[實用新型]新型太陽能空氣源熱泵系統

有效

• 申請號: 201220027613.0
• 申請日: 2012-01-20
• 公開（公告）號: CN202648245U
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 趙耀華;全貞花;侯隆澍;王偉
• 申請（專利權）人: 趙耀華
• 主分類號: F25B30/06
• 分類號: F25B30/06;F25B49/00;F25B47/02;F24J2/00;F24J2/05;F24J2/20;F24J2/24;F24J2/46;F24J2/40
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 張濤

技術領域

本實用新型涉及建筑供熱采暖技術，特別是一種將太陽能與空氣能結合的熱泵系統。

背景技術

現有的太陽能集熱系統：相對效率高、成本低、技術成熟。缺點：寒冷地域冬天集熱溫度較低，大多數天氣的熱水溫度低于45度，用于洗澡及采暖都需要電輔加熱。太陽能集熱系統的最佳集熱效率的水溫一般在不高于環境溫度30度左右的范圍內。隨著水溫的升高，太陽能集熱效率及系統管路的散熱損失會增加。

現有的空氣源熱泵：空氣源熱泵可供熱采暖，也可供冷，在氣溫不太低的地域效率高，是很節能的設備。但現有的空氣源熱泵的最大缺點是在低溫寒冷地域、高濕度地區易結霜，使得熱泵蒸發器的換熱效率急劇下降，需要化霜后再運行，故耗能極大，這也是空氣源熱泵很難在寒冷地域大量使用的原因。同時在高濕地域的冬天也由于易結冰使得空氣源熱泵效率低下。

如何利用太陽能提高空氣源熱泵制熱效率，以同時實現太陽能的高效利用和空氣源熱泵的高性能，成為本領域所研究的重要課題。目前將太陽能集熱與空氣源熱泵結合的系統主要有并行運行方式、空氣預熱方式、直膨式等系統。并行運行是指熱泵供水經用戶熱利用后溫度降低，經太陽能集熱器后再進入熱泵回水口，因此當系統的回水溫度較高時，熱水進入太陽能集熱器后，集熱器的效率會很低甚至可能成為散熱器，這種系統實際上在冬天大多數時間無法有效利用太陽能，是不節能的?？諝忸A熱方式是在空氣源熱泵的蒸發器外面加裝換熱器，空氣通過該換熱器將太陽能熱水的熱量吸收預熱后再經過蒸發器，其缺點是由于風阻的提高增加風機功耗，空氣經過換熱器后的溫度高則有可能經過蒸發器后的溫度高于外氣溫度，失去空氣源熱能利用的熱泵的本來功能，浪費了部分能源，經過換熱器后的溫度低則有可能不能防止蒸發器結霜，也不能借助太陽能有效化霜，還得使用傳統的化霜方式，使得系統的綜合COP(能效比)不能最大化。直膨式則限制了太陽能利用的面積，且容易產生額外的故障與維護成本提高等不利因素。

實用新型內容

本實用新型針對現有的太陽能集熱系統、空氣源熱泵以及將太陽能集熱與空氣源熱泵結合的系統中存在的各種問題，提供一種新型的太陽能空氣源熱泵系統，該系統能夠實現太陽能的充分利用，并極大地提高了空氣源熱泵的效率。

本實用新型的技術方案如下：

一種太陽能空氣源熱泵系統，包括空氣源熱泵系統，所述空氣源熱泵系統包括制熱熱泵蒸發器，其特征在于，所述制熱熱泵蒸發器為管翅式換熱器，所述管翅式換熱器包括蒸發工質回路管、太陽能熱介質回路管和若干個順次排列的換熱翅片，所述換熱翅片包括主散熱面，所述兩相鄰換熱翅片的主散熱面相對設置，所述蒸發工質回路管和太陽能熱介質回路管相互平行并均貫穿各換熱翅片，所述太陽能熱介質回路管內的熱介質通過換熱翅片對蒸發工質回路管進行換熱。

所述太陽能熱介質回路管設置在蒸發工質回路管的順風方向的上游正前方。

所述蒸發工質回路管為兩根及以上平行設置，所述太陽能熱介質回路管的根數與蒸發工質回路管相同并依次對應設置在蒸發工質回路管的順風方向的上游正前方。

所述太陽能熱介質回路管與其對應的蒸發工質回路管之間的距離為0～10毫米。

還包括太陽能集熱系統，所述太陽能集熱系統包括太陽能集熱器、第一儲熱水箱及三組回路，所述三組回路分別為集熱回路、熱泵蒸發器換熱回路和使用熱水回路，所述集熱回路分別連接太陽能集熱器和第一儲熱水箱，所述熱泵蒸發器換熱回路分別連接制熱熱泵蒸發器中的太陽能熱介質回路管和第一儲熱水箱，所述使用熱水回路與第一儲熱水箱的水相通以供熱水使用。

所述集熱回路為封閉式或與第一儲熱水箱相通，所述熱泵蒸發器換熱回路為封閉式或與第一儲熱水箱相通。

所述太陽能集熱器為平板式太陽能集熱器或真空管式太陽能集熱器；或所述太陽能集熱系統為太陽能光伏熱電聯產系統的產熱系統，所述太陽能集熱器為熱電聯產組件。

所述空氣源熱泵系統制備的熱水直接輸出以供使用或經第二儲熱水箱儲熱后輸出熱水以供使用。

還包括控制系統，所述控制系統分別與空氣源熱泵系統和太陽能集熱系統相連，當太陽能集熱系統中的使用熱水回路的太陽能熱水溫度高于熱水使用設定溫度時，空氣源熱泵系統停止運行；當太陽能熱水溫度低于熱水使用設定溫度時，空氣源熱泵系統運行，并通過對制熱熱泵蒸發器換熱的太陽能熱介質回路管內的回路間歇運行化霜。

本實用新型的技術效果如下：