基于太阳能辅助空气源的热泵热水装置涉及一种将太阳能与空气源热泵有机结合，太阳能作为辅助热源，同时还可利用空气作为热泵系统热源的高效热水制取装置。制冷循环回路包括压缩机（１）、第一换热器（２）、储液器（３）、过滤器（４）、第一电子膨胀阀（５）、翅片管式换热器（６）、第二电子膨胀阀（７）、第二换热器（８）、单向阀（９）、热气电磁阀（１０）、除霜电子膨胀阀（１１）；太阳能辅助热源回路包括太阳能集热器（１９）、第二换热器（２）、第二水泵（２１）、第五电磁阀（１８）、第六电磁阀（２０）；太阳能直接制热水回路包括热水储存器（１２）、第一水泵（１３）、第一换热器（２）、太阳能集热器（１９）、第一电磁阀（１４）、第二电磁阀（１５）、第三电磁阀（１６）、第四电磁阀（１７）。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种将太阳能与空气源热泵有机结合，太阳能作为辅助热源，同时 还可利用空气作为热泵系统热源的高效热水制取装置。属于太阳能利用、制冷空调 系统设计和制造的
技术介绍
随着经济的发展和人们生活水平、卫生水平的不断提高，在快速增长的建筑能 耗中，生活热水所占的比重不断增加。目前生活热水主要依靠各种热水器制取，热 水器的种类主要有电热水器、燃气热水器、太阳能热水器等。从能源利用的科学性 和合理性看，电热水器将高品位的电能直接转化为热能制取热水，存在着用能极大 的不合理。燃气热水器通过燃烧清洁的天然气制取热水，也存在效率不高的问题。 太阳能热水器以太阳能作为能源制取热水，从能量梯级利用角度，相比电热水器和 燃气热水器更具合理性，同时太阳能作为一种清洁的可再生能源，太阳能的大量应 用对缓解目前所面临的能源紧张问题具有重要意义，同时也是最有效途径之一。但是太阳能具有间歇性和稀薄性等特点，使得太阳能热水器的使用受天气变化 的影响较大，造成太阳能热水器使用的不稳定。空气源热泵具有使用灵活、方便， 可实现常年制热、受天气影响较小等优点，如能将空气源热泵与太阳能有机结合， 可解决太阳能的不稳定性问题。目前，在太阳能辅助空气源热泵热水系统中，都是 以太阳能仅作为空气源热泵的热源，通过热泵耗功将太阳能的品位进一步提升，制 取热水，或者将太阳能利用与空气源热泵彼此独立起来，热泵仅作为太阳能不足时 的一个补充，不能充分发挥太阳能与热泵系统组合的优势，提高太阳能的利用效率 和热泵系统的性能。空气源热泵在冬季制热水时存在除霜问题，而目前空气源热泵 系统的除霜过程复杂，影响空气源热泵的制热水性能、安全可靠性和寿命。因此，如何将太阳能与空气源热泵有机结合起来，实现太阳能的高效利用和热 泵系统的高性能，较好的解决系统冬季制取热水时的除霜问题，成为本领域技术人 员迫切需要解决的技术难题。
技术实现思路
技术问题本专利技术的目的是将太阳能与空气源热泵有机结合起来，实现太阳能 的高效利用和热泵系统的高性能，解决系统冬季制取热水时的除霜问题，开发出一 种结构简单，可靠的基于太阳能辅助空气源的热泵热水装置。3技术方案本专利技术基于太阳能辅助空气源的热泵热水装置包括制冷循环回路、 太阳能辅助热源回路、太阳能直接制热水回路三部分。制冷循环回路包括压縮机、 第一换热器、储液器、过滤器、第一电子膨胀阀、翅片管式换热器、第二电子膨胀 阀、第二换热器、单向阀、热气电磁阀、除霜电子膨胀阀及其相关连接管道。