[發明專利]太陽能熱泵無玻璃無保溫不凝霜集熱器供熱系統及應用

在審

• 申請號: 201710241374.6
• 申請日: 2017-04-13
• 公開（公告）號: CN106969408A
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發明（設計）人: 魏毅立
• 申請（專利權）人: 包頭市愛能控制工程有限責任公司
• 主分類號: F24D15/04
• 分類號: F24D15/04;F24D19/10;F22B33/18;F22B35/00
• 代理公司: 包頭市專利事務所15101
• 代理人: 張少華

技術領域

本發明涉及一種太陽能熱泵無玻璃無保溫不凝霜集熱器供熱系統及應用，屬于太陽能熱利用技術領域。

背景技術

應對霧霾等能源及環境問題，規模化開發利用非化石能源是大趨勢。

以電供暖，清潔但電費高，也就是電取暖費高。

天然氣供熱消耗的仍然是化石能源。

太陽能無玻璃無保溫集熱器，在夏季供熱水有很好的效果，在冬季熱水溫度上不去甚至結冰，不能供熱水更不能用來供暖，太陽能無玻璃無保溫集熱器被全玻璃真空太陽集熱管集熱器淘汰。

全玻璃真空太陽集熱管供暖存在效率低、成本高、居民不能承受的問題。

空氣源熱泵供暖在不凝霜地區是非常有效的，在北方地區冬季供暖，由于除霜需要消耗大量電能，使得供暖系數COP在1.1左右，有的地區COP甚至低于1，供暖費用比電直接取暖費用還要高，制約了空氣源熱泵供暖在北方地區冬季供暖的應用。

太陽能平板集熱器供暖，平板集熱器設置有保溫材料和透明蓋板，在北方地區冬季供暖的應用仍存在效率低、成本高、居民不能承受的問題。

壓縮式太陽能熱泵供暖系統的基本部件是蒸發器、壓縮機、節流裝置和冷凝器，太陽能直接熱泵的集熱器作為熱泵蒸發器，將從太陽能獲得的熱量用于熱泵的蒸發端熱源，流入太陽能集熱器的液態工質，在太陽能集熱器中吸收來自太陽能的熱能后相變為氣態工質，氣態工質從太陽能集熱器輸出。太陽能熱泵供暖系統的壓縮機、節流裝置和冷凝器，與制冷和空氣源熱泵的壓縮機、節流裝置和冷凝器相同，技術非常成熟，不同太陽能集熱器分類出各種不同類型的太陽能熱泵供暖系統，因此太陽能集熱器是太陽能熱泵供暖系統的技術關鍵、也是供暖系統效率和成本的關鍵。

國內太陽能熱泵供暖系統研究已經取得了成績，公開了1875條這方面的有關專利條目，這些有關專利條目均沒有主動控制太陽能集熱器不凝霜，這些太陽能熱泵供暖系統均存在效率低和成本高的共性問題，這些共性問題也制約了太陽能熱泵供暖系統的推廣應用。太陽能熱泵集熱器的效率隨著外界溫度降低而降低，在低溫天氣時熱泵制熱效果無法保證，無法滿足北方地區冬季供暖需求。高效率的太陽能熱泵供暖系統是很好的降成本方案，集熱器效率又是太陽能熱泵供暖系統效率的主要制約因數，因此，提高太陽能集熱器效率是非常重要的，是當前太陽能熱泵供暖技術的發展方向。

空氣源熱泵蒸發器凝霜后，有些技術采用太陽能集熱器除霜，這些系統本質上是空氣源熱泵，不屬于太陽能熱泵，太陽能只是做為輔助除霜熱源，太陽能熱泵熱源主要來自于太陽能。

太陽能熱泵供暖技術方面公開了9條無水地暖有關專利條目，空氣源熱泵無水地暖，冷凝器做為地暖盤管系統，不存在水地暖冷凍故障問題，但仍存在蒸發器凝霜的共性問題。

壓縮式太陽能熱泵供暖系統基本部件：壓縮機、節流裝置和冷凝器的技術比較成熟，可以直接利用空調和空氣源熱泵的基本部件：壓縮機、節流裝置和冷凝器成熟技術。

發明內容

本發明的目的是提供一種效率高、成本低的太陽能熱泵無玻璃無保溫不凝霜集熱器供熱系統及應用。

本發明提供的技術方案如下：

本發明太陽能熱泵無玻璃無保溫不凝霜集熱器供熱系統（簡稱供熱系統），包括蒸發器、控制器、太陽能集熱器溫度傳感器、氣溫傳感器、供熱溫度傳感器、供熱溫度設定值裝置、壓縮機、節流裝置和冷凝器，其中：蒸發器為太陽能集熱器，其特征是：控制器通過信號線與太陽能集熱器溫度傳感器、氣溫傳感器、供熱溫度傳感器、供熱溫度設定值裝置、壓縮機相聯，控制器通過太陽能集熱器溫度、氣溫、供熱溫度和供熱溫度設定值控制壓縮機的啟動、停機；當太陽能集熱器溫度大于等于氣溫并且供熱溫度低于供熱溫度設定值時控制器控制壓縮機啟動，供熱系統運行；當太陽能集熱器溫度小于氣溫或者供熱溫度大于等于供熱溫度設定值時控制器控制壓縮機停機，供熱系統不運行。