一种微通道丙烷直膨式太阳能热泵热水器制造技术

技术编号:18004340 阅读:51 留言:0更新日期:2018-05-21 05:59
本发明专利技术公开了一种微通道丙烷直膨式太阳能热泵热水器,属于太阳能热泵和能源供热领域。其包括集热器、冷凝器、蓄热水箱、电子膨胀阀、压缩机及相关连接管路,集热器包括集管一和若干个微通道管路,相邻的微通道管路通过集管一连接,在每个微通道管路外均套置有真空玻璃管,微通道管路为圆弧形扁管,且其圆弧凹面面向太阳光,真空玻璃管正对微通道管路凸面的内表面侧涂抹有反射涂料,反射涂料用于将从微通道管路两侧的空隙泄露未被利用的太阳光照利用真空玻璃管内的反光涂料收集起来,并反射到微通道管路的凸面侧进行二次利用。本发明专利技术中各个部件都对能源利用做到最优化把控,全方位的减少了能量损失,具有设备利用率高、节能环保效果显著等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种微通道丙烷直膨式太阳能热泵热水器
本专利技术属于太阳能热泵和能源供热领域,涉及一种太阳能热水器,具体涉及一种微通道丙烷直膨式太阳能热泵热水器。
技术介绍
生活热水、空调、供暖等建筑能源消耗占据全国商品能源消耗的五分之一以上。节能减排作为寻找新能源之后能够实现能源节约、污染控制和提高能源利用效率的重要课题,已成为解决环境问题和实现经济快速增长并延长新能源寻求时间的重要手段。我国太阳能集热器现有产品在玻璃透过率、高效选择性涂层、整体结构设计和生产工艺方面存在能源利用效率不高等问题。氢氯氟烃类制冷剂R22在大气层中分解出的氯原子会对大气臭氧层产生强烈的破坏作用,环境污染问题严重。常规集热器热量利用率低,太阳光照损失较严重,各流道流量分布不均造成温度场和速度场的分布不均进而造成水箱水温分布不均的问题。直膨式太阳能热泵技术从根本上解决太阳能供应不稳定问题,太阳能集热器即为热泵蒸发器,制冷剂作为集热介质在太阳能集热/蒸发器中直接吸收太阳辐射能而蒸发,有效降低集热器表面温度,有利于提高集热效率;对于热泵系统而言,它可以有效提高蒸发温度,热泵机组性能将得到很大改善,这使得系统供热性能系数COP较高,节能效果明显。制冷剂丙烷R290是环保型工质,热传递性好而且流动粘度系数小,成本价格低,且消耗臭氧潜能值(ODP)为零,全球变暖潜能值(GWP)极小,具有良好的环保特性,但它易燃易爆的缺点是目前限制其大规模推广的最大障碍。
技术实现思路
本专利技术的任务在于提供一种微通道丙烷直膨式太阳能热泵热水器,其中主要通过对集热器和冷凝器进行优化及改进,提高了太阳能利用率及热力性能,同时更兼环保节能的特性。其技术解决方案包括:一种微通道丙烷直膨式太阳能热泵热水器,其包括集热器、冷凝器、蓄热水箱、电子膨胀阀及相关连接管路,所述集热器包括集管一和若干个微通道管路,相邻的微通道管路通过所述集管一连接,在每个微通道管路外均套置有真空玻璃管,所述微通道管路为圆弧形扁管,且其圆弧凹面面向太阳光,所述真空玻璃管正对所述微通道管路凸面的内表面侧涂抹有反射涂料,所述反射涂料用于将从微通道管路两侧的空隙泄露未被利用的太阳光照利用真空玻璃管内的反光涂料收集起来,并反射到微通道管路的凸面侧进行二次利用。