本发明专利技术公开了一种相变蓄热型空气源热泵辅助太阳能热水装置，包括室内风冷换热器、与室内风冷换热器分别通过四通换向阀及膨胀阀相连的室外风冷换热器以及并联在四通换向阀上的转子压缩机，其中室内风冷换热器上并联有水冷套管换热器，室外风冷换热器上并联有相变蓄热器。本发明专利技术能在夏季太阳辐射过多时进行相变蓄能，避免水温过高超过使用要求且水箱散热严重等弊端、在太阳辐射不足时能相变释能进行热量补充、必要时能用空气源热泵辅助制热。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种太阳能热水装置，具体地说是相变蓄热型空气源热泵辅助太阳能 热水装置。
技术介绍
太阳能热利用发展到今天，无论是在集热器的集热效率方面，或是在性价比方面 都取得了巨大的进步。太阳能热水器在中国具有非常广阔的市场，并且随着能源危机的不 断加剧，太阳能的利用受到了国家越来越大的重视。但太阳辐射存在不稳定的弊端，单纯使 用太阳能热水器无法保证随时随地的热水需要。如今市场上的太阳能热水器大多采用辅助 电加热的方式弥补，这种对高位能源的不合理使用造成了巨大的能源浪费。另外，夏季太阳 辐射往往过于充足，太阳能集热器往往能够在较短的时间内就将水箱中的水加热至所需温 度，经过一天的太阳照射，水箱中的水温会达到非常高的温度，有时甚至超过70°C。而夏季 人们一般不需要如此高的水温，因此在使用时多会采用与冷水混合降低水温后再使用，如 此一方面使得制取的热水不被完全利用反而需要掺混冷水造成水源浪费，另一方面高温热 水导致水箱对外界散热非常严重，再者，太阳能集热器长时间在过高的温度下运行，集热效 率越来越低，而且对其使用寿命也有很不利影响。
技术实现思路
专利技术目的针对上述现有技术存在的问题和不足，本专利技术的目的是提供一种能避 免夏季由于太阳辐射过多水箱水温过高散热严重、在太阳辐射不足时能相变释能进行热量 补充、必要时能用空气源热泵辅助制热的相变蓄热型空气源热泵辅助太阳能热水装置。技术方案为达到上述目的，本专利技术的技术方案为一种相变蓄热型空气源热泵辅 助太阳能热水装置，包括室内风冷换热器、与室内风冷换热器分别通过四通换向阀及膨胀 阀相连的室外风冷换热器以及并联在四通换向阀上的转子压缩机，其中室内风冷换热器上 并联有水冷套管换热器，室外风冷换热器上并联有相变蓄热器。该装置还包括与相变蓄热器并联的太阳能集热器以及与水冷套管换热器并联的 热水储水箱，热水储水箱还与相变蓄热器并联。所述热水储水箱分别通过循环水泵与水冷套管换热器及相变蓄热器并联。所述室外风冷换热器与相变蓄热器中的制冷剂管路并联。所述太阳能集热器与相变蓄热器中的热水管路并联。有益效果本专利技术具有以下有益效果1、夏季将过余的太阳辐射通过相变材料蓄积，在太阳辐射不足时通过相变释能对 热水进行补充加热，因此减少了辅助热泵耗能。2、由于对多余的太阳辐射进行蓄热，水箱中的水温基本只保持在所需要的温度水 平，减少了水温过高导致的高热量散失；同时在使用时热水无需因为水温过高而需要混合 冷水才能使用，节约了用水。33、相变蓄热能够基本上保持较恒定的温度，使得太阳能集热器的工作温度相比较 循环加热热水时有所降低，因此集热效率相对较高，也延长了太阳能集热器的使用寿命。4、家用空气源热泵在制冷的同时也能够进行相变蓄热，使得蓄热器中的相变材料 的蓄能能力得到充分利用；而在冬季制热的同时也能够制取热水。5、通过热泵辅助替代电加热辅助，高效节能。附图说明附图为本专利技术结构示意图。 具体实施例方式下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本专利技术，应理解这些实施例仅用于说明 本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，在阅读了本专利技术之后，本领域技术人员对本专利技术的各 种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。如图所示，一种相变蓄热型空气源热泵辅助太阳能热水装置，包括室内风冷换热 器6，室内风冷换热器6分别通过四通换向阀5及膨胀阀8与室外风冷换热器3相连，四通 换向阀5上还并联有转子压缩机4，室内风冷换热器6、室外风冷换热器3、四通换向阀5、转 子压缩机4以及膨胀阀8共同构成了热泵。在室内风冷换热器6上并联有水冷套管换热器 7，水冷套管换热器7上并联有热水储水箱9，室外风冷换热器3与相变蓄热器2的制冷剂管 路并联，相变蓄热器2上并联有太阳能集热器1，储水箱9还分别通过与循环水泵10与水冷 套管换热器7及相变蓄热器2并联。