本發(fā)明屬于建筑節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種環(huán)路熱管/雙直膨式太陽能熱泵供熱系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
太陽能光伏光熱集熱系統(tǒng)制備的水溫一般低于傳統(tǒng)太陽能熱水系統(tǒng)的出水溫度，再加天氣因素的影響，太陽能光伏光熱集熱系統(tǒng)制備的熱水通常達(dá)不到建筑供熱所需的溫度要求?？諝庠礋岜眠\(yùn)行性能受室外溫度影響很大，尤其在寒冷、嚴(yán)寒地區(qū)冬季運(yùn)行會(huì)存在結(jié)霜問題，從而導(dǎo)致熱泵性能下降甚至不能正常工作。在熱管、太陽能與熱泵相結(jié)合的現(xiàn)有技術(shù)中:
《化工學(xué)報(bào)》2014年第65卷第8期中介紹了張龍燦等的“新型光伏-太陽能環(huán)形熱管/熱泵復(fù)合系統(tǒng)”一文，系統(tǒng)的熱泵模式,最大瞬時(shí)性能系數(shù)(coefficientofperformance——cop)為4.30，平均cop為3.76，其蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)形式為有玻璃蓋板，無法利用空氣能，導(dǎo)致該系統(tǒng)的啟動(dòng)和運(yùn)行受到光照強(qiáng)度的制約，在多云、陰雨天氣或夜間均無法啟動(dòng)或運(yùn)行，運(yùn)行時(shí)間十分有限，無法保證“全天候供熱水”。
《solarenergy》2005年第78期第375-381頁介紹了b.j.huang,j.p.lee,j.p.chyng的“heatpipeenhancedsolar-assistedheatpumpwaterheater”，該文所述系統(tǒng)的熱泵模式cop為2.5～3.0，能夠同時(shí)利用太陽能和空氣能，但圓柱型的蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)與平板型相比，其集熱效率不高，且只能實(shí)現(xiàn)光熱轉(zhuǎn)換而無法實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換，即只能提供熱水無法輸出電能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)上述太陽能光伏光熱集熱系統(tǒng)制備熱水溫度較低以及太陽能熱泵運(yùn)行性能下降等問題，本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供一種環(huán)路熱管/雙直膨式太陽能熱泵供熱系統(tǒng)。本發(fā)明是利用環(huán)路熱管布置靈活、高效傳熱和防凍等特性，結(jié)合直膨式太陽能熱泵系統(tǒng)供水溫度穩(wěn)定和較寬的環(huán)境溫度適應(yīng)性，將環(huán)路熱管與雙直膨式太陽能熱泵技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)建一種環(huán)路熱管/雙直膨式太陽能熱泵供熱系統(tǒng)。
為了解決上述存在的技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
一種環(huán)路熱管/雙直膨式太陽能熱泵供熱系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括冷凝器、第一閥門、太陽能光伏-環(huán)路熱管蒸發(fā)器、第二閥門、熱力膨脹閥、第三閥門和壓縮機(jī)，冷凝器的進(jìn)液口分別與壓縮機(jī)的出液口和第二閥門的出液口相連，冷凝器的出液口分別與第一閥門的進(jìn)液口和熱力膨脹閥的進(jìn)液口相連；第一閥門的出液口與太陽能光伏-環(huán)路熱管蒸發(fā)器的進(jìn)液口相連；太陽能光伏-環(huán)路熱管蒸發(fā)器的出液口分別與第二閥門的進(jìn)液口和第三閥門的進(jìn)液口相連；第三閥門的出液口與壓縮機(jī)的進(jìn)液口相連；
該系統(tǒng)還包括第四閥門、第五閥門、無玻璃蓋板的平直翅片管式平板集熱蒸發(fā)器和第六閥門；熱力膨脹閥的出液口分別與第四閥門的進(jìn)液口和第五閥門的進(jìn)液口相連；第四閥門的出液口與太陽能光伏-環(huán)路熱管蒸發(fā)器的進(jìn)液口相連；第五閥門的出液口與無玻璃蓋板的平直翅片管式平板集熱蒸發(fā)器的進(jìn)液口相連，無玻璃蓋板的平直翅片管式平板集熱蒸發(fā)器的出液口與第六閥門的進(jìn)液口相連，第六閥門的出液口與壓縮機(jī)的進(jìn)液口相連；
所述供熱系統(tǒng)的運(yùn)行模式包括環(huán)路熱管模式、直膨式太陽能熱泵模式和直膨式太陽能/空氣能雙熱源熱泵模式；
所述環(huán)路熱管運(yùn)行模式主要包括冷凝器、第一閥門、太陽能光伏-環(huán)路熱管集熱蒸發(fā)器和第二閥門；
所述直膨式太陽能熱泵運(yùn)行模式主要包括冷凝器、熱力膨脹閥、第四閥門、太陽能光伏-環(huán)路熱管集熱蒸發(fā)器、第三閥門和壓縮機(jī)；
所述直膨式太陽能/空氣能雙熱源熱泵運(yùn)行模式主要包括冷凝器、熱力膨脹閥、第五閥門、無玻璃蓋板的平直翅片管式平板集熱蒸發(fā)器、第六閥門和壓縮機(jī)。
