本發(fā)明涉及供熱系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及太陽(yáng)能熱泵聯(lián)合供熱系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：太陽(yáng)能是可再生的清潔環(huán)保能源，能量巨大且普遍存在，隨著太陽(yáng)能利技術(shù)的快速發(fā)展，光伏、光熱的利用越來(lái)越廣泛。其中太陽(yáng)能集熱和熱泵聯(lián)合干燥應(yīng)用于各行業(yè)的干燥領(lǐng)域，諸如工業(yè)應(yīng)用之型煤干燥，農(nóng)業(yè)應(yīng)用之水果干燥、煙葉干燥及其它農(nóng)產(chǎn)品干燥?？諝庠礋岜眉夹g(shù)具有節(jié)能降耗及環(huán)保優(yōu)勢(shì)明顯，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝使用方便，運(yùn)行費(fèi)用為電采暖的1/4、天然氣采暖的1/3。但是空氣源熱泵的能量來(lái)源是空氣中的熱能，在面對(duì)極寒氣候，尤其是在北方，空氣中的熱能少，所能轉(zhuǎn)換的熱能也就有限，普通的空氣源熱泵的工作能效在0℃以下之后的環(huán)境中會(huì)大打折扣，影響機(jī)組的整體運(yùn)作，無(wú)法保證采暖或熱水供應(yīng)。且目前應(yīng)用太陽(yáng)能熱泵聯(lián)合供熱系統(tǒng)，都是將太陽(yáng)能空氣集熱器作為輔助熱源進(jìn)行物料的預(yù)干燥，然后熱泵進(jìn)行除濕干燥。這類的太陽(yáng)能聯(lián)合熱泵系統(tǒng)，未能解決空氣源熱泵本身制熱速度慢，熱效率低的缺陷。鑒于此，有必要設(shè)計(jì)一種太陽(yáng)能熱泵聯(lián)合供熱系統(tǒng)，使熱泵進(jìn)風(fēng)空氣溫度提高，特別適用于環(huán)境溫度較低的地區(qū)使用。從根本上解決在外界空氣溫度低的時(shí)候，空氣源熱泵制熱速度慢、熱效率低的缺陷，并且縮短熱泵工作時(shí)間，降低空氣源熱泵的能耗。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明所解決的技術(shù)問題為：解決當(dāng)環(huán)境溫度較低時(shí)空氣源熱泵制熱速度慢、熱效率低的缺陷，并縮短空氣源熱泵工作時(shí)間，降低空氣源熱泵的能耗。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：包括太陽(yáng)能空氣集熱器、空氣源熱泵以及抽風(fēng)系統(tǒng)，所述太陽(yáng)能空氣集熱器的出風(fēng)口與所述抽風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)口相連通，所述抽風(fēng)系統(tǒng)的出風(fēng)口與所述空氣源熱泵的進(jìn)風(fēng)口相連通。進(jìn)一步的，還包括進(jìn)氣管，所述進(jìn)氣管的一端與連通所述太陽(yáng)能空氣集熱器與抽風(fēng)系統(tǒng)的管道相連通，所述進(jìn)氣管上設(shè)置有第一閥門，所述太陽(yáng)能空氣集熱器出風(fēng)口處設(shè)置有第二閥門。進(jìn)一步的，還包括回流管，所述回流管的一端與連通所述抽風(fēng)系統(tǒng)與空氣源熱泵的管道相連通，所述回流管的另一端與所述太陽(yáng)能空氣集熱器的出風(fēng)口相連通，所述回流管上設(shè)置有第三閥門。進(jìn)一步的，所述回流管與所述抽風(fēng)系統(tǒng)之間還連通有儲(chǔ)氣囊，所述空氣源熱泵的進(jìn)風(fēng)口處設(shè)置有第四閥門。進(jìn)一步的，所述回流管與太陽(yáng)能空氣集熱器連通位置之前設(shè)置有第五閥門。進(jìn)一步的，所述儲(chǔ)氣囊為采用彈性材料制作的膨脹囊體，還包括剛性囊殼，所述膨脹囊體設(shè)置于所述剛性囊殼內(nèi)部。進(jìn)一步的，所述儲(chǔ)氣囊的內(nèi)表面上覆蓋有隔熱層。