压縮 机输出端出来后分两路， 一路接第一换热器第一输入端2a，另外一路通过热气电磁 阀、除霜电子膨胀阀接翅片管式换热器输入端，第一换热器第一输出端2b经过储液 器、过滤器后分成两路， 一路通过第一电子膨胀阀接翅片管式换热器输入端，翅片 管式换热器输出端通过单向阀接压缩机输入端，另外一路通过第二电子膨胀阀接第 二换热器第一输入端8a，第二换热器第一输出端8b也接压縮机输入端。太阳能辅助热源回路包括太阳能集热器、第二换热器、第二水泵、第五电磁阀、 第六电磁阀及其相关连接管路。第二换热器第二输出端8d接第二水泵输入端，第二 水泵输出端通过第六电磁阀接太阳能集热器输入端，太阳能集热器输出端通过第五 电磁阀接第二换热器第二输入端8c;太阳能直接制热水回路包括热水储存器、第一 水泵、第一换热器、太阳能集热器、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四 电磁阀及其相关连接管路。热水储存器输出端接第一水泵输入端，第一水泵输出端 出来分两路， 一路接第一换热器第二输入端2c，另外一路经过第一电磁阀后与第一 换热器第二输出端2d合并，合并后又分两路， 一路通过第二电磁阀接热水储存器的 输入端，另外一路通过第三电磁阔接太阳能集热器输入端，太阳能集热器输出端经 过第四电磁阀也接热水储存器输入端。在第二换热器第一输出端8b装有第一温度传感器、第一压力传感器。在翅片管 式换热器输出端装有第二温度传感器，第二压力传感器。在翅片管式换热器输出端 附近的翅片上装有第三温度传感器，感受翅片表面温度。本专利技术基于太阳能辅助空气源的新型热泵热水装置包括三个循环回路制冷循环回路、太阳能辅助热源回路、太阳能直接制热水回路。本专利技术的具体方法是当没有太阳时，制冷循环回路、太阳能直接制热水回路工作，太阳能辅助热源 回路不工作。制冷循环回路中，制冷剂被压缩机吸入压縮后排出，进入第一换热器， 制冷剂在其中冷凝放出热量，使水温度升高，制冷剂从第一换热器出来后依次经过 储液器、过滤器后，被第一电子膨胀阀节流降压后(此时第二电子膨胀阀完全关闭) 进入翅片管式换热器，制冷剂在其中吸热、蒸发，完全蒸发后，从翅片管式换热器 出来经过单向阀被压縮机吸入，再次压縮，如此循环。太阳能直接制热水回路中， 热水从热水储存器输出端流出后经过第一水泵加压，进入第一换热器中，与制冷剂 换热，吸收热量，温度升高，然后从第一换热器中出来后经过第二电磁阀再次回到 热水储存器，如此循环，使热水储存器中的热水温度不断升高，直到设定温度的上 限，整个装置将停止工作。太阳能辅助热源回路中，第五电磁阀、第六电磁阀都关 闭，第二水泵不工作。当太阳辐射强度较小时(即太阳辐射有用热量小于或等于热水储存器中热水在 太阳能集热器中的散热损失，太阳辐射有用热量指热水在太阳能集热器中所能吸收 的热量。因热水储存器热水温度高于环境温度时，热水在太阳能集热器中存在散热 损失)，制冷循环回路、太阳能辅助热源回路、太阳能直接制热水回路都工作。制 冷循环回路中，制冷剂被压縮机吸入压缩后排出，进入第一换热器，制冷剂在其中 放出热量冷凝，使热水温度升高，然后制冷剂依次经过储液器、过滤器后，分成两 路， 一路经过第一电子膨胀阀进入翅片管式换热器，制冷剂在其中蒸发，吸热，完 全蒸发后经过单向阀被压縮机吸入，另外一路制冷剂被第二电子膨胀阀节流后进入 第二换热器，制冷剂在其中与太阳能辅助热源回路中的水进行换热蒸发，吸收水中 的热量、完全蒸发后从第二换热器中出来与另外一路的制冷剂混合后被压縮机吸入 再次压缩，如此循环。太阳能辅助热源回路中，水从太阳能集热器中吸收太阳能， 温度升高后经过第五电磁阀进入第二换热器，水在其中与制冷剂换热，放出热量， 温度降低，水从第二换热器出来后经过第二水泵、第六电磁阀进入太阳能集热器， 再次吸收热量，如此循环。