一种太阳能‑空气源复合式热泵无水采暖系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种太阳能‑空气源复合式热泵无水采暖系统，包括太阳能集热器和供暖系统，其中，太阳能集热器包括若干个太阳能集热管、进气口和出气口，太阳能集热管分布在进气口与出气口之间，相邻太阳能集热管通过集联器连接，太阳能集热器内部构成气体通道；供暖系统中包括相互连通的蒸发器和供热结构；太阳能集热器的出气口通过管道与所述蒸发器连通，被太阳能集热器加热后的空气与蒸发器中的热媒进行换热，热媒受热蒸发，气体进入压缩机经过压缩后，变成高温度热媒，通过供热结构对外供热。室外空气先被太阳能空气集热器进行预加热，然后再和蒸发器内的制冷剂进行热量交换，不仅可以避免蒸发器的结霜，使得蒸发器有较高的换热效率。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于建筑环境与能源应用工程及供热工程
，具体涉及一种太阳能-空气源复合式热泵无水采暖系统。
技术介绍
空气源热泵具有使用灵活、节能、高效等优点，适合在公共建筑和居住建筑中使用。但是，具有以下几条缺点：当外界温度较低时，蒸发温度较低，系统的性能系数较低，在制取相同热量的情况下，能耗较大；另一方面，室外空气温度较低，容易在蒸发器上结霜，常用除霜方法为逆循环除霜，即通过四通换向阀换向，使热泵机组从制热运行模式切换到制冷运行模式，使压缩机排出来的高温热媒流经蒸发器，以提高蒸发器外表面温度，使得霜层融化，在除霜过程中，非但不能向室内提供热量，反而会从室内吸收热量，大大影响了空气源热泵的制热效果，所以空气源热泵系统在北方的使用具有很大的限制。太阳能的使用没有地域的限制，总量非常巨大，是一种永不枯竭的清洁能源。我国幅员辽阔，具有丰富的太阳能资源，尤其是在我国的西部和华北地区，太阳能具有巨大的开发潜力。但是太阳能资源是一种辐射能，必须转化成其他能量才能利用和存储。所以太阳能作为单一热源在使用上面临很大的挑战。地暖采暖作为一种新型供暖方式，在我国的使用越来越普遍，但是普通的水暖系统在使用过程中会出现漏水的现象，影响美观。而且水暖系统在使用过程中对水质有一定的要求，水质不达标容易出现结垢现象，影响使用。
技术实现思路
为了解决上述现有技术中存在的技术问题，本技术的一个目的是提供一种太阳能-空气源复合式热泵无水采暖系统，该采暖系统中，在太阳能空气集热器内通入空气，空气作为集热器中的载热介质，流经集热器内的集热板时被加热，被加热后的空气和蒸发器中的制冷剂换热，为地暖供热。这样可以解决空气源热泵系统在冬季热负荷较大的情况下使用时出现的蒸发器结霜以及系统性能较低的问题，同时提供了一种新型的地暖系统，该地暖系统的热媒不是水，而是压缩机用热媒，与其它形式的地板采暖相比，减少一次中间传热过程，有效提高了系统效率。本技术的另一个目的是提供一种利用上述太阳能-空气源复合式热泵无水采暖系统进行采暖的方法，该采暖方法将太阳能加热与空气源热泵有效地结合在一起，使采暖方法具有更好的加热效率和环境适应性。为了解决以上技术问题，本技术的技术方案为：一种太阳能-空气源复合式热泵无水采暖系统，包括太阳能集热器和供暖系统，其中，太阳能集热器包括若干个太阳能集热管、进气口和出气口，太阳能集热管分布在进气口与出气口之间，相邻太阳能集热管通过集联器连接，太阳能集热器内部构成气体通道；供暖系统中包括相互连通的蒸发器和供热结构；太阳能集热器的出气口通过管道与所述蒸发器连通，被太阳能集热器加热后的空气与蒸发器中的热媒进行换热，蒸发后的热媒经压缩后升温，对外供热。太阳能集热管可以对空气进行加热，加热后的空气与蒸发器中的热媒进行换热，可以避免空气温度过低时，容易在蒸发器上结霜，影响换热效率的弊端，同时避免对蒸发器产生损坏，延长空调系统的使用寿命，使该采暖系统具有更广的适用范围。埋于地板中的盘管相当于机组冷凝器，经压缩后的较高温度热媒在盘管中冷凝放热，实现将空气中吸收的热量转移到室内地板中，地板受热升温，向室内辐射供热，与其它形式的地板采暖相比，减少一次中间传热过程，有效提高了系统效率。优选的，所述太阳能集热管内设置有集热板，集热板的安装位置使空气在太阳能集热器内呈“S”状流动。集热板吸收太阳辐射，将辐射能转化为热能，空气作为集热器中的载热介质，由进风口进入，流经集热板的表面时被加热，被加热的空气由出风口流出。可以提高对空气的加热效果，解决了空气源热泵系统在冬季热负荷较大的情况下使用中出现的蒸发器结霜以及系统性能较低的问题。使空气在太阳能集热器内呈“S”状流动，可以增长空气的加热路径，提高空气的加热效果。优选的，太阳能集热器与蒸发器之间连接有风机。风机提供动力，将空气吸入太阳能集热器中，并将加热后的空气输送到蒸发器，与蒸发器中的热媒进行换热。进一步优选的，太阳能集热器与风机之间通过软管连接。此处的软管是指在一定范围内可以随意弯曲，且在额定弯曲半径条件下弯曲产生的内应力较小。