直膨式太阳能热泵系统技术方案

本发明专利技术属于能源类供热及空调技术领域，具体涉及一种能够收集太阳能和利用相变材料进行蓄能，然后用于采暖、生活热水和空调制冷的直膨式太阳能热泵系统，由太阳能集热器/蓄热/蒸发器，两个三通阀门，气液分离器，四通换向阀，压缩机，冷凝换热器，四个单向阀门，电子膨胀阀，储液器，干燥过滤器以及辅助蒸发器组成，本发明专利技术集热、加热与蓄热于一体，减少了中间换热，提高了热量的利用率，缩小了设备的占地面积，降低了成本。可用于采暖以及生活用水，夏季可实现房间的制冷功能，其次采用相变材料的蓄热可以防止压缩机的进口压力过大，损害压缩机，本发明专利技术可以在太阳能强度较弱以及夜间时利用太阳能集热/储热器1中的相变材料的储放热实现其能量的连续使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于能源类供热及空调
，具体涉及一种能够收集太阳能和利用相变材料进行蓄能，然后用于采暖、生活热水和空调制冷的直膨式太阳能热泵系统。
技术介绍
能源在人们在生活中赖以生存的基础，是国家不可缺少的重要组成部分。而由于矿产资源的广泛开采，使得能源的储存很大的减少，如今能源的利用紧缺，能源的开发和利用越来越受到人们的重视。我国处于能源利用大国，可再生能源、清洁能源和替代能源急需开发和应用。太阳能作为一种清洁绿色能源，其环保性、持续性、丰富性等优点受到人们的青睐。直膨式太阳能热泵系统将太阳能的利用与热泵技术有机的结合起来，提高了太阳能的利用率，环保节能。但直膨式太阳能热泵稳定性差，易受季节、气候、昼夜环境的因素影响。专利“一种直膨式太阳能热泵空调系统”（CN103499163），介绍了一种带相变蓄能的太阳能热泵系统，将太阳能与相变蓄热有机的结合一起，提高了直膨式太阳能的稳定性问题，但其系统结构相对复杂。专利“直膨式太阳能热泵空调及热水系统”（CN1515850A），结合了太阳能热泵与冰蓄冷空调，极大提高了集热器效率和热泵的性能，但其没有考虑环境变化对其的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新的直膨式太阳能热泵系统，以提高现有直膨式太阳能热泵系统的稳定性问题，减少环境因素对其的影响，同时简化系统的结构。本专利技术所采用的技术方案：一种直膨式太阳能热泵系统，由太阳能集热/蓄热/蒸发器，两个三通阀门，气液分离器，四通换向阀，压缩机，冷凝换热器，四个单向阀门，电子膨胀阀，储液器，干燥过滤器，储热水箱以及辅助蒸发器组成；其中，所述太阳能集热/蓄热/蒸发器包括槽型壳体和横穿槽型壳体的液体管道，所述槽型壳体的槽口处设置有钢化玻璃使槽型壳体内腔形成密闭空间；所述槽型壳体内部设置有吸热铜管和吸热平板，所述吸热铜管为U形，其两个管口皆穿过槽型壳体侧壁至槽型壳体外部，所述吸热平板连接在吸热铜管的上管管壁上，所述槽型壳体内部还填充有相变材料，所述吸热平板水平覆盖在相变材料上表层，所述液体管道位于相变材料中；所述四个单向阀组成一个单向阀组，所述单向阀组有a、b、c、d四个接口，所述单向阀组的接口b依次通过储液器、干燥过滤器和电子膨胀阀与单向阀组的接口d连接；所述四通换向阀的接口a通过气液分离器与压缩机入口相连，压缩机的出口与四通换向阀的接口b连接，四通换向阀的接口c与冷凝换热器的a口连接，冷凝换热器的b口与单向阀组的接口a连接，单向阀组的接口c通过三通阀门a分别与蒸发器的一个接口和吸热铜管的上管管口相连，蒸发器的另一个接口和吸热铜管的下管管口皆通过三通阀门b连接在四通单向阀的接口d上；所述太阳能集热/蓄热/蒸发器的液体管道的出水口与冷凝换热器的d口皆连接在储热水箱的进水口上，所述冷凝换热器的c口为进水口，所述储热水箱上设置有与生活用水管道相连的出水口，所述冷凝换热器的d口还与室内空调设备相连。