一种聚乙烯管集热器多源热泵供暖系统技术方案

本发明专利技术涉及一种聚乙烯管集热器多源热泵供暖系统，包括集热器、热泵机组，其特征是：集热器的太阳能和空气能主吸收面由多根细PE管并联构成，并联的细PE管两端分别联接到粗PE管，粗PE管同样能够吸收太阳能和空气能，粗PE管吸收太阳能和空气能面为次太阳能和空气能吸收面，集热器内灌防冻液作为集热器传热介质，集热器设传热介质出口和入口；热泵机组包括蒸发器、压缩机、冷凝器、膨胀阀，集热器、蒸发器一次侧和防冻液循环泵通过防冻液传热介质形成完整循环；蒸发器二次侧、压缩机、冷凝器一次侧和膨胀阀通过冷媒形成完整循环。其优点是：集热器成本低、耐腐蚀、使用寿命长；可以同时吸收太阳能、空气能和环境能，能效高。能效高。能效高。

【技术实现步骤摘要】
一种聚乙烯管集热器多源热泵供暖系统


[0001]本专利技术涉及一种聚乙烯管集热器多源热泵供暖系统，属于热泵热利用装置


技术介绍

[0002]建筑运行用能占全社会用能≥20%，约5万亿千瓦时，有关数据显示，我国建筑能耗在总能耗中占比达到≥30％，而供热空调的能耗占建筑能耗的50
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70％，建筑用能非碳能源替代技术是必要的支撑。其中太阳能替代总占比≥60%。特别是在太阳能资源较丰富、光场条件较好、用热较多的中西部地区推广普及零碳或微碳排放建筑意义重大，太阳能和空气能等可再生能源热利用和热耦合技术至关重要。随着时代的发展与技术的进步，人们对室内环境的舒适性提出越来越高的要求，由此带来各类建筑供暖需求不断增多，构建基于利用可再生能源的清洁、高效、科学建筑物供暖用能系统是提高能源利用效率、节约能源、降低污染的有效途径。
[0003]目前，空气源热泵在建筑供暖中得到广泛应用，其风机盘管蒸发器采用铜铝金属、成本高，空气源热泵热源是空气中的热能（简称空气能），其热泵只能吸收空气能、不能吸收太阳能，因此其能效受到制约。
[0004]非直膨式铝排管集热器热泵供暖，可以吸收太阳能和空气能，集热器采用铝金属、成本高。铝排管集热器灌防冻液，防冻液易使铝电解腐蚀、降低了铝排管集热器使用寿命。如果铝排管表面阳极氧化太阳辐射能吸收层，增加铝排管集热器成本；如果铝排管表面不加太阳辐射能吸收层，铝排管表面太阳辐射能反射率很高，降低了铝排管集热器吸收太阳能效率。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了克服以上空气源热泵供暖和非直膨式铝排管集热器热泵供暖的缺点，提供一种集热器成本低、耐腐蚀、使用寿命长；可以同时吸收太阳能、空气能和环境能，能效高的聚乙烯管集热器多源热泵供暖系统。
[0006]本专利技术是由以下技术方案实现的：本专利技术包括集热器、热泵机组，其特征是：集热器的太阳能和空气能主吸收面由多根细聚乙烯管并联构成，并联的细聚乙烯管两端分别联接到粗聚乙烯管，粗聚乙烯管同样能够吸收太阳能和空气能，粗聚乙烯管吸收太阳能和空气能面为次太阳能和空气能吸收面，集热器内灌防冻液作为集热器传热介质，集热器设传热介质出口和入口；所有构成集热器的聚乙烯管管壁厚为0.1～1毫米；热泵机组包括蒸发器、压缩机、冷凝器、膨胀阀，蒸发器的一次侧与集热器通过防冻液循环泵联接，集热器、蒸发器一次侧和防冻液循环泵通过防冻液传热介质形成完整循环，把集热器吸收的热能传递到蒸发器；蒸发器二次侧、压缩机、冷凝器一次侧和膨胀阀通过冷媒形成完整循环；蒸发器二次侧入口是液态冷媒，吸收从蒸发器一次侧传递来的热能后相变为气态冷媒，气态冷媒从蒸发器二次侧输出到压缩机入
口，蒸发器冷媒蒸发温度在15～
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35℃范围，蒸发器输出的气态冷媒是低温低压状态；压缩机把其入口低温低压状态的冷媒压缩为高温高压冷媒，温度在35～65℃范围，高温高压冷媒从压缩机出口输出到冷凝器一次侧入口；冷凝器一次侧冷媒热能传递到二次侧，冷媒由气态相变为液态，冷凝器二次侧热能用于供暖；冷凝器一次侧液态冷媒从冷凝器出口输出到膨胀阀入口，冷媒从膨胀阀出口输出到蒸发器二次侧入口；冷媒在热泵机组主要部件蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀形成完整循环，把集热器吸收的太阳能、空气能能量传递到冷凝器，冷凝器输出能量最终传递到供暖用户。
[0007]所述集热器的聚乙烯管不设翅片；所述构成集热器的聚乙烯管管壁厚为0.1～1毫米；所述蒸发器蒸发温度可控，在夜间没有太阳能，控制蒸发器蒸发温度低于蒸发器和集热器防冻液循环介质温度，防冻液循环介质温度又低于大气温度（气温），空气能可以自然的传递到集热器，再通过防冻液循环介质传递到蒸发器；在白天有太阳能时，太阳能辐射能自然的传递到集热器，集热器吸收的太阳能辐射能再通过防冻液循环介质传递到蒸发器；在白天有太阳能并且防冻液循环介质温度又低于气温时，太阳能辐射能和空气能都能够自然的传递到集热器，集热器吸收的太阳能辐射能和空气能再通过防冻液循环介质传递到蒸发器，热泵机组的低品位热能来源于太阳能和空气能；所以聚乙烯管集热器热泵机组供暖系统是多源的、是聚乙烯管集热器多源热泵供暖系统。