相变蓄热装置里同时设置热水管路及制冷剂管路，热水管路连接在太阳能集热器 的进出口管路之间，制冷剂管路则与空气源热泵的室外风冷换热器并联。通过热水管路上 的阀门切换，生活用水既能够在水箱与集热器之间循环，也能够在蓄热器与集热器间循环。 而通过制冷剂管路上的阀门切换，蓄热器中的制冷剂管路能够作为空气源热泵的冷凝器， 在夏季制冷运行时向相变材料释放冷凝热进行相变蓄能。在夏季太阳辐射充足时，太阳能集热器通过吸收太阳辐射，加热水箱中的生活用 水，如果一直加热下去，水温往往会远高于所需要的温度。因此当水箱中的水温达到设定温 度时，通过阀门切换，太阳能集热器不再用来继续加热水箱中的热水而转而进行相变蓄热， 循环水泵驱动热水在相变蓄热器与太阳能集热器之间不断循环，蓄热器中的相变材料吸收 热水中的热量发生相变高效蓄能，而通过释放热量降低了温度的热水又流经太阳能集热器 被再次加热。由于对多余的太阳辐射进行了蓄热，水箱中的水温基本只保持在所需要的温 度水平，减少了水温过高导致的高热量散失；在使用时热水无需因为水温过高而需要混合 冷水才能使用，节约了用水。太阳能集热器的工作温度也有所降低，因此集热效率相对较 高，也延长了其使用寿命。夏季室内往往需要供冷，家用空气源热泵通过室内风冷换热器吸收室内热量，经 制冷循环，将热量通过室外风冷换热器排入室外。本专利技术在相变蓄热装置中设置有制冷剂 管路，当空气源热泵进行室内制冷运行时，可以通过阀门切换，先将冷凝排热通过蓄热器中 的制冷剂管路释放给相变材料，相变材料吸收冷凝热量后发生相变，这部分冷凝热量同时 被蓄积起来。也可以将室外风冷换热器与蓄热器中的制冷剂管路并联运行，冷凝热量一部4分排入大气，一部分用来提供相变蓄热。这种在空气源热泵制冷运行时进行的相变蓄热过 程可以和上述太阳能集热器的蓄热过程同时进行，也可以在无太阳能集热器蓄热时独自进 行。而当阴雨天太阳辐射不足，太阳能集热器无法使热水满足温度需要时，将水在相变蓄 热器中及水箱中循环，通过释放相变蓄积的热量加热水箱中的水。如果仅靠相变释放的热 量无法使水温升高至所需温度，则将空气源热泵转为制热模式，通过阀门切换断开室内风 冷换热器部分，而将水冷套管换热器作为热泵冷凝器，吸收室外空气热量，以热泵循环将水 箱中的已经经过相变预热的水加热至需要的温度。由于热水已经被相变材料预热至一定温 度，相比无蓄热器的热泵辅助太阳能热水系统，热泵的冷凝热负荷减少，耗能也有所降低。 冬季往往无多余的太阳辐射用来蓄积，太阳能集热器以常规的形式工作，吸收太 阳辐射加热水箱中的生活用水；家用空气源热泵则以供暖方式运行，吸收室外空气的热量 并通过热泵循环由室内风冷换热器将热量释放到房间内。当太阳辐射强度不足以满足热水 温度要求时，空气源热泵则以热泵热水模式运行，吸收室外空气热量并通过热泵循环在水 冷套管换热器中释放冷凝热加热生活用水。而在室内供暖温度要求不是很高时，室内风冷 换热器与水冷套管换热器还可以并联使用，热泵在供暖的同时加热生活用水。与传统的电 加热辅助模式相比，热泵辅助加热更加高效节能，符合国家节能减排方针政策。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种相变蓄热型空气源热泵辅助太阳能热水装置，包括室内风冷换热器（６）、与室内风冷换热器（６）分别通过四通换向阀（５）及膨胀阀（８）相连的室外风冷换热器（３）以及并联在四通换向阀（５）上的转子压缩机（４），其特征在于：所述室内风冷换热器（６）上并联有水冷套管换热器（７），室外风冷换热器（３）上并联有相变蓄热器（２）。
【技术特征摘要】
一种相变蓄热型空气源热泵辅助太阳能热水装置，包括室内风冷换热器(6)、与室内风冷换热器(6)分别通过四通换向阀(5)及膨胀阀(8)相连的室外风冷换热器(3)以及并联在四通换向阀(5)上的转子压缩机(4)，其特征在于所述室内风冷换热器(6)上并联有水冷套管换热器(7)，室外风冷换热器(3)上并联有相变蓄热器(2)。2.根据权利要求1所述相变蓄热型空气源热泵辅助太阳能热水装置，其特征在于该 装置还包括与相变蓄热器(2)并联的太阳能集热器(1)以及与水冷套管换热器(7)并联的 热水储水箱(...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨磊，张小松，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]
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