[实用新型]太阳能热泵

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种热泵系统，特别是涉及一种利用太阳能和空气中的能量的热泵系统。

背景技术

热泵是一种将低温热源的热能转移到高温热源的装置，如图1所示，其包括压缩机23’、换向阀24’、第一换热器21’（作为蒸发器或冷凝器）、膨胀阀25’和第二换热器22’（作为冷凝器或蒸发器）等，由于热泵的热量是从低温热源取得的，如果不用热泵装置，就无法取得这一热量，故用热泵装置可节省燃料，又可利用余热。热泵在工作时，它本身消耗一部分能量，热泵可以把环境介质中贮存的低品位能量加以挖掘，通过传热工质循环系统提高温度进行利用，而整个能量品味提供的过程中，热泵装置所消耗的电能仅为输出功中的一小部分，因此，采用热泵技术可以最大程度的利用低品位能量，节约大量通过燃烧化石材料用于供暖的高品位能。

水环热泵是指小型的水/空气热泵机组的一种应用方式，即用水环路将小型的水/热泵机组并联在一起，形成一个封闭环路，构成一套回收建筑物内部余热作为其低位热源的热泵供暖、供冷的空调系统。典型的水环热泵空调系统由三部分组成：（1）室内的小型水/空气热泵机组；（2）水循环环路；（3）辅助设备（如冷却塔、加热设备、蓄热装置等）。

太阳能具有间歇性和不稳定性等特点，使得太阳能的大规模应用受到限制，而空气源具有使用方便、灵活、高效节能等优点，因此，可将太阳能和空气源结合使用。

相变储能是指相变蓄能材料在相变化过程中吸收或释放能量，其原理是：相变材料在热量的传输过程中将能量储存起来。使用相变材料还有以下优点：1、相变过程一般是等温或近似等温的过程，这种特性有利于把温度变化维持在较小的范围内；其二，相变材料有很高的相变潜热，少量的材料可以储存大量的热量，以冰-水相变的过程为例，当冰融解时，由冰到水的相变过程中所吸收的潜热几乎比相变温度范围外加热过程的热吸收高80多倍。除冰水之外，已知的天然和合成的相变材料超过50种。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、操作灵活的太阳能热泵。

本实用新型太阳能热泵，包括太阳能能量采集器板芯，热泵系统，采暖地板，相变蓄能水箱和水环热泵，太阳能能量采集器板芯包括太阳能面板，太阳能面板上表面涂覆有选择性吸收涂层，太阳能面板固定连接有输送管道，热泵设备包括第一换热器和第二换热器，相变蓄能水箱为封闭容器，其中设置有一个或多个封闭的相变蓄能材料储存容器，水环热泵包括水循环环路通道，其中：输送管道的出口和入口分别通过第一和第二管道与第二换热器的循环流体入口和循环流体出口相连，第一换热器的循环流体出口和循环流体入口分别通过第三和第四管道与相变蓄能水箱的第一入口和第一出口相连，相变蓄能水箱的第二出口和第二入口分别通过第五和第六管道与水环热泵水循环环路通道入口和出口相连，第三和第四管道还分别通过第七和第八管道与采暖地板入口和出口相通，第一至第八管道上分别安装有第一至第八阀门，第二管道位于第二阀门至第二换热器循环流体出口之间的部分安装有第一循环泵，第三管道位于第三阀门至第一换热器循环流体出口之间的部分安装有第二循环泵，第五管道位于第五阀门至相变蓄能水箱第二出口之间的部分安装有第三循环泵，第三管道和第七管道、第四管道和第八管道的相连处分别为第五和第六节点，第五节点位于第三阀门和第二循环泵之间，第六节点位于第四阀门和第一换热器循环流体入口之间。

本实用新型太阳能热泵，其中所述第五和第六管道还分别通过第九和第十管道与第七和第八管道相通，第九和第十管道上分别安装有第九和第十阀门，第五和第九管道相连处、第六和第十管道相连处、第十管道和第八管道相连处和第九管道和第七管道相连处分别为第一至第四节点，第一节点位于第五阀门和第三循环泵之间，第二节点位于第六阀门和相变蓄能水箱第二入口之间，第三节点位于第八阀门和采暖地板出口之间，第四节点位于第七阀门和采暖地板入口之间。

本实用新型太阳能热热泵的使用：

（1）冬季时，通过控制热泵设备中的换向阀，将热泵设备调节至采暖工况，经过压缩机的冷媒成为高温冷媒蒸汽输送至作为冷凝器的第一换热器，在第一换热器中高温冷媒蒸汽通过相变将热量传递至室内，冷媒成为高温冷媒液体，高温冷媒液体经过膨胀阀后成为低温冷媒液体，低温冷媒液体进入作为蒸发器的第二换热器，在第二换热器中低温冷媒液体吸收来自室外的低品位热量产生相变，成为低温冷媒蒸汽，低温冷媒蒸汽经过压缩机成为高温冷媒蒸汽，进行下一轮循环，热泵设备的该工作过程为现有技术，本实用新型中，在第一换热器中高温冷媒蒸汽放热，使室内温度升高，可以通过以下方式实现的：