由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供的一種環(huán)路熱管/雙直膨式太陽能熱泵供熱系統(tǒng)，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有這樣的有益效果：
1、本發(fā)明中的雙直膨式太陽能熱泵運(yùn)行模式，突破了空氣能熱泵低溫環(huán)境下運(yùn)行效率低或無法運(yùn)行的缺陷，克服了現(xiàn)有太陽能熱泵系統(tǒng)在光照不足時(shí)無法運(yùn)行的缺點(diǎn)；
2、本發(fā)明將環(huán)路熱管與雙直膨式太陽能熱泵相結(jié)合，有效提高了建筑熱水供應(yīng)系統(tǒng)的運(yùn)行性能，實(shí)現(xiàn)高效地全天候供熱水；
3、本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)簡單，可充分提高太陽能光熱利用綜合轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)解決系統(tǒng)外部電力供應(yīng)，為建筑提供一種近零能耗供熱系統(tǒng)。
本發(fā)明利用環(huán)路熱管布置靈活、高效傳熱和防凍等特性，結(jié)合直膨式太陽能熱泵系統(tǒng)供水溫度穩(wěn)定和較寬的環(huán)境溫度適應(yīng)性，將環(huán)路熱管與雙直膨式太陽能熱泵技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)建一種環(huán)路熱管/雙直膨式太陽能熱泵供熱系統(tǒng)。本發(fā)明采用的雙熱源熱泵模式最大瞬時(shí)cop為5.90，平均cop為4.30，蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)為無玻璃蓋板的平直翅片管式，能夠同時(shí)有效利用太陽能和空氣能，24小時(shí)均可運(yùn)行，保證了“全天候供熱水”；本發(fā)明采用的平板型蒸發(fā)器集熱效率明顯優(yōu)于圓柱型，系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)光熱轉(zhuǎn)換和實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。
附圖說明
圖1是本發(fā)明環(huán)路熱管/雙直膨式太陽能熱泵供熱系統(tǒng)原理圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述：
本發(fā)明的一種環(huán)路熱管/雙直膨式太陽能熱泵供熱系統(tǒng)，如圖1所示，該系統(tǒng)包括冷凝器1、第一閥門2、太陽能光伏-環(huán)路熱管蒸發(fā)器3、第二閥門4、熱力膨脹閥5、第三閥門7、第四閥門6、壓縮機(jī)11、第五閥門8、無玻璃蓋板的平直翅片管式平板集熱蒸發(fā)器9和第六閥門10；冷凝器1的進(jìn)液口分別與壓縮機(jī)11的出液口和第二閥門4的出液口相連，冷凝器1的出液口分別與第一閥門2的進(jìn)液口和熱力膨脹閥5的進(jìn)液口相連；第一閥門2的出液口與太陽能光伏-環(huán)路熱管蒸發(fā)器3的進(jìn)液口相連；熱力膨脹閥5的出液口分別與第四閥門6的進(jìn)液口和第五閥門8的進(jìn)液口相連；第四閥門6的出液口與太陽能光伏-環(huán)路熱管蒸發(fā)器3的進(jìn)液口相連；太陽能光伏-環(huán)路熱管蒸發(fā)器3的出液口分別與第二閥門4的進(jìn)液口和第三閥門7的進(jìn)液口相連；第三閥門7的出液口與壓縮機(jī)11的進(jìn)液口相連；第五閥門8的出液口與無玻璃蓋板的平直翅片管式平板集熱蒸發(fā)器9的進(jìn)液口相連，無玻璃蓋板的平直翅片管式平板集熱蒸發(fā)器9的出液口與第六閥門10的進(jìn)液口相連，第六閥門10的出液口與壓縮機(jī)11的進(jìn)液口相連；所述供熱系統(tǒng)的運(yùn)行模式包括環(huán)路熱管模式、直膨式太陽能熱泵模式和直膨式太陽能/空氣能雙熱源熱泵模式；所述環(huán)路熱管運(yùn)行模式主要包括冷凝器1、第一閥門2、太陽能光伏-環(huán)路熱管集熱蒸發(fā)器3和第二閥門4；所述直膨式太陽能熱泵運(yùn)行模式主要包括冷凝器1、熱力膨脹閥5、第四閥門6、太陽能光伏-環(huán)路熱管集熱蒸發(fā)器3、第三閥門7和壓縮機(jī)11；所述直膨式太陽能/空氣能雙熱源熱泵運(yùn)行模式主要包括冷凝器1、熱力膨脹閥5、第五閥門8、無玻璃蓋板的平直翅片管式平板集熱蒸發(fā)器9、第六閥門10和壓縮機(jī)11。
當(dāng)太陽輻照強(qiáng)度較高時(shí)，打開第一閥門2和第二閥門4，關(guān)閉第四閥門6、第三閥門7、第五閥門8和第六閥門10，以環(huán)路熱管模式進(jìn)行供熱；當(dāng)太陽輻照強(qiáng)度不能滿足環(huán)路熱管啟動(dòng)條件時(shí)，打開第三閥門7和第四閥門6，關(guān)閉第一閥門2、第二閥門4、第五閥門8和第六閥門10，以直膨式太陽能熱泵模式進(jìn)行供熱；當(dāng)太陽輻照強(qiáng)度繼續(xù)降低，無法以直膨式太陽能熱泵模式運(yùn)行時(shí)，打開第五閥門8和第六閥門10，關(guān)閉第一閥門2、第二閥門4、第三閥門7和第四閥門6，以直膨式太陽能/空氣能雙熱源熱泵模式進(jìn)行供熱。