[发明专利]太阳能热泵系统多集热蒸发器并联装置及制冷剂流量控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能热泵技术领域，特别是涉及一种太阳能热泵系统多集热蒸发器并联装置及制冷剂流量控制方法。

背景技术

能源问题是当今世界瞩目的大问题，太阳能是各种可再生能源中最重要最基本的能源，是一直取之不尽的清洁能源，如何更加有效地和大规模利用太阳能是世界各国都十分重视的热门课题。

热泵的特点在于能将热量从低温热源传到高温热源，提高低温热源的利用率。太阳能热泵是将热泵技术与太阳能热利用技术有机结合起来，一方面可以 有效降低太阳能集热器的板面温度，提高集热器效率；另一方面在同样辐射条件良好的情况下，太阳能热泵加热系统可以获得比空气源热泵更高的蒸发温度，从而提高热泵系统的性能，发展前景十分广阔。

发明专利“家用壁挂式平板太阳能热泵热水器及其控制方法”（申请号201310358399.6）将平板太阳能集热板中的集热板芯与热泵的蒸发器制成一体形成管翼式集热蒸发器，蒸发换热均匀，整个集热板芯表面温度均匀，大大降低了表面热迁移损失，同时采用汽液相变传热，系统效率高，彻底解决了屏蔽那太阳能集热器的防冻问题，通过控制器实现对压缩机、膨胀阀及电磁阀的控制，克服了太阳能集热蒸发器复杂多变以及各种恶劣的工况，实现热泵技术在太阳能热利用中的应用。上述专利解决了单块集热蒸发器与热泵在制热水方面的综合利用，但没有解决多太阳能集热蒸发器并联运用时的流量控制问题。

目前，除了在家用热水领域，太阳能热泵在大型热水工程、干燥与采暖领域的应用也越来越多。太阳能热泵应用于大型热水系统、干燥系统或采暖系统时，因为系统的热负荷较大，所需太阳能集热蒸发器的面积也较大，需要很多太阳能集热蒸发器并联运行，这就经常会出现部分集热蒸发器被其他建筑物遮挡或由于集热蒸发器安装角度、方向不一样而导致部分集热蒸发器获得的太阳辐照量和其他的不相同。同时系统也经常需要长距离、大高差的输送制冷剂，或因为屋面的不规则而无法实现集热蒸发器的规则布置。以上原因都会造成集热蒸发器内制冷剂流量难以控制、制冷剂蒸发不均匀等问题，从而带来整个系统的不稳定、压缩机效率的降低，严重的时候甚至导致系统崩溃。

上述缺陷极大的限制了太阳能热泵在大型制热工程中的推广应用。因此，有必要提出一种多集热蒸发器并联的太阳能热泵系统制冷剂流量控制技术，能够有效控制多集热蒸发器并联的太阳能热泵系统中各集热蒸发器的制冷剂流量，确保制冷剂流经每块太阳能集热蒸发器后的过热度都能稳定在某一设定范围内，从而使得每块太阳能集热蒸发器的集热效率都达到最高，最后使整个系统稳定运行，同时太阳能集热蒸发器的安装不受场地和数量的限制。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种太阳能热泵系统多集热蒸发器并联装置及制冷剂流量控制方法，能够有效控制各集热蒸发器的制冷剂流量，确保制冷剂流经每块太阳能集热蒸发器后的过热度都能稳定在设定范围内，从而使得每块太阳能集热蒸发器的集热效率都达到最高，最后使整个系统稳定运行，同时太阳能集热蒸发器的安装不受场地、数量的限制，实现太阳能热泵系统大型化，拓宽太阳能热泵的应用范围。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种多集热蒸发器并联太阳能热泵系统，包括：太阳能集热蒸发器阵列、主机箱和冷凝器，所述太阳能集热蒸发器阵列中的气相干管和液相干管与主机箱连接，所述冷凝器与主机箱连接，

所述太阳能集热蒸发器阵列包括多个并联设置的太阳能集热蒸发器模块，所述太阳能集热蒸发器模块包括太阳能集热蒸发器、电子膨胀阀、控制器、温度传感器和压力变送器，所述电子膨胀阀连接在太阳能集热蒸发器的入口端，太阳能集热蒸发器的出口端设置有温度传感器和压力变送器，温度传感器和压力变送器通过信号线与控制器连接，控制器再通过信号线与电子膨胀阀连接。

在本发明一个较佳实施例中，所述主机箱包括压缩机和回热式补偿器，所述回热式补偿器包括有a接口端、b接口端、c接口端和d接口端，所述回热式补偿器的a接口端与太阳能集热蒸发器阵列的气相干管连接，b接口端与压缩机的回气口连接，c接口端与太阳能集热蒸发器阵列的液相干管连接，d接口端与冷凝器的一端连接，所述压缩机的排气口与冷凝器的另一端连接。

在本发明一个较佳实施例中，所述回热式补偿器为板式换热器、套管式换热器或管壳式换热器。