CN211952967U - 太阳能热泵供热系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种太阳能热泵供热系统，由集热器、循环泵、换热器、压缩机、冷凝器、膨胀阀构成，其特征是：集热器由一个集热器单元，或一个以上串联或并联的集热器单元构成，集热器工质为防冻液，集热器单元由直管并联构成，集热器单元设有入口和出口，入口、出口对角设置；换热器是太阳能热泵供热系统的蒸发器。其优点是：把循环泵、换热器、压缩机、冷凝器、膨胀阀置于热泵机组内，热泵工质路径短、压缩机回油容易，延长了压缩机使用寿命；热泵机组与防冻液工质低温集热器通过防冻液管道连接，降低了热泵供热系统安装调试难度；集热器工作温度范围宽、工作温度通常低于气温、可以同时吸收太阳能、空气能、环境能，集热效率高。
Description
技术领域
本实用新型涉及的是一种太阳能热泵供热系统，属于太阳能热利用技术领域。
背景技术
目前在寒冷和严寒地区清洁能源供热，大量采用太阳能真空玻璃管热水器供热、空气源热泵供热。虽然太阳能储量巨大而又清洁，但是太阳能热泵供热由于诸多技术问题亟待解决，几乎没有应用。
直膨式太阳能热泵供热，由于太阳能单位面积功率低，集热器面积较大，集热器直接做为热泵蒸发器，热泵工质路径长，使得压缩机回油变的困难，压缩机缺油使得压缩机寿命减少。另外，直膨式太阳能热泵供热，工质充注量大，现场施工难度大、专业性较强。
非直膨式太阳能热泵供热，集热器工质为水，工作温度不能低于摄氏零度，在寒冷和严寒地区应用需要有透光措施和保温措施，设置有透光措施和保温措施的集热器就不能同时吸收空气能，且集热效率下降、成本提高，用户不好接受。
太阳能真空玻璃管热水器不能同时吸收空气能，空气源热泵不能吸收太阳能。
发明内容
本实用新型的目的是为了克服现有太阳能热泵供热技术的不足，提供一种集热器工作温度范围宽、工作温度通常低于气温、可以同时吸收太阳能、空气能、环境能，集热效率高的太阳能热泵供热系统。
本实用新型的目的是有以下方式实现的：
一种太阳能热泵供热系统，由集热器、循环泵、换热器、压缩机、冷凝器、膨胀阀构成，其特征是：集热器由一个集热器单元，或一个以上串联或并联的集热器单元构成，集热器工质为防冻液，集热器单元由直管并联构成，集热器单元设有一个入口和一个出口，入口、出口对角设置；换热器是太阳能热泵供热系统的蒸发器。
所述集热器单元可以采用铝排管、金属材料管或非金属管材制作。
所述集热器、循环泵、换热器的发热端通过管路连接构成封闭的集热器工质循环系统；换热器的吸热端、压缩机、冷凝器、膨胀阀构成封闭的热泵工质循环系统。
循环泵使防冻液工质从集热器单元入口进、出口出，从而把集热器吸收的热能通过工质带出集热器；同时循环泵使集热器工质在换热器中流动，从而把传递到集热器工质的集热器吸收之热能再传递到热泵工质。
防冻液工质低温集热器工作温度通常低于气温，在寒冷和严寒地区，工作温度可以达到零下30℃以下，甚至达到零下40℃以下，防冻液工质低温集热器安装在户外，集热器吸热体外不封闭，防冻液工质低温集热器可以同时吸收太阳能、空气能、环境能甚至风能。依据工质最低工作温度，防冻液可以是不同浓度的乙二醇溶液、导热油或其它能够作为防冻液的化学溶液。
本实用新型的的优点是：把循环泵、换热器、压缩机、冷凝器、膨胀阀置于热泵机组内，热泵工质路径短、压缩机回油容易，延长了压缩机使用寿命；热泵机组与防冻液工质低温集热器通过防冻液管道连接，降低了热泵供热系统安装调试难度；集热器工作温度范围宽、工作温度通常低于气温、可以同时吸收太阳能、空气能、环境能，集热效率高。
附图说明
图1为本实用新型的太阳能热泵热水供热系统的结构示意图。
图2为本实用新型的太阳能热泵热风供热系统的结构示意图。
图3为用集热器单元串联组成的集热器结构示意图。
图4为用集热器单元并联组成的集热器结构示意图。
图1、2、3、4中，1为集热器单元，2为防冻液膨胀罐，3为循环泵，4为换热器，5为压缩机，6为冷凝器，7为膨胀阀，8为太阳能热泵热水供热系统的热水输出端，9为风机盘管式冷凝器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式进行具体说明，本实施方式是在本发明技术方案为前提进行具体实施的，给出了具体实施方式，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，一种太阳能热泵热水供热系统，包括集热器单元1、防冻液膨胀罐2、循环泵3、换热器4形成的集热器工质循环系统；换热器4、压缩机5、冷凝器6、膨胀阀7形成的热泵工质循环系统。通过集热器工质循环系统和热泵工质循环系统，把传递到换热器4中的集热器单元1收集到的热能、压缩机消耗的电能，同时传递到冷凝器6（不计损耗）。传递到冷凝器6的热能，通过太阳能热泵热水供热系统的热水输出端8输出。
