太陽能熱泵供熱系統技術方案

本實用新型專利技術涉及一種太陽能熱泵供熱系統，由集熱器、循環泵、換熱器、壓縮機、冷凝器、膨脹閥構成，其特征是：集熱器由一個集熱器單元，或一個以上串聯或并聯的集熱器單元構成，集熱器工質為防凍液，集熱器單元由直管并聯構成，集熱器單元設有入口和出口，入口、出口對角設置；換熱器是太陽能熱泵供熱系統的蒸發器。其優點是：把循環泵、換熱器、壓縮機、冷凝器、膨脹閥置于熱泵機組內，熱泵工質路徑短、壓縮機回油容易，延長了壓縮機使用壽命；熱泵機組與防凍液工質低溫集熱器通過防凍液管道連接，降低了熱泵供熱系統安裝調試難度；集熱器工作溫度范圍寬、工作溫度通常低于氣溫、可以同時吸收太陽能、空氣能、環境能，集熱效率高。

【技術實現步驟摘要】
太陽能熱泵供熱系統
本技術涉及的是一種太陽能熱泵供熱系統，屬于太陽能熱利用

技術介紹
目前在寒冷和嚴寒地區清潔能源供熱，大量采用太陽能真空玻璃管熱水器供熱、空氣源熱泵供熱。雖然太陽能儲量巨大而又清潔，但是太陽能熱泵供熱由于諸多技術問題亟待解決，幾乎沒有應用。直膨式太陽能熱泵供熱，由于太陽能單位面積功率低，集熱器面積較大，集熱器直接做為熱泵蒸發器，熱泵工質路徑長，使得壓縮機回油變的困難，壓縮機缺油使得壓縮機壽命減少。另外，直膨式太陽能熱泵供熱，工質充注量大，現場施工難度大、專業性較強。非直膨式太陽能熱泵供熱，集熱器工質為水，工作溫度不能低于攝氏零度，在寒冷和嚴寒地區應用需要有透光措施和保溫措施，設置有透光措施和保溫措施的集熱器就不能同時吸收空氣能，且集熱效率下降、成本提高，用戶不好接受。太陽能真空玻璃管熱水器不能同時吸收空氣能，空氣源熱泵不能吸收太陽能。
技術實現思路
本技術的目的是為了克服現有太陽能熱泵供熱技術的不足，提供一種集熱器工作溫度范圍寬、工作溫度通常低于氣溫、可以同時吸收太陽能、空氣能、環境能，集熱效率高的太陽能熱泵供熱系統。本技術的目的是有以下方式實現的：一種太陽能熱泵供熱系統，由集熱器、循環泵、換熱器、壓縮機、冷凝器、膨脹閥構成，其特征是：集熱器由一個集熱器單元，或一個以上串聯或并聯的集熱器單元構成，集熱器工質為防凍液，集熱器單元由直管并聯構成，集熱器單元設有一個入口和一個出口，入口、出口對角設置；換熱器是太陽能熱泵供熱系統的蒸發器。所述集熱器單元可以采用鋁排管、金屬材料管或非金屬管材制作。所述集熱器、循環泵、換熱器的發熱端通過管路連接構成封閉的集熱器工質循環系統；換熱器的吸熱端、壓縮機、冷凝器、膨脹閥構成封閉的熱泵工質循環系統。循環泵使防凍液工質從集熱器單元入口進、出口出，從而把集熱器吸收的熱能通過工質帶出集熱器；同時循環泵使集熱器工質在換熱器中流動，從而把傳遞到集熱器工質的集熱器吸收之熱能再傳遞到熱泵工質。防凍液工質低溫集熱器工作溫度通常低于氣溫，在寒冷和嚴寒地區，工作溫度可以達到零下30℃以下，甚至達到零下40℃以下，防凍液工質低溫集熱器安裝在戶外，集熱器吸熱體外不封閉，防凍液工質低溫集熱器可以同時吸收太陽能、空氣能、環境能甚至風能。依據工質最低工作溫度，防凍液可以是不同濃度的乙二醇溶液、導熱油或其它能夠作為防凍液的化學溶液。本技術的的優點是：把循環泵、換熱器、壓縮機、冷凝器、膨脹閥置于熱泵機組內，熱泵工質路徑短、壓縮機回油容易，延長了壓縮機使用壽命；熱泵機組與防凍液工質低溫集熱器通過防凍液管道連接，降低了熱泵供熱系統安裝調試難度；集熱器工作溫度范圍寬、工作溫度通常低于氣溫、可以同時吸收太陽能、空氣能、環境能，集熱效率高。附圖說明圖1為本技術的太陽能熱泵熱水供熱系統的結構示意圖。圖2為本技術的太陽能熱泵熱風供熱系統的結構示意圖。圖3為用集熱器單元串聯組成的集熱器結構示意圖。圖4為用集熱器單元并聯組成的集熱器結構示意圖。圖1、2、3、4中，1為集熱器單元，2為防凍液膨脹罐，3為循環泵，4為換熱器，5為壓縮機，6為冷凝器，7為膨脹閥，8為太陽能熱泵熱水供熱系統的熱水輸出端，9為風機盤管式冷凝器。具體實施方式下面結合附圖對本專利技術的實施方式進行具體說明，本實施方式是在本專利技術技術方案為前提進行具體實施的，給出了具體實施方式，但本專利技術的保護范圍不限于下述的實施例。