所述槽型壳体内部还设置有翅片，所述翅片位于相变材料中且同时与吸热铜管相连和液体管道相连。所述翅片同时连接吸热铜管的上管和下管，所述液体管道位于吸热铜管的上管和下管之间并穿过翅片。所述吸热铜管呈上管和下管水平，且上管位于下管的正上方的形态固定设置于槽型壳体内。所述槽型壳体内设置有至少两个吸热铜管，所述槽型壳体外设置有一个入液集总管和一个出液集总管，所述吸热铜管的上管管口和下管管口皆分别连接在入液集总管和出液集总管上，所述入液集总管的管口与三通阀门a相连，出液集总管与三通阀门b相连。所述槽型壳体内壁上还设置有保温层。所述太阳能集热/蓄热/蒸发器的液体管道的出水口与储热水箱、冷凝换热器的d出口与储热水箱之间皆设置有截止阀，所述储热水箱的出水口也设置有截止阀。所述冷凝换热器采用壳管式冷凝换热器。所述四个单向阀有两种流向。其一：制冷剂由a口至b口,经储液器9、干燥过滤器10,电子膨胀阀8至d口，再由d口至c口。其二：由c口至b口，经储液器9、干燥过滤器10,电子膨胀阀8至d口，再由d口至a口。本专利技术的有益效果：（1）本专利技术可以在太阳能强度较弱及夜间时利用太阳能集热/储热器中相变材料的储放热实现其能量的连续使用，有效提高了现有直膨式太阳能热泵系统的稳定性，降低了环境因素对其的影响；（2）本专利技术中吸热平板采用铝制吸热平板，且其上涂敷有吸热层，显著提高了太阳光的吸收和利用率；同时在吸热铜管的下方增加传热翅片，进一步强化了热传递效果；（3）本专利技术采用相变材料的蓄热可以防止压缩机的进口压力过大，损害压缩机，降低压缩机因此发生故障的概率。（4）本专利技术可用于采暖以及生活用水，且夏季可实现房间的制冷功能。（5）本专利技术集热、加热与蓄热于一体，中间换热少，热量利用率提高，设备的占地面积减小，成本降低。（6）本专利技术中冷凝换热器与太阳能集热器/蓄热/蒸发器汇于储热水箱21，实现热水的集中收集和太阳能的高效利用。附图说明图1是本专利技术直膨式太阳能热泵系统的结构图。图2位太阳能集热/蓄热/蒸发器的总装图。图3为太阳能集热/蓄热/蒸发器的主视剖面图。图4为太阳能集热/蓄热/蒸发器的侧视剖面图。图5为太阳能集热/蓄热/蒸发器内部管结构图。具体实施方式如图1、2、3、4、5所示，一种直膨式太阳能热泵系统，由太阳能集热/蓄热/蒸发器1，两个三通阀门2，气液分离器3，四通换向阀4，压缩机5，冷凝换热器6，四个单向阀门7，电子膨胀阀8，储液器9，干燥过滤器10，储热水箱21以及辅助蒸发器11组成；太阳能集热/蓄热/蒸发器1包括槽型壳体13和横穿槽型壳体的液体管道22，槽型壳体13的槽口处安装有钢化玻璃12使槽型壳体内腔形成密闭空间；槽型壳体内部安装有吸热铜管17和吸热平板18，吸热铜管为U形，其两个管口皆穿过槽型壳体侧壁至槽型壳体外部，吸热平板为铝制平板，其上还能够涂敷一层吸收涂层，连接在吸热铜管的上管管壁上，槽型壳体内部还填充有相变材料15，所述吸热平板水平覆盖在相变材料上表层，所述液体管道位于相变材料中；四个单向阀组成一个单向阀组，所述单向阀组有a、b、c、d四个接口，所述单向阀组的接口b依次通过储液器、干燥过滤器和电子膨胀阀与单向阀组的接口d连接；四通换向阀的接口a通过气液分离器与压缩机入口相连，压缩机的出口与四通换向阀的接口b连接，四通换向阀的接口c与冷凝换热器的a口连接，冷凝换热器的b口与单向阀组的接口a连接，单向阀组的接口c通过三通阀门a分别与蒸发器的一个接口和吸热铜管的上管管口相连，蒸发器的另一个接口和吸热铜管的下管管口皆通过三通阀门b连接在四通单向阀的接口d上；所述太阳能集热/蓄热/蒸发器的液体管道的出水口与冷凝换热器的d口皆连接在储热水箱的进水口上，所述冷凝换热器的c口为进水口，所述储热水箱上设置有与生活用水管道相连的出水口，所述冷凝换热器的d口还与室内空调设备相连。