一种相变型太阳能辅助空气能热泵蓄热系统的制作方法

文档序号:14066311阅读:303来源:国知局

本实用新型涉及热能利用技术领域,具体涉及一种相变型太阳能辅助空气能热泵蓄热系统。



背景技术:

随着传统化石能源的不断消耗与环境保护的意识愈加强烈,空气能作为一种可再生能源已逐步得到各界人士的重视。空气能热泵具有使用方便、能量利用效率高、绿色环保的有点,但由于其制热量会随着室外温度的下降而迅速下降,同是存在有室外风冷换热器结霜的问题,因此在低温环境下难以得到推广。

高寒地区具有太阳能丰富、昼夜温差大、供暖期长的特点,可因地制宜,利用太阳能与空气能相结合的技术来改善当地供暖问题。

现有的太阳能和空气能热泵结合的蓄热系统虽然能够解决单一空气能热泵供暖导致的问题,但是管路复杂,安装成本较高。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于提供一种相变型太阳能辅助空气能热泵蓄热系统,解决现有太阳能和空气能热泵结合蓄热系统导致管路复杂、安装成本较高的问题。

本实用新型通过下述技术方案实现:

一种相变型太阳能辅助空气能热泵蓄热系统,包括太阳能集热系统、空气能热泵系统和供暖系统,所述太阳能集热系统包括由管路串联的太阳能集热板和生活水箱,所述空气能热泵系统包括由管路串联的相变水箱、室外风冷换热设备和压缩机,所述供暖系统包括由管路串联的室内风冷换热设备、生活水箱和相变水箱,所述生活水箱和相变水箱分别设置在太阳能集热系统、空气能热泵系统中,所述太阳能集热系统、空气能热泵系统和供暖系统的管路中均设置有循环泵。

本实用新型所述太阳能集热板、室外风冷换热设备、压缩机、室内风冷换热设备和循环泵均为现有技术。

本实用新型通过将设置在供暖系统中的生活水箱和相变水箱分别串联在太阳能集热系统和空气能热泵系统中,不仅能够实现将太阳能和空气能结合用于供暖,而且整个系统的结构简单,降低了安装成本,如此,本实用新型解决了现有太阳能和空气能热泵结合蓄热系统导致管路复杂、安装成本较高的问题。

本实用新型适用于需要供应热量的建筑、设备或其他场合,尤其适用于高寒地区,可有效收集太阳能和空气能给室内供暖供热,具有绿色环保、高效节能的特点。

进一步地,压缩机配合设置有四通换向阀。

进一步地,空气能热泵系统管路中设置有止回阀。

进一步地,相变水箱内设置有蓄热相变块体。

所述蓄热相变块体采用现有蓄热相变材料制成,能够在高温下蓄热然后在低温下释放热量。便于相变水箱在白天进行蓄热,到晚上进行放热,不影响夜间低温供暖,而且能够避免室外风冷换热器在低温下结霜的问题。

进一步地,生活水箱内设置有蓄热相变块体。

进一步地,蓄热相变块体采用膨胀石墨制成。

所述膨胀石墨为现有技术材料,是常见的蓄热相变材料。

进一步地,蓄热相变块体为板状结构。

板状结构有利于快速释放热量。

进一步地,板状结构设置有多个,多个板状结构平行设置。

上述设置有利于快速释放热量。

进一步地,生活水箱、相变水箱均包括外壳和设于外壳内的介质,所述外壳采用隔热材料制成。

所述隔热材料采用现有技术材料,可以是石棉。

进一步地,生活水箱通过旁路支管与用水端连接。

本系统出了用于供暖外,还可以提供热水。

本实用新型与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:

1、本实用新型通过将设置在供暖系统中的生活水箱和相变水箱分别串联在太阳能集热系统和空气能热泵系统中,不仅能够实现将太阳能和空气能结合用于供暖,而且整个系统的结构简单,降低了安装成本。