進(jìn)一步的，所述儲(chǔ)氣囊內(nèi)設(shè)置有溫度測(cè)量器。本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明所提供的太陽(yáng)能聯(lián)合供熱系統(tǒng)通過太陽(yáng)能空氣集熱器提高了空氣源熱泵的進(jìn)風(fēng)溫度，加快了制熱速度，從而提高了空氣源熱泵的制熱效率，且在低溫環(huán)境當(dāng)中大幅降低了能耗，特別適用于環(huán)境溫度較低的地域或季節(jié)。附圖說明圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明膨脹囊體5收縮時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖?！揪唧w符號(hào)說明】1-太陽(yáng)能空氣集熱器，2-抽風(fēng)系統(tǒng)，3-空氣源熱泵，4-進(jìn)氣管，5-膨脹囊體，6-回流管，7-剛性囊殼，8-第一閥門，9-第二閥門，10-第三閥門，11-第四閥門，12-第五閥門。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明所提供的太陽(yáng)能熱泵聯(lián)合供熱系統(tǒng)作詳細(xì)說明。如圖1、圖2所示，本發(fā)明太陽(yáng)能熱泵聯(lián)合供熱系統(tǒng)，其包括太陽(yáng)能空氣集熱器1、空氣源熱泵3以及抽風(fēng)系統(tǒng)2，所述太陽(yáng)能空氣集熱器1的出風(fēng)口與所述抽風(fēng)系統(tǒng)2的進(jìn)風(fēng)口相連通，所述抽風(fēng)系統(tǒng)2的出風(fēng)口與所述空氣源熱泵3的進(jìn)風(fēng)口相連通。在使用本發(fā)明太陽(yáng)能熱泵聯(lián)合供熱系統(tǒng)進(jìn)行供熱時(shí)，太陽(yáng)能空氣集熱器1利用太陽(yáng)能對(duì)進(jìn)入其內(nèi)腔當(dāng)中的空氣進(jìn)行提溫，抽風(fēng)系統(tǒng)2內(nèi)腔中的空氣從太陽(yáng)能空氣集熱器1的出風(fēng)口進(jìn)入至空氣源熱泵3當(dāng)中，空氣源熱泵3利用經(jīng)過提溫的空氣作為熱源進(jìn)行供熱，從而加快了制熱速度，并提高了空氣源熱泵3的制熱效率。為驗(yàn)證本發(fā)明所提供的太陽(yáng)能熱泵聯(lián)合供熱系統(tǒng)相較于獨(dú)立運(yùn)作的空氣源熱泵的能耗、效率方面上的優(yōu)勢(shì)，設(shè)置了對(duì)照試驗(yàn)，設(shè)太陽(yáng)能熱泵聯(lián)合供熱系統(tǒng)和獨(dú)立運(yùn)作的空氣源熱泵作為對(duì)照組。兩者均選用額定功率2.45千瓦的3p空氣源熱泵，以加熱熱水作為對(duì)比，設(shè)外界太陽(yáng)光照條件良好、環(huán)境空氣溫度為20℃，兩者各自將500l初始水溫為15℃的水罐中的水加熱至55℃，兩組的耗時(shí)、能耗及水溫變化情況如表1所示。表1水溫變化情況及能耗情況加熱時(shí)間/分鐘02040607880100120125能耗獨(dú)立運(yùn)作的空氣源熱泵1519.525.833.139.540.146.753.3555.2度太陽(yáng)能聯(lián)合供熱系統(tǒng)1528.435.646.155555555553.9度此外，為驗(yàn)證本發(fā)明在低溫冷態(tài)環(huán)境中的性能優(yōu)勢(shì)，在低溫環(huán)境當(dāng)中，設(shè)立另外一組太陽(yáng)能聯(lián)合供熱系統(tǒng)和獨(dú)立運(yùn)作的空氣源熱泵，兩者均同樣選用額定功率2.45千瓦的3p空氣源熱泵，以加熱熱水作為對(duì)比，設(shè)外界太陽(yáng)光照條件良好、環(huán)境空氣溫度為0℃，兩者各自將500l初始水溫為5℃的水罐中的水加熱至55℃，兩組的耗時(shí)、能耗及水溫變化情況如表2所示。