如图2所示，一种太阳能热泵热风供热系统，包括集热器单元1、防冻液膨胀罐2、循环泵3、换热器4形成的集热器工质循环系统；换热器4、压缩机5、风机盘管式冷凝器9、膨胀阀7形成的热泵工质循环系统。通过集热器工质循环系统和热泵工质循环系统，把传递到换热器4中的集热器单元1收集到的热能、压缩机消耗的电能，同时传递到风机盘管式冷凝器9（不计损耗）。传递到风机盘管式冷凝器9的热能，通过风机盘管式冷凝器热风输出。
如图1、2、3、4所示，集热器由一个集热器单元1，或一个以上串联或并联的集热器单元1构成。集热器单元1由直管并联构成，以减少防冻液工质在集热器单元1中流动的阻力，集热器单元1设有入口、出口，入口、出口对角设置，以便防冻液工质在集热器单元中流动的均匀性。
如图3所示，由一个以上集热器单元1串联构成的集热器，每个集热器单元设置有一个入口和一个出口。
如图4所示，由一个以上集热器单元1并联构成的集热器，每个集热器单元设置有一个入口和一个出口。
集热器工质循环如图1、2所示，集热器工质循环系统包括集热器单元1、防冻液膨胀罐2、循环泵3、换热器4。集热器单元1出口通过防冻液管道连接到防循环泵3入口，循环泵3出口通过防冻液管道连接到换热器4集热器工质入口，换热器4集热器工质出口通过防冻液管道连接到集热器单元1入口，形成集热器工质（防冻液）闭合回路，通过循环泵3使集热器工质在这个集热器工质闭合回路中循环，把集热器单元1收集到的热能传递到换热器4中。防冻液膨胀罐2与集热器单元1相联，使集热器工质闭合回路中的防冻液工质热胀冷缩时，有一缓存空间。
热泵工质循环如图1、2所示，热泵工质循环系统包括换热器4，压缩机5，冷凝器6，膨胀阀7。换热器4热泵工质出口通过热泵工质管道连接到压缩机5入口，压缩机5出口通过热泵工质管道连接到冷凝器6、9热泵工质入口，冷凝器6、9热泵工质出口通过热泵工质管道连接到膨胀阀7入口，膨胀阀7出口通过热泵工质管道连接到换热器4热泵工质入口，形成热泵工质闭合回路，压缩机5使热泵工质在该回路中循环，把传递到换热器4中的集热器收集到的热能、压缩机消耗的电能，同时传递到冷凝器6或风机盘管式冷凝器9（不计损耗）。换热器4为热泵系统的蒸发器。
如图1、2所示，制热时，集热器单元1安装在户外，集热器单元1吸热体外部不封闭，集热器单元1可以同时吸收太阳能、空气能、环境能甚至风能。依据集热器工质最低工作温度，防冻液可以是不同浓度的乙二醇溶液、导热油或或其它能够作为防冻液的化学溶液。用于制冷时，集热器单元1安装在封闭的、需要制冷的环境中。
Claims (3)
1.一种太阳能热泵供热系统，由集热器、循环泵、换热器、压缩机、冷凝器、膨胀阀构成，其特征是：集热器由一个集热器单元，或一个以上串联或并联的集热器单元构成，集热器工质为防冻液，集热器单元由直管并联构成，集热器单元设有一个入口和一个出口，入口、出口对角设置；换热器是太阳能热泵供热系统的蒸发器。
2.根据权利要求1所述的太阳能热泵供热系统，其特征是：所述集热器单元可以采用铝排管或非金属管材制作。
3.根据权利要求1所述的太阳能热泵供热系统，其特征是：所述集热器、循环泵、换热器的发热端通过管路连接构成封闭的集热器工质循环系统；换热器的吸热端、压缩机、冷凝器、膨胀阀构成封闭的热泵工质循环系统。
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|---|---|---|---|---|
| CN113074401A (zh) * | 2021-04-26 | 2021-07-06 | 西安西热节能技术有限公司 | 一种提升极寒地区热水供热系统能力的系统及方法 |
| CN115978627A (zh) * | 2023-02-17 | 2023-04-18 | 包头市爱能控制工程有限责任公司 | 一种聚乙烯管集热器多源热泵供暖系统 |
| WO2024098738A1 (zh) * | 2022-11-11 | 2024-05-16 | 青岛海尔空调器有限总公司 | 空调器压缩机的回油控制方法、装置及空调器 |
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