[实用新型]一种基于热泵技术高能效太阳能集热系统

说明书

本实用新型属于一种热泵技术领域，尤其涉及一种基于热泵技术高能效太阳能集热系统。本实用新型系统包含热泵子系统和太阳能集热子系统，两系统通过热能增效器相连接。本实用新型依据热泵能效曲线、环境温度、光照强度等优化热泵、太阳能集热子系统联合运行方式，最大限度减少集热器热量损失，把该热量用于提高热泵子系统中蒸发器换热介质温度，从而同时提升太阳能集热子系统、热泵子系统换热效率；采用能量微增率，能够跟随环境温度、日照强度等变化最大限度的吸收热量，同时降低整体太阳能集热子系统电能能耗；不改变热泵子系统结构，简化太阳能集热子系统与热泵子系统结合的复杂度，设计调试灵活。

技术领域

本实用新型属于一种热泵技术领域，尤其涉及一种基于热泵技术高能效太阳能集热系统。

背景技术

太阳能利用形式有光电和光热。光热在环境温度较高或光热集热器换热介质温度与环境温度温差较大时COP(能效)较高，若环境温度较低或集热器换热介质温度与环境温度温差较小时，COP急剧降低。

现有太阳能集热器在换热介质温度与环境温度温差较大时COP较低，主要是因为温差大集热器向周围环境散热多，热泵在低温环境COP低与从环境所能汲取热量少，功耗大有关。此外现有太阳能结合热泵技术，仅简单的将太阳能集热板与蒸发器串联，通过热泵将集热器低品味的热变为高品味热予以采集，并未考虑减少集热器散热问题，且通常采用制冷剂换热而使得造价较高，同时也未考虑运行中的能耗。

因此，太阳能低能量密度、低效率等缺点制约其在寒冷地区进一步推广应用。热泵与光热有类似问题。当环境温度较高或热泵蒸发器制冷剂温度与环境温度温差较大时COP(能效)较高，若环境温度较低或温差较小时，COP较低。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足之处，本实用新型提供了一种基于热泵技术高能效太阳能集热系统。其目的是为了实现在不改变热泵子系统结构的前提条件下，简化太阳能集热子系统与热泵子系统结合的复杂度，最大限度减少集热器热量损失的实用新型目的。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种基于热泵技术高能效太阳能集热系统，包括热泵子系统和太阳能集热子系统，所述太阳能集热子系统经热能增效器与热泵子系统的蒸发器相连接。

进一步的，所述热能增效器包括余热收集器、空气预热器或集成在热泵子系统、太阳能集热子系统的设备中的热量收集设备。

进一步的，所述蒸发器包含有引风机或循环泵，所述蒸发器为能量增效器。

进一步的，所述太阳能集热子系统为集热发电一体化系统，通过热能增效器，集成在热泵子系统中的蒸发器里，将太阳能集热子系统与热泵子系统相结合。

进一步的，所述热泵子系统由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器依次通过管路相连接构成；其中压缩机的排气口连接冷凝器的一次侧入口，冷凝器的一次侧出口连接至膨胀阀的入口，膨胀阀的出口与蒸发器的加热室入口相连，蒸发器的蒸发室出口连接到压缩机的吸气口，形成闭环管路；管路中为冷媒。

进一步的，所述冷凝器为套管式换热器。

进一步的，所述太阳能集热子系统包括蓄热水箱、集热器、引风机、第一电控阀、第二电控阀、第三电控阀、第一三通阀、入风口、温控开关、排风口、第二三通阀、第三三通阀、换热器、换热器及第二循环水构成；其中，集热器的出风口连接至引风机的入口，引风机的出口连接到第三三通阀汇流口，第三三通阀一个分流口连接换热器的一次侧风道入口，第三三通阀的另一个分流口连接蒸发器的一次侧风道入口；换热器的一次侧风道出口和蒸发器的一次侧风道出口汇流后连接至第二三通阀汇流端口，第二三通阀的一个分流口连接排风口，第二三通阀的另一个分流口连接温控开关的入口；温控开关的出口连接到第一三通阀汇流口，第一三通阀的一个分流口连接排风口，第一三通阀的另一个分流口连接集热器的入风口，形成换热风道；