太阳能热泵供热系统技术方案

本实用新型专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
太阳能热泵供热系统
本技术涉及的是一种太阳能热泵供热系统，属于太阳能热利用

技术介绍
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。
技术实现思路
本技术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。本技术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。本技术的的优点是：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为本技术的太阳能热泵热水供热系统的结构示意图。图2为本技术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专利技术的实施方式进行具体说明，本实施方式是在本专利技术技术方案为前提进行具体实施的，给出了具体实施方式，但本专利技术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。本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。/n

【技术特征摘要】
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏毅立，吴振奎，张继红，杨培宏，张自雷，
申请(专利权)人：包头市爱能控制工程有限责任公司，
类型：新型
国别省市：内蒙古;15