表2水溫變化情況及能耗情況加熱時(shí)間/分鐘02040608091100120140160165能耗獨(dú)立運(yùn)作的空氣源熱泵510.416.822.328.732.835.140.546.953.1557.2度太陽(yáng)能聯(lián)合供熱系統(tǒng)517.425.335.945.655.155555555554.6度通過表1、表2的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，本發(fā)明所提供的太陽(yáng)能聯(lián)合供熱系統(tǒng)，通過太陽(yáng)能空氣集熱器1提高了空氣源熱泵3的進(jìn)風(fēng)溫度，加快了制熱速度，并提高了空氣源熱泵3的制熱效率，且在低溫環(huán)境當(dāng)中大幅降低了能耗，特別適用于環(huán)境溫度較低的地域或季節(jié)。在上述實(shí)施方式當(dāng)中，在環(huán)境溫度較高的地域或季節(jié)，空氣源熱泵3無(wú)需太陽(yáng)能空氣集熱器1即可保持較高的加熱效率，所以作為優(yōu)選方式，本實(shí)施方式當(dāng)中，還包括進(jìn)氣管4，所述進(jìn)氣管4的一端與連通所述太陽(yáng)能空氣集熱器1與抽風(fēng)系統(tǒng)2的管道相連通，所述進(jìn)氣管4上設(shè)置有第一閥門8，所述太陽(yáng)能空氣集熱器1出風(fēng)口處設(shè)置有第二閥門9。在環(huán)境溫度較低時(shí)，操作人員關(guān)閉第一閥門8并打開第二閥門9，利用太陽(yáng)能空氣集熱器1對(duì)空氣進(jìn)行加熱，從而保障空氣源熱泵3的制熱效率；當(dāng)環(huán)境溫度較高時(shí)，操作人員關(guān)閉第二閥門9，并打開第一閥門8，空氣由進(jìn)氣管4直接從而外界進(jìn)入至抽風(fēng)系統(tǒng)2當(dāng)中，從而避免太陽(yáng)能空氣集熱器1因長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)作、空氣當(dāng)中的塵埃等因素的影響而發(fā)生老化或故障的情況。在上述實(shí)施方式當(dāng)中，當(dāng)太陽(yáng)能空氣集熱器1啟動(dòng)時(shí)，若發(fā)生抽風(fēng)系統(tǒng)2對(duì)空氣引導(dǎo)速度過快的情況，太陽(yáng)能空氣集熱器1內(nèi)腔中的空氣難以達(dá)到較高的溫度即被抽入至空氣源熱泵3當(dāng)中，溫度較低的空氣嚴(yán)重影響了空氣源熱泵3制熱效率，提高了空氣源熱泵3的能耗。所以作為優(yōu)選實(shí)施方式，本實(shí)施方式當(dāng)中，還包括回流管6，所述回流管6的一端與連通所述抽風(fēng)系統(tǒng)2與空氣源熱泵3的管道相連通，所述回流管6的另一端與所述太陽(yáng)能空氣集熱器1的出風(fēng)口相連通，所述回流管6上設(shè)置有第三閥門10。當(dāng)抽風(fēng)系統(tǒng)過快地引導(dǎo)系統(tǒng)內(nèi)的空氣時(shí)，操作人員即可打開第三閥門10，使部分空氣通過回流管6回到太陽(yáng)能空氣集熱器1的出風(fēng)口處循環(huán)加熱，從而逐漸提高整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)空氣的溫度，保障了空氣源熱泵3的制熱效率。在上述實(shí)施方式當(dāng)中，當(dāng)抽風(fēng)系統(tǒng)2過快地引導(dǎo)系統(tǒng)內(nèi)的空氣時(shí)，操作人員需打開第三閥門10，使部分空氣回流加熱，部分空氣作為熱源進(jìn)入至空氣源熱泵3當(dāng)中。但在極端的低溫冷態(tài)環(huán)境下，系統(tǒng)內(nèi)空氣的溫度提升極為緩慢，空氣源熱泵3會(huì)在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)以未達(dá)到合適溫度的空氣作為熱源，其熱效率與制熱效果受冷空氣影響嚴(yán)重。所以作為優(yōu)選方式，本實(shí)施方式當(dāng)中，所述回流管6與所述抽風(fēng)系統(tǒng)2之間還連通有儲(chǔ)氣囊，所述空氣源熱泵3的進(jìn)風(fēng)口處設(shè)置有第四閥門11。