由于风机运行过程中是震动的，当风机与太阳能集热器之间通过软管连接时，软管可以缓冲风机的震动，减少风机震动的传递。更进一步优选的，所述软管的材质为硅钛复胶。硅钛复胶是一种高性能合成材料，具有耐高温、耐透气、耐老化性能，且具有柔软性能强、韧性好的优势。优选的，所述供热结构为地埋盘管。将地埋盘管埋入地板下，可以作为地暖辐射供暖。优选的，所述供暖系统中还包括气液分离装置和压缩机，蒸发器、气液分离装置、压缩机和地埋盘管依次连接。被太阳能加热的空气与蒸发器中的热媒进行换热，热媒受热蒸发后流经气液分离器，将液态的热媒分离出来，防止湿压缩对压缩机造成伤害，低温低压的气态热媒进入压缩机后进行压缩变成高温高压的热媒，高温高压的热媒进入地埋盘管内进行辐射放热，给室内供暖。优选的，所述供热结构的下游设置有储液器。热媒经过供热结构对外供热后，热媒冷凝后液化，通过储液器对液化后的热媒进行储存，便于热媒的后续处理和循环利用。进一步优选的，所述储液器的下游设置有过滤器。热媒在流动过程中或许会携带有固体颗粒，固体颗粒的存在影响热媒的后续使用，使用过滤器对循环热媒进行过滤，避免堵塞下游的膨胀阀。更进一步优选的，所述过滤器的下游设置有膨胀阀。膨胀阀作为节流装置把高压液体热媒变为低压液体热媒，同时控制热媒流量，以便进入蒸发器的热媒可以充分蒸发，从而最大地发挥蒸发器的性能。利用上述太阳能-空气源复合式热泵无水采暖系统进行采暖的方法，包括如下步骤：将空气引入太阳能集热器进行加热，加热后的空气与蒸发器中的热媒进行换热，热媒受热蒸发，变为气态热媒，气态热媒经过压缩后通过供热结构对外进行供热。优选的，上述方法还包括空气在太阳能集热器呈“S”状流动的过程。上述太阳能-空气源复合式热泵无水采暖系统在建筑中的应用。本技术的有益效果为：在冬季制热空调热负荷较大时，室外空气先被太阳能空气集热器进行预加热，然后再和蒸发器内的制冷剂进行热量交换，这样不仅可以避免了蒸发器的结霜，使得蒸发器有较高的换热效率，而且也可以避免因蒸发器结霜带来的热泵机组的间断运行。同时，蒸发温度的升高也可以改善压缩机的工作环境，提高热泵机组的性能。本技术中的供暖系统为无水地暖系统，解决了水暖系统容易结垢影响散热的问题，而且系统简化，减少了安装成本，室内不必预留机房的位置，节省了空间。太阳能集热器为真空管空气集热器，真空管空气集热器具有热效率高、使用寿命长、散热小、保温效果好以及抗冻能力强等优点。附图说明图1为本技术实施例的系统原理结构示意图；图2为本技术太阳能空气集热器内空气流动示意图。图中，1、太阳能集热器，2、软管，3、风机，4、蒸发器，5、气液分离器，6、压缩机，7、地埋盘管，8、储液器，9、过滤器，10、膨胀阀，11、集热管集联器。具体实施方式下面结合附图及具体实施方式对本技术进行详细地说明。如图1所示，一种太阳能-空气源复合式热泵无水采暖系统，包括太阳能集热器1和供暖系统，其中，太阳能集热器1包括若干个太阳能集热管、进气口和出气口，太阳能集热管分布在进气口与出气口之间，相邻太阳能集热管通过集联器11连接，太阳能集热器1内本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能‑空气源复合式热泵无水采暖系统，其特征在于：包括太阳能集热器和供暖系统，其中，太阳能集热器包括若干个太阳能集热管、进气口和出气口，太阳能集热管分布在进气口与出气口之间，相邻太阳能集热管通过集联器连接，太阳能集热器内部构成气体通道；供暖系统中包括相互连通的蒸发器和供热结构；太阳能集热器的出气口通过管道与所述蒸发器连通，被太阳能集热器加热后的空气与蒸发器中的热媒进行换热，蒸发后的热媒经压缩后升温，对外供热。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能-空气源复合式热泵无水采暖系统，其特征在于：包括太阳能集热器和供暖系统，其中，太阳能集热器包括若干个太阳能集热管、进气口和出气口，太阳能集热管分布在进气口与出气口之间，相邻太阳能集热管通过集联器连接，太阳能集热器内部构成气体通道；供暖系统中包括相互连通的蒸发器和供热结构；太阳能集热器的出气口通过管道与所述蒸发器连通，被太阳能集热器加热后的空气与蒸发器中的热媒进行换热，蒸发后的热媒经压缩后升温，对外供热。2.根据权利要求1所述的复合式热泵无水采暖系统，其特征在于：所述太阳能集热管内设置有集热板，集热板的安装位置使空气在太阳能集热器内呈“S”状流动。3.根据权利要求1所述的复合式热泵无水采暖系统，其特征在于：太阳能...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄兆意，李永斌，祝琦琦，刁乃仁，方肇洪，孙艳艳，
申请(专利权)人：山东中瑞新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37