罐体，
所述太阳能集热器的进液口和出液口分别连通所述散热换热器的出口和进口，所述压缩机的吸气口连通所述吸热换热器的出口、排气口连通所述热水换热器的供热侧进口，所述热水换热器的供热侧出口连通所述吸热换热器的进口。
进一步的，所述储能装置内装填的相变储能材料为相变温度55℃的水合盐类相变材料。
进一步的，所述散热换热器为盘管换热器，所述散热换热器放置在所述储能装置内，所述散热换热器的外径与所述储能装置的内径相等。
进一步的，所述吸热换热器包括若干根竖向的换热管，所述若干根换热管竖向贯穿所述储能装置的上下两端，若干根换热管的上下两端分别接通有汇集管口。
进一步的，所述储能装置的外壁设置带有保温层的外壳。
进一步的，所述热水换热器的供热侧出口与所述吸热换热器的进口之间设有节流装置和过滤器。
本发明与现有技术相比所取得的有益效果如下：
1、储能装置内设有吸热换热器和散热换热器，所述储能装置为装填相变储能材料的密闭罐体，通过散热换热器将太阳能热量储能在储能装置内，通过吸热换热器不间断的为冷媒相变蒸发提供热量，换热后的冷媒经过压缩机流经热水换热器与用户端水进行热量交换，从而降低产品使用环境的影响；
2、通过太阳能集热器作为热泵的热量吸收装置，热量吸收效率高；
3、太阳能集热器+储能装置代替原空气源热泵蒸发器，产品可在低温环境中使用，提高了产品的效率和性能；
4、储能装置内装填的相变储能材料为相变温度55℃的水合盐类相变材料，能够高效储能，方便不间断的为冷媒相变蒸发提供热量；
5、吸热换热器包括若干根竖向的换热管，所述若干根换热管竖向贯穿所述储能装置的上下两端，若干根换热管的上下两端分别接通有汇集管口，保证吸热换热器充分吸收热量。
附图说明
图1为本实用新型所述热泵热水机示意图；
图2为本实用新型所述储能装置示意图；
图中：1、太阳能集热器，2、热水换热器，3、储能装置，4、吸热换热器，5、散热换热器，6、节流装置，7、压缩机，8、外壳，9、相变储能材料。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
在实用新型的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”等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。
如图1-2所示，本实施例公开一种利用太阳能蓄热的热泵热水机，包括太阳能集热器1、热水换热器2、储能装置3、吸热换热器4、散热换热器5、节流装置6、过滤器和压缩机7。
储能装置3为装填相变储能材料9的密闭罐体，在本实施例中，装填的相变储能材料为相变温度55℃的水合盐类相变材料。为了保温，在储能装置3的外壁设置带有保温层的外壳8。吸热换热器4和散热换热器5设置在储能装置3内，其中，散热换热器5为盘管换热器，散热换热器5放置在储能装置3内，散热换热器5的外径与储能装置3的内径相等。热换热器包括若干根竖向的换热管，若干根换热管竖向贯穿储能装置3的上下两端，若干根换热管的上下两端分别接通有汇集管口，散热换热器5与吸热换热器4均采用铜管制作而成，从而保证与相变储能材料充分接触，换热效率高。
太阳能集热器1作为热量吸收装置，吸收太阳能中热量；太阳能集热器1的进液口和出液口分别通过铜管连通散热换热器5的出口和进口。压压缩机7作为能量驱动装置，压缩机7形式包含但不局限于定频、变频、转子式、涡旋式。压缩机7的吸气口通过铜管连通吸热换热器4的出口、排气口通过管道连通热水换热器2的供热侧进口，热水换热器2的供热侧出口通过管道依次连通过滤器、节流装置6和吸热换热器4的进口。热水换热器2的形式包含但不局限于高效罐换热器、板式换热器、壳管换热器；节流装置6用于对冷媒进行节流，节流装置6形式包含但不局限于毛细管、电子膨胀阀。
本实用新型利用太阳能资源，太阳能集热器1用于热量吸收，将热量传递储存在储能装置3中进行热量存储和交换，储能装置3的能量作为介质相变能量来源，换热后的冷媒经过压缩机7流经热水换热器2与用户端水进行热量交换，后经节流装置6后重新进入储能装置3进行热量吸收，完成整个介质循环过程，本实用新型所述利用太阳能蓄热的热泵热水机工作过程如下：
太阳能热量经由太阳能集热器1吸收，通过管路循环将热量通过散热换热器5存储在储能装置3中，热量交换完成后再流入太阳能集热器1进行能量吸收，太阳能集热器1内流通介质选择丙二醇溶液，可在-25℃低温下进行使用；太阳能集热器1+储能装置3代替原空气源热泵翅片蒸发器，作为压缩机7冷媒相变蒸发热量来源装置，冷媒流经储能装置3后通过吸热换热器4吸收储能装置3中的能量，发生相变，液态冷媒变为气态冷媒，气态冷媒进入压缩机7；
高温高压的气态冷媒在压缩机7的排气口流出进入热水换热器2，气态冷媒在热水换热器2中与用户端水进行热量交换，变为高压液态冷媒，用户端冷水进热水出，对用户端水温进行加热，满足用户用水需求；换热完成后的高压液态冷媒，通过节流装置6，变为低压的液态冷媒，一般在节流装置6前管路连接中会加入过滤器进行过滤；低温低压液态冷媒进入储能装置3内的吸热换热器4进行热量交换，再次吸收热量，构成冷媒循环通道，完成整个冷媒循环过程。
本实用新型利用太阳能资源，通过太阳能集热器作为热量吸收装置，代替原有空气源热泵的翅片蒸发器，具有集热器效率高、供热性能系数高、受天气环境影响小等优点；太阳能介质使用丙二醇进行热量交换，可以在-25℃低温情况下使用，提高热泵产品环境适用范围；通过储能装置进行热量存储，将太阳能能量存储在储能装置中，在热量循环过程中，使热量不间断获取，降低环境对产品性能的影响；在原有空气源热泵基础上减少风机、电机等物料使用，降低产品体积，提高产品性能、降低产品成本、降低产品噪音、提高产品节能效果。
Claims (6)
1.一种利用太阳能蓄热的热泵热水机，其特征在于，包括太阳能集热器、热水换热器、储能装置和压缩机，所述储能装置内设有吸热换热器和散热换热器，所述储能装置为装填相变储能材料的密闭罐体，
所述太阳能集热器的进液口和出液口分别连通所述散热换热器的出口和进口，所述压缩机的吸气口连通所述吸热换热器的出口、排气口连通所述热水换热器的供热侧进口，所述热水换热器的供热侧出口连通所述吸热换热器的进口。
2.根据权利要求1所述的热泵热水机，其特征在于，所述储能装置内装填的相变储能材料为相变温度55℃的水合盐类相变材料。
3.根据权利要求2所述的热泵热水机，其特征在于，所述散热换热器为盘管换热器，所述散热换热器放置在所述储能装置内，所述散热换热器的外径与所述储能装置的内径相等。
4.根据权利要求2所述的热泵热水机，其特征在于，所述吸热换热器包括若干根竖向的换热管，所述若干根换热管竖向贯穿所述储能装置的上下两端，若干根换热管的上下两端分别接通有汇集管口。
5.根据权利要求1所述的热泵热水机，其特征在于，所述储能装置的外壁设置带有保温层的外壳。
6.根据权利要求1-5任一项所述的热泵热水机，其特征在于，所述热水换热器的供热侧出口与所述吸热换热器的进口之间设有节流装置和过滤器。
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