當(dāng)在低溫冷態(tài)環(huán)境下，遇到抽風(fēng)系統(tǒng)2過快地引導(dǎo)系統(tǒng)內(nèi)空氣的情況時(shí)，操作人員即可關(guān)閉第四閥門11并打開第三閥門10，使太陽(yáng)能空氣集熱器1、抽風(fēng)系統(tǒng)2與儲(chǔ)氣囊形成一個(gè)循環(huán)加熱的回路，當(dāng)儲(chǔ)氣囊內(nèi)的空氣溫度達(dá)到合適溫度后，即可開啟第四閥門11，引導(dǎo)囊內(nèi)空氣進(jìn)入至空氣源熱泵3內(nèi)制熱。其中，儲(chǔ)氣囊為中空的囊體，可儲(chǔ)存大量作為熱源的空氣，在未設(shè)有儲(chǔ)氣囊的系統(tǒng)當(dāng)中，操作人員需要不斷地開啟、關(guān)閉第四閥門11，使進(jìn)入至空氣源熱泵3的空氣保持在合適溫度以上，嚴(yán)重影響了空氣源熱泵3的正常運(yùn)作。而儲(chǔ)氣囊可收集大量空氣并可一次性地進(jìn)入至空氣源熱泵3中，保障了空氣源熱泵3的正常運(yùn)作。儲(chǔ)氣囊可選用采用剛性材料制作而成的剛性囊體或采用橡膠等彈性材料制作而成、可發(fā)生膨脹的膨脹囊體5。在上述實(shí)施方式的基礎(chǔ)上，為進(jìn)一步地減少整個(gè)系統(tǒng)的能耗，所述回流管6與太陽(yáng)能空氣集熱器1連通位置之前設(shè)置有第五閥門12。其中，所述回流管6與太陽(yáng)能空氣集熱器1連通位置之前指的是空氣由其流動(dòng)方向達(dá)到回流管6與太陽(yáng)能空氣集熱器1連通位置之前，當(dāng)?shù)谒拈y門11關(guān)閉、第三閥門10打開時(shí)，操作人員在等待儲(chǔ)氣囊充滿空氣后即可關(guān)閉第五閥門12，并停止抽風(fēng)系統(tǒng)2的作業(yè)，利用冷熱空氣的對(duì)流，使太陽(yáng)能空氣集熱器1、抽風(fēng)系統(tǒng)2與儲(chǔ)氣囊形成一個(gè)保持空氣循環(huán)的封閉回路，從而降低整個(gè)系統(tǒng)的能耗。在上述實(shí)施方式當(dāng)中，當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，如果采用形狀固定不變的剛性囊體作為儲(chǔ)氣囊，其囊內(nèi)會(huì)儲(chǔ)存大量溫度較低的空氣，在無(wú)須使用儲(chǔ)氣囊時(shí)，囊內(nèi)存在的空氣必須全部排入空氣源熱泵3當(dāng)中或經(jīng)由太陽(yáng)能空氣集熱器1全部加熱，降低了空氣源熱泵3的制熱效率，增加了系統(tǒng)的制熱時(shí)間。所以作為優(yōu)選實(shí)施方式，本實(shí)施方式當(dāng)中，所述儲(chǔ)氣囊為采用彈性材料制作的膨脹囊體5，還包括剛性囊殼7，所述膨脹囊體5設(shè)置于所述剛性囊殼7內(nèi)部。當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，如圖2所示，膨脹囊體5收縮呈管狀，其囊內(nèi)儲(chǔ)存的空氣量較少，顯著減輕了儲(chǔ)氣囊囊內(nèi)空氣對(duì)空氣源熱泵3的制熱效率以及制熱時(shí)間的影響。隨著系統(tǒng)的運(yùn)作,儲(chǔ)氣囊逐漸膨脹，并逐漸被剛性囊殼7緊緊地包裹住，剛性囊殼7限制儲(chǔ)氣囊地進(jìn)一步膨脹，防止儲(chǔ)氣囊炸裂。當(dāng)?shù)谒拈y門11關(guān)閉、第三閥門10與第五閥門12打開時(shí)，剛性囊殼7限制儲(chǔ)氣囊無(wú)限度地膨脹，從而壓縮其囊內(nèi)空氣的體積，提高其囊內(nèi)空氣溫度。此外，為進(jìn)一步地提高儲(chǔ)氣囊的保溫能力，本實(shí)施方式當(dāng)中，所述儲(chǔ)氣囊的內(nèi)表面上覆蓋有隔熱層。隔熱層具有良好的保溫效果，可選用橡膠等保溫材料制作。在上述實(shí)施方式的基礎(chǔ)上，為方便操作人員操作，所述儲(chǔ)氣囊內(nèi)設(shè)置有溫度測(cè)量器。操作人員可以通過溫度測(cè)量器觀察儲(chǔ)氣囊囊內(nèi)溫度，當(dāng)儲(chǔ)氣囊囊內(nèi)溫度達(dá)到合適溫度以上后，即可開啟第四閥門11。當(dāng)前第1頁(yè)12