上述技术方案中,微通道管路设计为圆弧行扁管,圆弧凹面面向太阳,且微通道圆弧扁管外套有真空玻璃管,真空玻璃管正对微通道圆弧扁管凸面的内表面侧涂抹太阳能高效反射涂料,将从微通道圆弧扁管两侧的空隙泄露未被利用的太阳光照利用真空玻璃管内的反光涂料收集起来再反射到微通道圆弧扁管的凸面侧进行二次利用,使微通道圆弧扁管从正面和背面都能够吸收太阳光照,提高太阳能利用效率,既能利用直射太阳光线,也能充分利用四周的散射的光线,全方位的太阳光都能被集热器所吸收,因此相当于聚光型集热器。作为本专利技术的一个优选方案,所述冷凝器包括集管二和若干个微通道冷凝管道,所述微通道冷凝管道以圆环状排列方式垂直均匀包覆于所述蓄热水箱的内胆水箱外侧,所述集管二采用放射状导流管均匀分配制冷剂于微通道冷凝管道内。上述技术方案中,微通道冷凝管道以圆环状排列方式垂直均匀包覆于内胆水箱外侧,避免与水直接接触而导致的腐蚀,提高冷凝器的可靠性。集管二采用放射状导流管均匀分配制冷剂于微通道流道内,解决离心力和重力问题造成的制冷剂分配不均而导致的换热不均匀。为提高保温效果,整个蓄热水箱外壁采用聚氨酯发泡材料保温,同时有彩钢板加以保护,水箱内上部设有温度传感器和进水口;底部增加排污管和出水口,通过水压即可直接将热水自动排出,无需循环水泵,简化水箱结构。作为本专利技术的另一个优选方案,所述集热器上面加装有真空型玻璃盖板。上述技术方案中,通过在集热器上面加装真空型玻璃盖板,使散热尽可能留在盖板内部,减少热量的损失,最大程度的利用太阳光照,保温节能。优选的,所述集管一上下各一,形状为倒漏斗状圆形集管,所述集管一的截面与微通道管路的流道流向垂直。上述技术方案中,集管一与每个微通道管路之间尽可能同程,保证各管道的阻力尽量相等,并且集管一采用竖向流入,入口处增加导流管,平均分配流量,解决离心力和重力问题造成的制冷剂分配不均而导致的换热不均匀。进一步的,在所述压缩机的排气管路、及电子膨胀阀的出口管路上分别设有一个用于防止微通道管路堵塞的过滤器。上述技术方案带来的直接有益效果为:为了防止灰尘、金属碎屑等杂物进入微通道换热器中造成堵塞。进一步的,所述压缩机为带有视液镜的变频压缩机。采用了带有视液镜的变频压缩机和相匹配的电子膨胀阀,可根据温度变化迅速调整步数值,消除延迟,最大限度的调节功率和制冷剂流量,使热泵系统快速达到稳定状态,让太阳能利用率达到最优化。进一步的,所述微通道管路和集管一均采用工业纯铝配合热轧吹胀法制作而成。进一步的,所述集管一入口处设置有导流片与导流管。入口处增加导流片与导流管,平均分配制冷剂流量,解决离心力和重力问题造成的制冷剂分配不均而导致的换热不均匀。本专利技术中各个部件都对能源利用做到最优化把控,全方位的减少了能量损失,具有寿命长、设备利用率高、节能环保效果显著、热力性能高、技术经济性能高等优点,是一种节能环保型的建筑复合能量系统。附图说明下面结合附图对本专利技术做进一步说明:图1为新型微通道丙烷直膨式太阳能热泵热水器结构图图2为微通道太阳能集热/蒸发器的整体结构图图3为微通道集热器上换热管与真空管细节图图4为微通道冷凝器及蓄热水箱的结构图1、微通道管路,2、高效反射涂料,3、真空玻璃管,4、集管一,5、均流器,6、导流管,7、导流片,8、内胆水箱,9、外壳体,10、导流钢球,11、导流管,12、微通道冷凝管道,13、支撑架,14、压缩机。具体实施方式本专利技术公开了一种微通道丙烷直膨式太阳能热泵热水器,为了使本专利技术的优点、技术方案更加清楚、明确,下面结合具体实施例对本专利技术做详细说明。