2、本实用新型晚上利用白天蓄积的相变水箱中的部分热量给室外风冷换热器除霜,不会影响室内供暖系统,具有舒适度高的特点。

3、本发明将空气能热泵中工质携带的热量最终以水传递给室内风冷换热器,工质无需充满整个供暖系统,使用量大大减少,具有经济、环保的特点。

4、本发明可以利用生活水箱中给居民提供生活热水,一机多用,给当地人的生活提供了方便。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中:

图1是蓄热系统的结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称:

1-太阳能集热板,2-生活水箱,3-相变水箱,4-室内风冷换热设备,5-循环泵,6-室外风冷换热设备,7-四通换向阀,8-压缩机,9-止回阀。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本实用新型作进一步的详细说明,本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型,并不作为对本实用新型的限定。

实施例1:

如图1所示,一种相变型太阳能辅助空气能热泵蓄热系统,包括太阳能集热系统、空气能热泵系统和供暖系统,所述太阳能集热系统包括由管路串联的太阳能集热板1和生活水箱2,所述空气能热泵系统包括由管路串联的相变水箱3、室外风冷换热设备6和压缩机8、止回阀9,所述压缩机8配合设置有四通换向阀7,所述供暖系统包括由管路串联的室内风冷换热设备4、生活水箱2和相变水箱3,所述生活水箱2和相变水箱3分别设置在太阳能集热系统、空气能热泵系统中,所述太阳能集热系统、空气能热泵系统和供暖系统的管路中均设置有循环泵5。

本实施例的工作原理:

高寒地区昼夜温差大,白天太阳能充沛,室外温度较高,太阳能系统和空气能热泵系统同时运行。

太阳能集热板1受到太阳辐射的作用,水管内水温升高,在循环泵5的作用下将热量蓄积于生活水箱2中,与供暖水管(供暖系统中的管路)进行热交换;在循环泵5的作用下介质在室外风冷换热器6中与室外相对温度较高的空气进行换热,介质温度升高,进而通过四通换向阀7流入压缩机8进一步压缩升温,再进入到相变水箱3中,供暖系统中的循环水在循环泵5的作用下流进生活水箱2,吸收来自太阳能的热量,再进入相变水箱3中,最终将热量带入室内风冷换热器4中,达到给室内供暖的目的。

当晚上或者阴雨天太阳能较弱的时候,太阳能系统停止工作,空气能热泵系统继续工作,相变水箱3将蓄存的热量释放给循环水给室内供暖。

实施例2:

如图1所示,本实施例基于实施例1,所述相变水箱3内设置有蓄热相变块体;所述生活水箱2内设置有蓄热相变块体;所述蓄热相变块体采用膨胀石墨制成;所述蓄热相变块体为板状结构;所述板状结构设置有多个,多个板状结构平行设置。

本实施例的工作原理:

相变水箱3中的介质将热量释放给相变蓄热介质,完成逆卡诺循环;供暖系统中的循环水在循环泵5的作用下流进生活水箱2,吸收来自太阳能的热量,再进入相变水箱3中,吸收相变蓄热介质的热量,最终将热量带入室内风冷换热器4中,达到给室内供暖的目的。

当晚上或者阴雨天太阳能较弱的时候,太阳能系统停止工作,空气能热泵系统继续工作,相变水箱3将蓄存的热量释放给循环水给室内供暖;当室外温度过低导致室外风冷换热器6结霜时,介质在四通换向阀7的作用下进行正卡诺循环,介质吸收相变蓄热材料的热量进行除霜,除霜完毕继续进行逆卡诺循环给相变水箱3提供热量。

实施例3:

如图1所示,本实施例基于实施例1或实施例2,所述生活水箱2、相变水箱3均包括外壳和设于外壳内的介质,所述外壳采用隔热材料制成;所述生活水箱2通过旁路支管与用水端连接(图未示)。

以上所述的具体实施方式,对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已,并不用于限定本实用新型的保护范围,凡在本实用新型的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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