[发明专利]一种冷暖联供太阳能辅助热泵系统

说明书

技术领域

 本发明是一种冷暖联供太阳能辅助热泵系统，属于冷暖联供太阳能辅助热泵系统的创新技术。

背景技术

太阳能热水器以其节能环保、结构简单、便于维护、可靠性高等优点已在全球得到了广泛应用。目前，按集热器类型分，太阳能热水器产品主要为真空管式和平板式两大类。尽管真空管式具有真空保温的突出优点，技术成熟，但其主要类型全玻璃管太阳能热水器存在炸管、结垢、不承压、不易建筑一体化等缺陷；平板式具有承压、热效率高、免维护、寿命长等优点，然而，现有普通平板式有诸多问题需要解决：管内结垢问题，管内结冰问题，管内空气腐蚀问题和表面热损大。

为提高平板式太阳能热水器性能，将热管与平板式结合，但在核心集热元件上，问题集中在圆形铜热管与铝翅片结合，其缺陷为热管为铜质，成本较高；热管与板芯之间焊接加工工艺要求高，难度大，初投资大；热管之间为铝翅片，其集热效率受翅片效率影响较大。此外，热管插入水箱中，与水接触易结垢，空晒温度高，易过热，从而引起热管失效，这样热水器性能难以稳定且寿命不长，因此影响了相应热水器的大规模普及和推广。

发明内容

本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种冷暖联供太阳能辅助热泵系统。本发明可以有效地降低集热器的板面温度，从而提高集热效率，减少集热器向外界的热损失，也可以提高热泵系统的蒸发温度，从而提高热泵系统的性能。本发明不仅冬季供暖、夏季制冷，同时为建筑一年四季提供生活热水。

本发明的技术方案是：本发明的冷暖联供太阳能辅助热泵系统，包括有太阳能集热系统及热泵系统，其中太阳能集热系统包括微通道平板热管集热器、连接管道、水箱、循环水泵，热泵系统包括有蒸发器、换向阀、压缩机、冷凝器和节流装置，其中微通道平板热管集热器与水箱连接，且微通道平板热管集热器通过连接管道与循环水泵连接，循环水泵与水箱连接，蒸发器置于水箱内，且蒸发器的一端通过换向阀与压缩机连接，压缩机通过冷凝器与节流装置连接，节流装置与置于水箱内的蒸发器的另一端连接。

上述微通道平板热管集热器包括有玻璃盖板、微通道平板热管、蛇形管、保温壳体，其中保温壳体上设有冷水入孔及热水出孔，蛇形管装设在保温壳体所设的中空腔体内，蛇形管的冷水入水口与冷水入孔相通，蛇形管的热水出水口与热水出孔相通，冷水入孔与冷水供水系统连接，热水出孔通过循环水泵与水箱连接，微通道平板热管装设在蛇形管的上部，且蛇形管与微通道平板热管触接，玻璃盖板装设在微通道平板热管的上方。

当太阳光透过微通道平板热管集热器中的玻璃盖板，照射到微通道平板热管的表面时，微通道平板热管蒸发段外壁面受热，热量传递到冷凝段后，被紧贴微通道平板热管的蛇形管里的冷水吸收，形成热水。这部分热水在保温壳体和循环水泵的作用下以较小热损失传递至水箱，从而为用户提供热水。冬季取暖时，蒸发器中的制冷剂从水箱吸热并气化，在压缩机内压缩，后经换向阀，在冷凝器内冷却凝结散放出热量将室内空气加热，而制冷剂经节流装置返回蒸发器，达到室内供暖的目的；夏季空调降温时，蒸发器中的制冷剂从水箱吸热，经节流装置节流后，在冷凝器（用作蒸发器）吸收室内环境热量，然后在压缩机内压缩，后经换向阀，在蒸发器（用作冷凝器）内冷凝成液体，达到室内制冷的目的。

本发明的冷暖联供太阳能辅助热泵系统与现有传统的太阳能系统相比，具有如下优点：

1）本发明的冷暖联供太阳能辅助热泵系统将太阳能系统与热泵系统相结合，一方面可以有效地降低集热器的板面温度，从而提高集热效率，减少集热器向外界的热损失，另一方面可以提高热泵系统的蒸发温度，从而提高热泵系统的性能。这种方法不仅可以通过提高系统效率节约高品位能源，还可以提高热水器工作可靠性，从而能够满足人们连续供热水的要求。同时，该系统长期运行的总投资与其它种类的热水器相比也是比较低的，在经济性方面具有一定的优势。

2）本发明的冷暖联供太阳能辅助热泵系统采用了微通道平板热管，其外形扁平，不仅方便与换热面贴合，增大换热接触面积，有利于与建筑一体化，而且轴向和径向导热系数高，热阻小，冷凝端与蒸发端之间温差非常小，等温性和导热性良好，此外由于微通道平板热管本身全为吸热体，可阵列式密排实现最大限度采光和传热，其集热性能更优；

3）本发明的冷暖联供太阳能辅助热泵系统的微通道平板热管支撑结构有多种形式，如横截面形状呈矩形或三角形，矩形或三角形的平面支撑结构和蛇形管的管壁采用牢固的焊接方式，故具有良好的支撑性能，整体机械强度和刚度较高，在工作状态下不会出现内部气压变化而导致的平板热管管壁变形问题；