熱管輔助式太陽能熱泵系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種熱管輔助式太陽能熱泵系統(tǒng)，尤其是一種帶自動控制的、回路熱管加熱模式和太陽能熱泵加熱模式相互切換的熱管輔助式太陽能熱泵系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有的自然循環(huán)家用太陽能熱水器，在夜間水箱容易逆流循環(huán)，導致熱水散失，且多采用電加熱輔助，制熱效率較低；而太陽能熱泵系統(tǒng)則由于早晚輻照和環(huán)境溫度的變化大，導致壓縮機工況惡劣，因此商業(yè)化前景不明。為克服上述熱水系統(tǒng)的缺陷，對一種熱管輔助式太陽能熱泵系統(tǒng)進行研制。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種熱管輔助式太陽能熱泵系統(tǒng)，以克服現(xiàn)有自然循環(huán)太陽能家用機效率不高，太陽能熱泵系統(tǒng)低輻照時工況惡劣、系統(tǒng)壽命不長等缺點。
[0004]本發(fā)明解決上述技術問題的方案是:一種熱管輔助式太陽能熱泵系統(tǒng)，主要包括壓縮機(I)、水箱(2)、冷凝器(3)、節(jié)流裝置(4)、集熱器(5)、系統(tǒng)控制器(6)、電磁閥(7)和熱管回路電磁閥(8)、水箱溫度探頭(9)、輻照儀(10)及環(huán)境溫度探頭(11)等，壓縮機(I)處于水箱(2)的下方，冷凝器(3)置于水箱(2)中，包括集熱器(5)、電磁閥(7)、冷凝器(3)及熱泵回路電磁閥(8)等器件構成一個自然循環(huán)的回路熱管系統(tǒng)，集熱器(5)為該回路熱管系統(tǒng)的蒸發(fā)器；包括壓縮機(I)、冷凝器(3)、節(jié)流裝置(4)、集熱器(5)及熱管回路電磁閥
(8)等器件構成直膨式太陽能熱泵回路，集熱器(5)為熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器；冷凝器(3)位置高于壓縮機(I)和集熱器(5)，系統(tǒng)控制器(6)收集水箱溫度探頭(9)、輻照儀(10)及環(huán)境溫度探頭(11)等信號，并控制壓縮機(I)、電磁閥(7)、熱管回路電磁閥(8)等器件。當早晚太陽低輻照，壓縮機工況惡劣時，停止壓縮機運作，打開電磁閥(7)和熱管回路電磁閥(8)，采用回路熱管模式加熱水箱(3 );白天其余時間則關閉電磁閥(7 )和熱管回路電磁閥(8 )，采用太陽能熱泵運作模式。
[0005]冷凝器(3 )位置應高于集熱器(5 )和壓縮機(I)。
[0006]系統(tǒng)控制器(6)可以是PLC控制或單片機控制或繼電器控制。
[0007]節(jié)流裝置(4)可以是熱力膨脹閥、或電磁膨脹閥或毛細管。
[0008]冷凝器(3)可以是盤管式換熱器或平行流式換熱器。
[0009]壓縮機(I)可以是活塞式或渦旋式或螺桿式壓縮機。
[0010]壓縮機(I)所驅動的制冷工質為R600a或R414或R22或R134a或R744或R290或R410A 或 R717。
[0011]系統(tǒng)控制器(6)可以是還包括包括若干數(shù)據采集卡(61)、I/O卡(62)及驅動器
(63)。
[0012]集熱器(5)是平板集熱器，所采用的材料為藍膜或鍍黑鉻或陽極氧化或鎳鉻涂層或高分子材料。
[0013]本發(fā)明同現(xiàn)有的太陽能自然循環(huán)家用機相比，提高了系統(tǒng)供熱水的保障率；與太陽能熱泵系統(tǒng)相比，改善了系統(tǒng)工作時的惡劣工況，延長了系統(tǒng)壽命，相對提高了系統(tǒng)運行效率。
【附圖說明】
[0014]圖1為熱管輔助式太陽能熱泵系統(tǒng)的運行原理圖，圖2為該系統(tǒng)的控制原理圖。具體實施方案
[0015]圖1:當早晚或當太陽能輻照較弱的時候，關閉壓縮機(1)，開啟打開電磁閥(7)和熱管回路電磁閥(8)，采用回路熱管模式加熱水箱(3)，制冷劑沿著集熱器(5)、電磁閥(7)、冷凝器(3)及熱泵回路電磁閥(8)形成回路熱管系統(tǒng)，加熱水箱中的水；其余時間，可開啟壓縮機(1)，關閉電磁閥(7)和熱管回路電磁閥(8)，采用太陽能熱泵模式加熱水箱(3)，制冷劑沿著壓縮機(I)、冷凝器(3 )、節(jié)流裝置(4 )、集熱器(5 )形成太陽能熱泵系統(tǒng)，加熱水箱中的水；系統(tǒng)控制器(6)通過數(shù)據采集卡(61)采集溫度和輻照數(shù)據，通過1卡(62)和驅動器(63)控制壓縮機(I)和電磁閥(7)和(8)。
