[發明專利]家用太陽能光伏-空氣源復合一體式熱泵

在審

• 申請號: 201410692497.8
• 申請日: 2014-11-27
• 公開（公告）號: CN104390389A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 王文虎
• 申請（專利權）人: 王文虎;邯鄲市飛翔太陽能科技有限公司
• 主分類號: F25B27/00
• 分類號: F25B27/00
• 代理公司: 合肥天明專利事務所 34115
• 代理人: 金凱

技術領域

本發明涉及一種太陽能空氣能熱泵，特別是一種將光伏發電技術與熱泵技術結合一體的直接膨脹式熱泵結構。

背景技術

????空氣能熱泵是利用空氣中的能量來產生熱能，能全天24小時大水量、高水壓、恒溫提供全家不同熱水需求，同時又能消耗最少的能源完成上述要求的熱水器；目前傳統的空氣能熱泵基本依靠市政供電驅動壓縮機和風機，實現生產熱水或者驅動空調的目的，而且冷媒強制蒸發。?

發明內容

本發明要解決的技術問題在于提供一種具有更高集熱效率和提高熱泵性能的光伏-空氣源復合一體式熱泵。

為此本發明設計采用如下方案：

一種家用太陽能光伏-空氣源復合一體式熱泵，包括熱泵主機系統和太陽能發電板，所述熱泵主機系統包括壓縮機、冷凝器、膨脹閥以及蒸發器，所述蒸發器安裝于太陽能發電板背部，且為冷媒直接膨脹式，所述太陽能電板與壓縮機通過電源線相連。

進一步，所述太陽能電板還通過控制器與市政電網相連，多余電能可并網發電。

本發明的有益效果在于：

1、本系統中的蒸發器直接安裝于太陽能發電板的背部，冷媒直接吸收熱量直接膨脹形式，制冷劑通過太陽能電板時吸收發電板所產生的熱量和空氣中熱量而蒸發，經過冷媒循環實現溫度提升，直接吸收空氣和太陽能發電板的熱量，冷媒直接膨脹，無需傳統空氣能熱泵需要配置風扇和蒸發器強制換熱系統；本系統以太陽能為主，空氣為輔助，當太陽輻射不足時，從空氣中收集熱量來彌補，提高系統整體效率和全年運行穩定性；

2、本系統中太陽能發電板為熱泵提供電能，同時太陽能光伏電池板和蒸發器安裝在光伏板的背部，將光伏發電技術和熱泵技術結合，形成全新的典型可再生能源的太陽能熱泵熱水器產品，實現零能耗生產熱水，同時多余電能可反向向市政電網輸送儲備；當遇到無陽光天氣時可由儲備市政電網儲備的電腦直接為壓縮機供電；

3、本系統中制冷劑直接在太陽能電板背部的蒸發器中蒸發，有效降低了光伏電池的工作溫度，也為制冷劑系統提供了穩定的熱源，同時也保證光伏電池板在面積范圍內低溫條件下工作，提高了光電轉換效率，與同等面積的單獨光伏組件相比，電量產出可提高15%左右；

4、本系統采用光伏熱泵一體化安裝結構，相比分離式的光伏與集熱組合系統，和強制膨脹蒸發，運行成本為0，太陽能發電板一方面直接為熱泵供電，另外一方面可將多余電能輸送并網，并能獲得國家補貼。發電板和蒸發器結合一體，光伏-空氣能熱泵系統整體結構緊湊，具有更高的集熱效率和熱泵性能。

附圖說明

下面結合附圖就本發明的具體實施方式作進一步說明，其中：

圖1是本發明的結構原理圖。

具體實施方式

參照圖1所示的家用太陽能光伏-空氣源復合一體式熱泵，包括太陽能發電板7，太陽能發電板7通過電源線為變頻壓縮機1供電（圖中未畫出）；太陽能發電板7背部貼合安裝有直接膨脹式蒸發器8，直接膨脹式蒸發器8一端連接變頻壓縮機1，另一端連接膨脹閥6，變頻壓縮機1和膨脹閥6分別與套管式冷凝器2相連，套管式冷凝器2與膨脹閥6之間的冷媒循環配管11上還設有儲液器5，套管式冷凝器2與保溫水箱3之間通過循環水管12相連，保溫水箱3連接進水管9和出水管10，循環水管12上設有循環水泵4，循環水泵4與保溫水箱3、套管式冷凝器2共同構成換熱水循環。

所述直接膨脹式蒸發器8末端的銅管附近還設有感溫包16，感溫包16與膨脹閥6相連，用于感知直接膨脹式蒸發器8的末端的過熱度變化來控制膨脹閥6閥門流量，使得冷媒系統合理膨脹。所述太陽能電板7通過控制器13和電源線15與市政電網14相連。

本發明的工作原理為：由太陽能發電板7所發出的電源直接驅動變頻壓縮機1運行，高溫高壓的冷媒通過冷媒循環配管11進入套管式冷凝器2中釋放大量熱量被水吸收，熱水通過循環水泵4進入保溫水箱3，不斷加熱保溫水箱3中的水；釋放過熱量的冷媒通過儲液器5釋放合適量的冷媒，經過膨脹閥6節流后變成低溫低壓的氣液混合體，然后進入附在太陽能發電板7背部的直接膨脹式蒸發器8中直接膨脹吸收熱量，熱量來源于空氣中的熱量和太陽能發電板7發電過程中產生的熱量，吸收熱量的氣態冷媒被吸入變頻壓縮機1再次被壓縮，按上述過程不斷進行循環換熱過程。

在熱泵主機不工作時，多余的電能通過控制器13和電源線15輸送到市政電網14；在雨雪天陰天或沒有陽光的天氣里，由市政電網14為變頻壓縮機1供電運行。

以上所述，僅為本發明較佳具體實施方式，但本發明保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明披露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此本發明保護范圍以權利要求書的保護范圍為準。