[實用新型]一種直膨式太陽能熱泵熱水系統

有效

• 申請號: 201220224615.9
• 申請日: 2012-05-17
• 公開（公告）號: CN202853158U
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 關欣;張凇源;王殿華;郭志波
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: F24J2/46
• 分類號: F24J2/46;F24J2/48;F24J2/00;F24J2/05;F24J2/26;F24J2/40
• 代理公司: 上海德昭知識產權代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉

技術領域

本實用新型涉及一種太陽能供熱水裝置，具體的說，是一種直膨式太陽能熱泵熱水系統，屬于采暖、空調和生活熱水設備的技術領域。

背景技術

太陽能作為地球最大的可再生能源，在近年來獲得了更多的利用和發展。直膨式太陽能熱泵系統（DX-SAHP）以太陽能集熱板為熱泵系統的蒸發器，制冷工質充入集熱板中在流經集熱/蒸發器時吸收太陽能和周圍環境中的熱量，然后通過熱泵循環將冷凝熱量傳遞給被加熱的物質。直膨式太陽能熱泵較非直膨式相比，節省了非直膨式系統中集熱循環與熱泵循環之間的換熱設備，結構簡單、成本低、性能良好、設備壽命長，已日益成為了人們研究關注的重點。

在直膨式系統中，太陽集熱/蒸發器的結構對熱泵系統的性能有較大影響。由于集熱器與蒸發器在結構和功能上合二為一，使得太陽能集熱溫度與制冷劑蒸發溫度較為接近，集熱溫度處于一個較低的溫度范圍內，集熱效率較高，采用裸板集熱器也可以達到較好的集熱性能，且隨著制冷劑蒸發溫度的提高，熱泵系統的性能也將有很大的提高。

上海交大的王如竹等于2001年申請了實用新型專利《直膨式太陽能熱泵熱水器》，授權公開號：CN2520486，申請號：01276456Y，該專利名稱為一種直膨式太陽能熱泵熱水器，將太陽能集熱器兼做為熱泵蒸發器，使制冷劑的蒸發過程與太陽能的集熱過程在一個設備中同時進行。集熱器采用無玻璃蓋板、無底部保溫的裸板式集熱器作為蒸發器，制冷劑銅管為彎管，焊接于集熱板上，蒸發器出口與壓縮機吸氣口相連，壓縮機排氣口與冷凝器進口相連，冷凝器為沉浸式置于水箱中，后經干燥器、膨脹閥回到蒸發器內完成閉合循環。這套系統提高了太陽能集熱器的集熱性能和熱泵的熱性能，具有顯著的節能效果。但不足之處在于沉浸式冷凝器換熱器表面容易被腐蝕，安裝清洗不便，換熱效率不高，同時連接管路長，若發生制冷劑泄露將會污染水質；蒸發器為串聯式，在運行時存在制冷劑分布不均，能量沒有得到充分利用，流動過程中制冷劑會產生壓降，同時不能根據外界環境的變動實時控制集熱面積，影響系統性能。

實用新型內容

本實用新型的目的在于，提供一種用于太陽能熱泵熱水系統的集熱器的吸熱芯。

本實用新型的目的在于，提供一種裸板式集熱器。

本實用新型的目的在于，提供一種帶有玻璃蓋板的集熱器。

本實用新型的目的在于，提供一種直膨式太陽能熱泵熱水系統，以克服現有技術所存在的上述缺點和不足。

該系統中采用結構更為合理、能夠適當控制集熱面積的集熱/蒸發器和換熱效率較高、使用較為穩定的板式冷凝器，根據不同的外界環境，適當調節集熱/蒸發器的集熱面積，從而提高系統的運行性能，降低系統的運行成本，同時結構更為緊湊，適用性更為廣泛。

本實用新型所需要解決的技術問題，可以通過以下技術方案來實現：

作為本實用新型的第一方面，一種用于太陽能熱泵熱水系統的集熱器的吸熱芯，其特征在于，包括：總管，橫向設置的管狀結構，其內有制冷劑；以及條帶，縱向設置，由制冷劑銅管和鋁翅片組成，其中，所述制冷劑銅管與總管垂直連通，所述鋁翅片設置于所述制冷劑銅管的周圍。

作為本實用新型的第二方面，一種如所述的吸熱芯的裸板式集熱器，其特征在于，包括：由總管和條帶制成的吸熱芯和陽極氧化涂層，其中，所述總管為橫向設置的管狀結構，其內有制冷劑；所述條帶，縱向設置，由制冷劑銅管和鋁翅片組成，所述制冷劑銅管與總管垂直連通，所述鋁翅片設置于所述制冷劑銅管的周圍；所述條帶表面涂覆陽極氧化涂層。

作為本實用新型的第二方面，一種如所述的吸熱芯的帶有玻璃蓋板的集熱器，其特征在于，包括：由總管和條帶制成的吸熱芯、陽極氧化涂層，玻璃蓋板、背板和邊框，其中，所述總管為橫向設置的管狀結構，其內有制冷劑；所述條帶，縱向設置，由制冷劑銅管和鋁翅片組成，所述制冷劑銅管與總管垂直連通，所述鋁翅片設置于所述制冷劑銅管的周圍；所述條帶表面涂覆陽極氧化涂層；所述玻璃蓋板設置于所述吸熱芯的正面；所述背板采用保溫材料制成板狀結構，設置于所述吸熱芯的背面；所述邊框包覆在所述吸熱芯的四周。

作為本實用新型的第三方面，一種如所述的集熱器制成的直膨式太陽能熱泵熱水系統，其特征在于，包括：由至少一個集熱器與氣液分離器、壓縮機、冷凝器、儲液罐、熱力膨脹閥組成的制冷劑循環；以及由冷凝器、循環水泵和蓄熱水箱組成的水循環。