太阳能直接制热水回路中，热水从热水储存器输出端流 出后经过第一水泵加压，进入第一换热器中，与制冷剂换热，吸收热量，温度升高， 然后从第一换热器中出来后经过第二电磁阀再次回到热水储存器，如此循环。当太阳辐射强度较大时(即太阳辐射有用热量大于热水储存器中热水在太阳能 集热器中的散热损失)，制冷循环回路、太阳能直接制热水回路工作，太阳能辅助热 源回路不工作。制冷循环回路中，制冷剂被压縮机吸入压縮后排出，进入第一换热 器，制冷剂在其中冷凝放出热量，使水温度升高，制冷剂从第一换热器出来后依次 经过储液器、过滤器后，被第一电子膨胀阀节流降压(此时第二电子膨胀阀完全关 闭)进入翅片管式换热器，制冷剂在其中吸热、蒸发，完全蒸发后，从翅片管式换 热器出来经过单向阔被压縮机吸入，再次压縮，如此循环。太阳能直接制热水回路 中，热水从热水储存器输出端流出后经过第一水本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于太阳能辅助空气源的热泵热水装置，其特征在于该装置包括制冷循环回路、太阳能辅助热源回路、太阳能直接制热水回路；制冷循环回路包括压缩机（１）、第一换热器（２）、储液器（３）、过滤器（４）、第一电子膨胀阀（５）、翅片管式换热器（６）、第二电子膨胀阀（７）、第二换热器（８）、单向阀（９）、热气电磁阀（１０）、除霜电子膨胀阀（１１）及其相关连接管道；压缩机（１）输出端出来后分两路，一路接第一换热器第一输入端（２ａ），另外一路通过热气电磁阀（１０）、除霜电子膨胀阀（１１）接翅片管式换热器（６）输入端；第一换热器第一输出端（２ｂ）经过储液器（３）、过滤器（４）后分成两路，一路通过第一电子膨胀阀（５）接翅片管式换热器（６）输入端，翅片管式换热器（６）输出端通过单向阀（９）接压缩机（１）输入端，另外一路通过第二电子膨胀阀（７）接第二换热器第一输入端（８ａ），第二换热器第一输出端（８ｂ）也接压缩机（１）输入端； 太阳能辅助热源回路包括太阳能集热器（１９）、第二换热器（２）、第二水泵（２１）、第五电磁阀（１８）、第六电磁阀（２０）及其相关连接管路，第二换热器 第二输出端（８ｄ）接第二水泵（２１）输入端，第二水泵（２１）输出端通过第六电磁阀（２０）接太阳能集热器（１９）输入端，太阳能集热器（１９）输出端通过第五电磁阀（１８）接第二换热器第二输入端（８ｃ）； 太阳能直接制热水回路包括热水储存器（１ ２）、第一水泵（１３）、第一换热器（２）、太阳能集热器（１９）、第一电磁阀（１４）、第二电磁阀（１５）、第三电磁阀（１６）、第四电磁阀（１７）及其相关连接管路；热水储存器（１２）输出端接第一水泵（１３）输入端，第一水泵（１３）输出端出来分两路，一路接第一换热器第二输入端（２ｃ），另外一路经过第一电磁阀（１４）后与第一换热器第二输出端（２ｄ）合并，合并后又分两路，一路通过第二电磁阀（１５）接热水储存器（１２）的输入端，另外一路通过第三电磁阀（１６）接太阳能集热器（１９）输入端，太阳能集热器（１９）输出端经过第四电磁阀（１７）也接热水储存器（１２）输入端。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：梁彩华，张小松，杜垲，朱霞，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：84[]
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