[实用新型]基于菲涅尔透镜集热的太阳能环路热管热泵复合系统

说明书

本实用新型公开了一种基于菲涅尔透镜集热的太阳能环路热管热泵复合系统，包括热泵系统、菲涅尔透镜、气线管路、液线管路和用于控制热泵系统的开关阀；热泵系统包括压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器；菲涅尔透镜为蒸发器提供聚焦热量；气线管路连接蒸发器的气体出口和冷凝器的气体入口，液线管路连接冷凝器的液体出口和蒸发器的液体入口；蒸发器、冷凝器、气线管路和液线管路构成环路热管系统。在太阳辐照充足、温度达到工质的相变温度时，环路热管系统工作；在太阳辐照不足时，打开控制热泵系统的开关阀，使热泵系统工作，从而保证热能的稳定供应；因此可以最大限度地利用太阳能，提高集热效率，且可以减少单独运行热泵模式损耗的电能。

技术领域

本实用新型涉及太阳能集热系统技术领域，更具体地说，涉及一种基于菲涅尔透镜集热的太阳能环路热管热泵复合系统。

背景技术

在干燥室、热水器、除湿器及各类供暖、采暖装置中，太阳能集热系统得到广泛应用。

在现有的太阳能集热系统中，太阳能热泵技术是将太阳能平板集热器作为热泵循环的蒸发器，能够提高蒸发温度；热泵系统相对于单纯的太阳能集热来说，对太阳能辐照强度及环境温度的要求不高，因此可以保证对热能的稳定供给，但单独的热泵模式集热效率过低，且耗电量过大。

而环路热管主要靠工作液体的汽、液相变传热，能够在温度达到一定值后自行启动，将系统温度控制在一定范围内，热阻很小，是一种良好的传热元件，可降低能源消耗，但对太阳辐照强度及环境温度的要求较高，在太阳辐照不足时不能满足热能的供应。

综上所述，如何提供一种保证热能稳定供应的同时集热效率高的太阳能集热系统，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种基于菲涅尔透镜集热的太阳能环路热管热泵复合系统，该系统可以最大限度地利用太阳能，提高集热效率，且在保证热能的稳定供应的同时，可减少单独热泵模式损耗的电能。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种基于菲涅尔透镜集热的太阳能环路热管热泵复合系统，包括：

利用压缩机和节流阀驱动工质流动的热泵系统，所述热泵系统包括依次首尾连接的所述压缩机、冷凝器、所述节流阀和蒸发器；

为所述蒸发器提供聚焦热量的菲涅尔透镜；

连接所述蒸发器的气体出口和所述冷凝器的气体入口的气线管路，以及连接所述冷凝器的液体出口和所述蒸发器的液体入口的液线管路；所述蒸发器、所述冷凝器、所述气线管路和所述液线管路构成环路热管系统；

所述热泵系统具有用于控制所述热泵系统的开关阀。

优选地，所述菲涅尔透镜的棱形槽的个数为每毫米2-8个。

优选地，所述菲涅尔透镜为精密型菲涅尔透镜，所述精密型菲涅尔透镜的棱形槽个数为每毫米15-22个。

优选地，所述蒸发器内设置有毛细芯，所述毛细芯用于使液态工质在所述毛细芯的毛细抽吸力的作用下进入所述毛细芯。

优选地，所述毛细芯的孔隙率为45％-80％。

优选地，所述环路热管系统和所述热泵系统的所述工质均为自湿润流体。

优选地，所述自湿润流体为庚醇溶液。

优选地，在所述毛细芯和所述蒸发器贴近热源的管壁之间设有至少一个用于疏导蒸汽的蒸汽槽道。

优选地，所述蒸发器包括用于储存冷凝回流的液态所述工质的储液室。

优选地，所述蒸发器的倾斜角度为30°-50°，以满足冷凝液回流。