【主權項】
1.一種熱管輔助式太陽能熱泵系統(tǒng)，主要包括壓縮機(I)、水箱(2)、冷凝器(3)、節(jié)流裝置(4)、集熱器(5)、系統(tǒng)控制器(6)、電磁閥(7)和熱管回路電磁閥(8)、水箱溫度探頭(9)、輻照儀(10)及環(huán)境溫度探頭(11)等，壓縮機(I)處于水箱(2)的下方，冷凝器(3)置于水箱(2)中，包括集熱器(5)、電磁閥(7)、冷凝器(3)及熱泵回路電磁閥(8)等器件構成一個自然循環(huán)的回路熱管系統(tǒng)，集熱器(5)為該回路熱管系統(tǒng)的蒸發(fā)器；包括壓縮機(I)、冷凝器(3)、節(jié)流裝置(4)、集熱器(5)等器件構成直膨式太陽能熱泵回路，集熱器(5)為熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器；冷凝器(3)位置高于壓縮機(I)和集熱器(5)，系統(tǒng)控制器(6)收集水箱溫度探頭(9)、輻照儀(10)及環(huán)境溫度探頭(11)等信號，并控制壓縮機(I)、電磁閥(7)、熱管回路電磁閥(8)等器件。
2.根據權利要求1所要求的熱管輔助式太陽能熱泵系統(tǒng)，系統(tǒng)控制器(6)可以是PLC控制或單片機控制或繼電器控制。
3.根據權利要求2所要求的熱管輔助式太陽能熱泵系統(tǒng)，系統(tǒng)控制器(6)可以是還包括包括若干數(shù)據采集卡(61)、I/O卡(62)及驅動器(63)。
4.根據權利要求1和2所要求的熱管輔助式太陽能熱泵系統(tǒng)，節(jié)流裝置(4)可以是熱力膨脹閥、或電磁膨脹閥或毛細管。
5.根據權利要求1和2所要求的熱管輔助式太陽能熱泵系統(tǒng)，冷凝器(3)可以是盤管式換熱器或平行流式換熱器。
6.根據權利要求1和2所要求的熱管輔助式太陽能熱泵系統(tǒng)，壓縮機(I)可以是活塞式或渦旋式或螺桿式壓縮機。
7.根據權利要求1和2所要求的熱管輔助式太陽能熱泵系統(tǒng)，壓縮機(I)所驅動的制冷工質為 R600a 或 R414 或 R22 或 R134a 或 R744 或 R290 或 R410A 或 R717。
8.根據權利要求1和2所要求的熱管輔助式太陽能熱泵系統(tǒng)，集熱器(5)是平板集熱器，所采用的材料為藍膜或鍍黑鉻或陽極氧化或鎳鉻涂層或高分子材料。
【專利摘要】一種熱管輔助式太陽能熱泵系統(tǒng)，主要包括壓縮機、水箱、冷凝器、節(jié)流裝置、集熱器、系統(tǒng)控制器、電磁閥、熱管回路電磁閥、水箱溫度探頭、輻照儀及環(huán)境溫度探頭等，冷凝器置于水箱中，包括集熱器、電磁閥、冷凝器及熱管回路電磁閥等器件構成一個自然循環(huán)的回路熱管系統(tǒng)；包括壓縮機、冷凝器、節(jié)流裝置、集熱器及電磁閥等器件構成直膨式太陽能熱泵回路；冷凝器位置高于壓縮機和集熱器，系統(tǒng)控制器收集水箱溫度探頭、輻照儀及環(huán)境溫度探頭的信號，并控制壓縮機、電磁閥、熱管回路電磁閥等器件。通過啟停壓縮機和切換電磁閥的方式變換回路熱管工作模式和太陽能熱泵工作模式，相比家用太陽能熱水器，具有供水穩(wěn)定可靠，效率更高等優(yōu)點；相比單純的太陽能熱泵，通過在低輻照時切換至回路熱管工作模式，具有運行更穩(wěn)定、效率更高、系統(tǒng)壽命延長等優(yōu)點。
【IPC分類】F24H9-00, F24H9-20, F24H4-04, F24H9-18
【公開號】CN104566966
【申請?zhí)枴緾N201310480448
【發(fā)明人】余國保, 姚莉, 張玲, 張健朝
【申請人】珠海興業(yè)綠色建筑科技有限公司, 珠海興業(yè)新能源科技有限公司, 湖南興業(yè)太陽能科技有限公司, 湖南興業(yè)綠色能源科技有限公司, 珠海興業(yè)節(jié)能科技有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2013年10月15日