[發明專利]可組合式太陽能熱泵供熱系統

無效

• 申請號: 201210056201.4
• 申請日: 2012-03-05
• 公開（公告）號: CN102589040A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 劉達樊;丘志田;田杰;肖云翔
• 申請（專利權）人: 惠州市卓耐普智能技術有限公司
• 主分類號: F24D15/04
• 分類號: F24D15/04
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 李衛東

技術領域

本發明涉及太陽能熱泵系統，具體是指一種可組合式太陽能熱泵系統。

背景技術

太陽能以其低成本、使用安全、清潔無污染和能源質量高等優點成為可再生能源利用的首選，人們越來越開始重視和研究太陽能的應用，太陽能供熱是太陽能應用領域中發展較快且應用最廣泛的技術，但太陽能供熱有其自身的局限性，比如在陰雨天太陽能熱水器無法正常使用，依靠電加熱等輔助設施彌補太陽能的不足也存在能源消耗大的問題。于是人們就想到將太陽能熱水系統與空氣源熱泵技術結合起來，空氣源熱泵是利用蒸發器從周圍環境中吸收熱能，通過冷凝器將吸收的熱能釋放到水箱來加熱水，空氣源熱泵與太陽能熱水器相比，特點是受太陽輻射條件的影響小，熱泵全天工作性能較穩定，但是熱泵的蒸發器僅靠表面的導熱與對流換熱作用從周圍空氣中吸收的熱量十分有限，當蒸發溫度下降時，熱泵的循環性能系數(COP)會隨之降低，影響熱泵系統工作性能的穩定性和高效性，而且熱泵系統的運行中會產生熱損耗，水箱等部件會對外環境散失熱量，如不采取有效的保溫措施，熱泵性能會進一步惡化，而目前的太陽能熱泵系統大多是太陽能加熱與熱泵的簡單結合，也依然存在熱泵機組的熱損失過大且系統工作的穩定性及熱效率不高的問題。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中的不足之處，提供一種可組合式太陽能熱泵供熱系統，將太陽能集熱板與熱泵形成組合式結構，有效提高熱泵性能系數。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

可組合式太陽能熱泵供熱系統，主要由多個單元機組構成；每個單元機組均包括集熱板和熱泵機組，所述集熱板與熱泵機組的蒸發器連接，集熱板可活動地展開將熱泵機組置于其覆蓋范圍之內，所述的集熱板還可相互連接將多個單元機組進行組合。

由于可將多個單元機組進行組合拼裝，多個單元機組的集熱板相互連接形成一種頂棚式結構，此頂棚式結構將整個組合式系統的熱泵機組都置于其保護范圍之下，通過集熱板外表面吸收太陽能，對棚內進行輻射和熱對流作用，使棚內的空氣被加熱，使得熱泵機組的水箱和壓縮機等部件得到有效的保溫，可減少水箱對外的損失散熱量，防止壓縮機過冷；

并且吸收的太陽能加熱棚內的空氣產生大氣浮力，高溫空氣上升并通過熱泵機組的蒸發器經換熱后流出頂棚外，棚底部形成負壓，外部空氣從棚底外部源源不斷地流入補充，不斷地空氣流動可有效地強化各個散熱器的散熱效果，解決了蒸發器僅靠表面的對流換熱作用從周圍空氣中吸收的熱量不足的問題，提高了整個組合式太陽能熱泵系統工作的穩定性和高效性。

所述單元機組及其配件均可標準化，可根據實際情況靈活組合不同數量的單元機組，適用于供熱需求不同的工程。組合的單元機組越多就能形成越大范圍的頂棚，利用空氣能的同時吸收越多的太陽能，使棚式結構的優勢更明顯。

根據不同的安裝場地，單元機組也有多種自由組合的方式，可呈單列或者矩陣式分布；通過選用不同大小規格的集熱板實現單元機組之間的距離可調。

根據集熱與供熱水的范圍，本發明可布置不同的供回水管路系統，將單個單元機組單獨設進、出水管，并設置獨立的分戶熱計量系統，每個單元機組給每個用戶單獨提供熱水或供暖，即可實現分戶供熱，滿足不同的用戶需求。而給多個單元機組布置統一的進水管而又獨立布置出水管分別連接至不同的不同的單元，可實現單元式的集中供熱，可給不同的單元提供不同的水溫，在有效降低運行能耗的條件下滿足不同區域的供熱需求。

將多個單元機組的進、出水管路串聯集中供熱，可以使水溫迅速升高，解決熱泵機組的加熱速度比較緩慢的問題，滿足需要大量快速供熱的情況。

本發明相比現有技術具有以下優點及有益效果：

1、將集熱板設置在熱泵機組的蒸發器的周圍并展開，將熱泵機組的水箱、壓縮機等部件都置于集熱板的覆蓋范圍之下，集熱板外表面吸收太陽能，通過對內進行輻射和熱對流作用，使內部空氣被加熱，從而對水箱和壓縮機進行保溫，可以減少水箱對外的損失散熱量，防止壓縮機過冷。

并且采用此種形式的結構，可形成“煙囪效應”，即集熱板通過吸收太陽能加熱內部空氣因此產生大氣浮力，高溫空氣上升并通過蒸發器流出，底部形成負壓，外部空氣從底部源源不斷地流入補充，不斷地空氣流動可有效地強化散熱器的散熱效果，提高熱泵機組的工作性能，增加熱效率。

2、單元機組及其配件均可標準化，可將不同數量的單元機組加以靈活組合滿足不同的供熱需求，集成越多的單元機組越能吸收更多的太陽能，從而更能發揮煙囪效應的優勢，利用空氣能的同時充分利用大面積場地(比如樓頂)空間的太陽能。