进一步，槽型壳体内部还安装有翅片16，翅片16位于相变材料中且本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直膨式太阳能热泵系统，其特征在于：该系统由太阳能集热/蓄热/蒸发器，两个三通阀门，气液分离器，四通换向阀，压缩机，冷凝换热器，四个单向阀门，电子膨胀阀，储液器，干燥过滤器，储热水箱以及辅助蒸发器组成；其中，所述太阳能集热/蓄热/蒸发器包括槽型壳体和横穿槽型壳体的液体管道，所述槽型壳体的槽口处设置有钢化玻璃使槽型壳体内腔形成密闭空间；所述槽型壳体内部设置有吸热铜管和吸热平板，所述吸热铜管为U形，其两个管口皆穿过槽型壳体侧壁至槽型壳体外部，所述吸热平板连接在吸热铜管的上管管壁上，所述槽型壳体内部还填充有相变材料，所述吸热平板水平覆盖在相变材料上表层，所述液体管道位于相变材料中；所述四个单向阀组成一个单向阀组，所述单向阀组有a、b、c、d四个接口，所述单向阀组的接口b依次通过储液器、干燥过滤器和电子膨胀阀与单向阀组的接口d连接；所述四通换向阀的接口a通过气液分离器与压缩机入口相连，压缩机5的出口与四通换向阀的接口b连接，四通换向阀的接口c与冷凝换热器的a口连接，冷凝换热器的b口与单向阀组的接口a连接，单向阀组的接口c通过三通阀门a分别与蒸发器的一个接口和吸热铜管的上管管口相连，蒸发器的另一个接口和吸热铜管的下管管口皆通过三通阀门b连接在四通单向阀的接口d上；所述太阳能集热/蓄热/蒸发器的液体管道的出水口与冷凝换热器的d口皆连接在储热水箱的进水口上，所述冷凝换热器的c口为进水口，所述储热水箱上设置有与生活用水管道相连的出水口，所述冷凝换热器的d口还与室内空调设备相连。...

【技术特征摘要】
1.一种直膨式太阳能热泵系统，其特征在于：该系统由太阳能集热/蓄热/蒸发器，两个三通阀门，气液分离器，四通换向阀，压缩机，冷凝换热器，四个单向阀门，电子膨胀阀，储液器，干燥过滤器，储热水箱以及辅助蒸发器组成；
其中，所述太阳能集热/蓄热/蒸发器包括槽型壳体和横穿槽型壳体的液体管道，所述槽型壳体的槽口处设置有钢化玻璃使槽型壳体内腔形成密闭空间；所述槽型壳体内部设置有吸热铜管和吸热平板，所述吸热铜管为U形，其两个管口皆穿过槽型壳体侧壁至槽型壳体外部，所述吸热平板连接在吸热铜管的上管管壁上，所述槽型壳体内部还填充有相变材料，所述吸热平板水平覆盖在相变材料上表层，所述液体管道位于相变材料中；
所述四个单向阀组成一个单向阀组，所述单向阀组有a、b、c、d四个接口，所述单向阀组的接口b依次通过储液器、干燥过滤器和电子膨胀阀与单向阀组的接口d连接；
所述四通换向阀的接口a通过气液分离器与压缩机入口相连，压缩机5的出口与四通换向阀的接口b连接，四通换向阀的接口c与冷凝换热器的a口连接，冷凝换热器的b口与单向阀组的接口a连接，单向阀组的接口c通过三通阀门a分别与蒸发器的一个接口和吸热铜管的上管管口相连，蒸发器的另一个接口和吸热铜管的下管管口皆通过三通阀门b连接在四通单向阀...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕彦力，袁培，郝亚萍，万培培，韩银丽，王苏华，
申请(专利权)人：郑州轻工业学院，
类型：发明
国别省市：河南;41