如圖1所示，一種太陽能熱泵熱水供熱系統，包括集熱器單元1、防凍液膨脹罐2、循環泵3、換熱器4形成的集熱器工質循環系統；換熱器4、壓縮機5、冷凝器6、膨脹閥7形成的熱泵工質循環系統。通過集熱器工質循環系統和熱泵工質循環系統，把傳遞到換熱器4中的集熱器單元1收集到的熱能、壓縮機消耗的電能，同時傳遞到冷凝器6（不計損耗）。傳遞到冷凝器6的熱能，通過太陽能熱泵熱水供熱系統的熱水輸出端8輸出。如圖2所示，一種太陽能熱泵熱風供熱系統，包括集熱器單元1、防凍液膨脹罐2、循環泵3、換熱器4形成的集熱器工質循環系統；換熱器4、壓縮機5、風機盤管式冷凝器9、膨脹閥7形成的熱泵工質循環系統。通過集熱器工質循環系統和熱泵工質循環系統，把傳遞到換熱器4中的集熱器單元1收集到的熱能、壓縮機消耗的電能，同時傳遞到風機盤管式冷凝器9（不計損耗）。傳遞到風機盤管式冷凝器9的熱能，通過風機盤管式冷凝器熱風輸出。如圖1、2、3、4所示，集熱器由一個集熱器單元1，或一個以上串聯或并聯的集熱器單元1構成。集熱器單元1由直管并聯構成，以減少防凍液工質在集熱器單元1中流動的阻力，集熱器單元1設有入口、出口，入口、出口對角設置，以便防凍液工質在集熱器單元中流動的均勻性。如圖3所示，由一個以上集熱器單元1串聯構成的集熱器，每個集熱器單元設置有一個入口和一個出口。如圖4所示，由一個以上集熱器單元1并聯構成的集熱器，每個集熱器單元設置有一個入口和一個出口。集熱器工質循環如圖1、2所示，集熱器工質循環系統包括集熱器單元1、防凍液膨脹罐2、循環泵3、換熱器4。集熱器單元1出口通過防凍液管道連接到防循環泵3入口，循環泵3出口通過防凍液管道連接到換熱器4集熱器工質入口，換熱器4集熱器工質出口通過防凍液管道連接到集熱器單元1入口，形成集熱器工質（防凍液）閉合回路，通過循環泵3使集熱器工質在這個集熱器工質閉合回路中循環，把集熱器單元1收集到的熱能傳遞到換熱器4中。防凍液膨脹罐2與集熱器單元1相聯，使集熱器工質閉合回路中的防凍液工質熱脹冷縮時，有一緩存空間。熱泵工質循環如圖1、2所示，熱泵工質循環系統包括換熱器4，壓縮機5，冷凝器6，膨脹閥7。換熱器4熱泵工質出口通過熱泵工質管道連接到壓縮機5入口，壓縮機5出口通過熱泵工質管道連接到冷凝器6、9熱泵工質入口，冷凝器6、9熱泵工質出口通過熱泵工質管道連接到膨脹閥7入口，膨脹閥7出口通過熱泵工質管道連接到換熱器4熱泵工質入口，形成熱泵工質閉合回路，壓縮機5使熱泵工質在該回路中循環，把傳遞到換熱器4中的集熱器收集到的熱能、壓縮機消耗的電能，同時傳遞到冷凝器6或風機盤管式冷凝器9（不計損耗）。換熱器4為熱泵系統的蒸發器。如圖1、2所示，制熱時，集熱器單元1安裝在戶外，集熱器單元1吸熱體外部不封閉，集熱器單元1可以同時吸收太陽能、空氣能、環境能甚至風能。依據集熱器工質最低工作溫度，防凍液可以是不同濃度的乙二醇溶液、導熱油或或其它能夠作為防凍液的化學溶液。用于制冷時，集熱器單元1安裝在封閉的、需要制冷的環境中。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種太陽能熱泵供熱系統，由集熱器、循環泵、換熱器、壓縮機、冷凝器、膨脹閥構成，其特征是：集熱器由一個集熱器單元，或一個以上串聯或并聯的集熱器單元構成，集熱器工質為防凍液，集熱器單元由直管并聯構成，集熱器單元設有一個入口和一個出口，入口、出口對角設置；換熱器是太陽能熱泵供熱系統的蒸發器。/n

【技術特征摘要】
1.一種太陽能熱泵供熱系統，由集熱器、循環泵、換熱器、壓縮機、冷凝器、膨脹閥構成，其特征是：集熱器由一個集熱器單元，或一個以上串聯或并聯的集熱器單元構成，集熱器工質為防凍液，集熱器單元由直管并聯構成，集熱器單元設有一個入口和一個出口，入口、出口對角設置；換熱器是太陽能熱泵供熱系統的蒸發器。


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【專利技術屬性】
技術研發人員：魏毅立，吳振奎，張繼紅，楊培宏，張自雷，
申請(專利權)人：包頭市愛能控制工程有限責任公司，
類型：新型
國別省市：內蒙古;15