结合图1-图4所示,本专利技术微通道丙烷直膨式太阳能热泵热水器包括集热器、冷凝器、蓄热水箱、电子膨胀阀及相关连接管路,其中作为本专利技术的主要改进点之一的集热器,其由集热器外框、若干个微通道管路1、真空玻璃管3、集管一4和真空型玻璃盖板组成,相邻的微通道管路1通过集管一4连接,在每个微通道管路外均套置有真空玻璃管3,微通道管路1为圆弧形扁管,且其圆弧凹面面向太阳光,真空玻璃管3正对微通道管路凸面的内表面侧涂抹有高效反射涂料2,高效反射涂料2用于将从微通道管路两侧的空隙泄露未被利用的太阳光照利用真空玻璃管内的反光涂料收集起来,并反射到微通道管路的凸面侧进行二次利用。冷凝器包括集管二和若干个微通道冷凝管道12,微通道冷凝管道以圆环状排列方式垂直均匀包覆于蓄热水箱的内胆水箱8外侧,集管二采用放射状导流管均匀分配制冷剂于微通道冷凝管道内。微通道管路与集管一相连,集管一采用倒三角漏斗状圆形集管,集管一的截面与微通道管路的流道流向垂直,集管一与各个微通道管路之间尽可能同程,保证各管路的阻力尽量相等,并且集管一采用竖向流入,入口处增加导流片7和导流管6,平均分配流量。整个集热器外部加装真空型玻璃盖板的配套外框,真空型玻璃盖板与外框相扣。装设真空型玻璃盖板的作用是使散热尽可能留在盖板内部,减少热量的损失,最大程度的利用太阳光照,保温节能。为了防止灰尘、金属碎屑等杂物进入本文档来自技高网...
一种微通道丙烷直膨式太阳能热泵热水器

【技术保护点】
一种微通道丙烷直膨式太阳能热泵热水器,其包括集热器、冷凝器、蓄热水箱、电子膨胀阀、压缩机及相关连接管路,其特征在于:所述集热器包括集管一和若干个微通道管路,相邻的微通道管路通过所述集管一连接,在每个微通道管路外均套置有真空玻璃管,所述微通道管路为圆弧形扁管,且其圆弧凹面面向太阳光,所述真空玻璃管正对所述微通道管路凸面的内表面侧涂抹有反射涂料,所述反射涂料用于将从微通道管路两侧的空隙泄露未被利用的太阳光照利用真空玻璃管内的反射涂料收集起来,并反射到微通道管路的凸面侧进行二次利用。

【技术特征摘要】
1.一种微通道丙烷直膨式太阳能热泵热水器,其包括集热器、冷凝器、蓄热水箱、电子膨胀阀、压缩机及相关连接管路,其特征在于:所述集热器包括集管一和若干个微通道管路,相邻的微通道管路通过所述集管一连接,在每个微通道管路外均套置有真空玻璃管,所述微通道管路为圆弧形扁管,且其圆弧凹面面向太阳光,所述真空玻璃管正对所述微通道管路凸面的内表面侧涂抹有反射涂料,所述反射涂料用于将从微通道管路两侧的空隙泄露未被利用的太阳光照利用真空玻璃管内的反射涂料收集起来,并反射到微通道管路的凸面侧进行二次利用。2.根据权利要求1所述的一种微通道丙烷直膨式太阳能热泵热水器,其特征在于:所述冷凝器包括集管二和若干个微通道冷凝管道,所述微通道冷凝管道以圆环状排列方式垂直均匀包覆于所述蓄热水箱的内胆水箱外侧,所述集管二采用放射状导流管均匀分配制冷剂于微通道冷凝管道内。3.根据权利要求1或2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员:孔祥强孙鹏龙李瑛李见波高琛李楠
申请(专利权)人:山东科技大学
类型:发明
国别省市:山东,37

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