[0008]聚乙烯管集热器多源热泵供暖系统除了能够利用太阳能和空气能供暖外，如果周围建筑物或大地温度高于集热器温度，集热器还可以同时吸收周围建筑物或大地辐射到集热器的能量，把这部分能量称为环境能，此时，集热器可以同时吸收太阳能、空气能和环境能。
[0009]聚乙烯管选用普通黑色聚乙烯管，降低了聚乙烯管集热器太阳能辐射反射率，提高了聚乙烯管集热器集热效率，最终提高了聚乙烯管集热器多源热泵供暖系统能效。
[0010]本专利技术的优点是：聚乙烯管简称PE管，PE管具有耐腐蚀、高强度和抗老化性，不存在电解腐蚀现象， PE管集热器不仅成本低，而且提高了集热器使用寿命；PE管集热器可以同时吸收太阳能、空气能和环境能，吸收能源广泛，且能效高，用PE管集热器和热泵机组构成了多源热泵供暖系统。
附图说明
[0011]图1是本申请实施例提供的聚乙烯管集热器多源热泵供暖系统示意图；图2是本申请实施例提供的聚乙烯（PE）管集热器正视图；图3是图1所示的聚乙烯（PE）管集热器正视图沿A
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A线的剖视图；图4是图1所示的聚乙烯（PE）管集热器正视图沿B
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B线的剖视图。
[0012]图中：10为聚乙烯（PE）管集热器，11为粗PE管，12为细PE管，13为PE管集热器入口，14为PE管集热器出口，21为蒸发器，22为压缩机，23为冷凝器，24为膨胀阀，25为防冻液循环泵，26为防冻液膨胀罐，27为供暖用户散热系统。
实施方式
[0013]参照附图1，本实施例聚乙烯管集热器多源热泵供暖系统包括集热器10和热泵机
组，其中：聚乙烯管简称PE管，热泵机组主要由蒸发器21、压缩机22、冷凝器23和膨胀阀24组成。蒸发器21本质上是换热器，其一次侧与PE管集热器10通过防冻液循环泵25联接，PE管集热器出口14联接到蒸发器21一次侧入口，蒸发器21一次侧出口联接到防冻液循环泵25入口，防冻液循环泵25出口联接到PE管集热器入口13，PE管集热器10、蒸发器21一次侧和防冻液循环泵25通过防冻液传热介质形成完整循环，防冻液循环方向在图1中以箭头标记，通过防冻液的循环把PE管集热器10吸收来自太阳能、空气能的热能传递到蒸发器21。蒸发器21、压缩机22、冷凝器23和膨胀阀24通过冷媒循环，把蒸发器21吸收PE管集热器10的热能传递到冷凝器23，蒸发器21二次侧入口是液态冷媒，吸收从蒸发器21一次侧传递来的PE管集热器10热能后相变为气态冷媒，气态冷媒从蒸发器21二次侧输出到压缩机22入口，蒸发器21冷媒蒸发温度在15～
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35℃范围，蒸发器21输出的气态冷媒是低温低压状态；压缩机22把其入口低温低压状态的气态冷媒压缩为高温高压气态冷媒，温度在35～65℃范围，高温高压气态冷媒从压缩机22出口输出到冷凝器23一次本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚乙烯管集热器多源热泵供暖系统，包括集热器、热泵机组，其特征是：集热器的太阳能和空气能主吸收面由多根细聚乙烯管并联构成，并联的细聚乙烯管两端分别联接到粗聚乙烯管，粗聚乙烯管同样能够吸收太阳能和空气能，粗聚乙烯管吸收太阳能和空气能面为次太阳能和空气能吸收面，集热器内灌防冻液作为集热器传热介质，集热器设传热介质出口和入口；所有构成集热器的聚乙烯管管壁厚为0.1～1毫米；热泵机组包括蒸发器、压缩机、冷凝器、膨胀阀，蒸发器的一次侧与集热器通过防冻液循环泵联接，集热器、蒸发器一次侧和防冻液循环泵通过防冻液传热介质形成完整循环，把集热器吸收的热能传递到蒸发器；蒸发器二次侧、压缩机、冷凝器一次侧和膨胀阀通过冷媒形成完整循环；蒸发器二次侧入口是液态冷媒，吸收从蒸发器一次侧传递来的热能后相变为气态冷媒，气态冷媒从蒸发器二次侧输出到压缩机入口，蒸发器冷媒蒸发温度在15～
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35℃范围，蒸发器输出的气态冷媒是低温低压状态；压缩机把其入口低温低压状态的冷媒压缩为高温高压冷媒，温度在35～65℃范围，高温高压冷媒从压缩机出口输出到冷凝器一次侧入口；冷凝器一次侧冷媒热能传递到二次侧，冷媒由气态相变为液态，冷凝器二次侧热能用于供暖；冷凝器一次侧液态冷媒从冷凝器出口输出到膨胀阀入口，冷媒从膨胀阀出口输出到蒸发器二次侧入口；冷媒在热...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴振奎，魏毅立，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：发明
国别省市：