[发明专利]太阳能光伏发电系统供电的空气源热泵热水机

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能光伏发电系统供电的空气源热泵热水机，属于清洁能源应用技术领域。

背景技术

2013年12月5日，上海遭遇2013年内最严重的一轮霾污染，空气质量指数达到六级严重污染。2014年1月召开的上海市人大和上海市政协会议上，代表们和委员们热议防治雾霾议题。2014年1月19日，上海市市长杨雄在政府工作报告中指出：2014年要‘加大大气环境特别是PM2.5的治理力度，全面实施清洁空气行动计划。’2014年1月8日，由长三角三省一市和国家八部委组成的长三角区域大气污染防治协作机制，已正式启动，并在上海召开第一次工作会议。会议强调，近期要着重抓好几方面的协作和联合行动：一是严控燃煤消耗总量，加快能源结构优化调整。目前，长三角地区人民的生活用热水，主要依靠直接燃烧煤炭给水加温或燃煤发电给水加温来提供热水，在煤炭燃烧的过程中，会向空气中排放大量的污染物。

环境污染与癌症的新增病例和死亡人数有一定的关联。据世界卫生组织全球癌症统计，肝癌、食道癌、胃癌和肺癌这四种恶性肿瘤增加最多。总体来说，2012年全世界有1400万新癌症病例，癌症死亡人数达820万。从全世界范围来看，现在发病率最高的癌症是肺癌，2012年新增肺癌病例180万，死亡人数159万，肺癌病例的增加与空气污染的加重有关。

本项专利的发明人缪同春2012年在上海参观首届空气源热泵热水机展览会，与国内、外数十家空气源热泵热水机生产企业进行了交流，观看了空气源热泵热水机加温产出热水的演示，亲手感受到热水的温暖，亲眼看到温度表上显示的温度数值，体会到空气源热泵热水机十分适合在长三角地区推广，但由于长三角地区的供电网目前提供的电力中有百分之八十来源于燃煤发电、与长三角地区严控燃煤消耗总量的要求仍然存在相当大的差距，完全依赖现有供电网中的电力来向空气源热泵热水机供电，不符合严控燃煤消耗总量的要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供太阳能光伏发电系统供电的空气源热泵热水机，用太阳能光伏发电系统提供的电力来驱动空气源热泵热水机吸收空气中的热能来提供更大量的热水供应生产和生活的需要。

在太阳光照射太阳能电池产生电流的过程中不向空气中排放二氧化碳、二氧化硫和其他气体，因此，光伏电力是清洁能源，光伏发电不会造成环境污染。目前，由于技术和材料的限制，太阳能电池的光电转换效率还不高，一般来说，单晶硅太阳能电池的光电转换效率不超过20%，多晶硅太阳能电池的光电转换效率不超过18%，非晶硅薄膜太阳能电池的光电转换效率不超过10%，其他种类的太阳能电池的光电转换效率也不高。如果用光伏电力驱动传统的电热水器，靠光伏电力加温产出的热水的数量是有限的。

空气源热泵热水机中提高水温的热能来源于空气。空气源热泵热水机在白天、晚上、阴天、雨雪天都能从空气中吸取热能来提高水温。空气源热泵热水机由空气源热泵热水机外壳体、压缩器、蒸发器、膨胀阀、过滤器、储液器、冷凝器、底座组成，从太阳能光伏发电系统输出的电流通过导电线输入压缩器作为动力，在压缩器的驱动下，环保冷媒R134A或R415A或R415B或R417A在系统中不断循环，在蒸发器中冷媒蒸发吸取空气中的低温热能由液态冷媒转变成气态冷媒，气态冷媒经过循环进入冷凝器后释放出高温热能加热水，同时，气态冷媒被冷却并转化成液态冷媒，冷媒在不断的循环中实现了用空气中的低温热能转变为高温热能将水温加热至35℃—65℃。空气源热泵热水机只消耗驱动压缩器工作的电能，压缩器在工作中带动冷媒的循环，由于空气中的热能是取不完的，加热水得到的能量大于热泵消耗的电能，能源的利用效率显著提高，加热同等体积、同样温度的水的用电量只有普通电热水器的约四分之一。

由于长三角大部分地区在一年365天中有350多天的气温在0℃以上，不会出现由于温度过低在吸热器上结霜而堵塞空气通道，在上海市、江苏省、浙江省、安徽省大力推广太阳能光伏发电系统供电的空气源热泵热水机，不需要在水箱中安装电加热装置。

由于太阳能光伏发电系统供电的空气源热泵热水机，在产生热水的全部过程中都不需要燃烧煤炭提供热能，完全符合上海会议提出的控制煤炭消耗量的要求，有利于长三角地区减轻雾霾的危害。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：