本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能集熱/蒸發(fā)器與翅片式蒸發(fā)器結(jié)合的熱泵，屬于直膨式太陽(yáng)能熱泵與空氣能熱泵結(jié)合的應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

直膨式太陽(yáng)能熱泵的集熱/蒸發(fā)器，上表面涂刷選擇性材料(太陽(yáng)能光譜吸收率為0.9)，利用太陽(yáng)能作為蒸發(fā)器熱源的熱泵系統(tǒng)，即制冷工質(zhì)直接在太陽(yáng)能集熱器中吸收太陽(yáng)輻射能而蒸發(fā),影響太陽(yáng)能熱泵性能的主要因素是室外太陽(yáng)輻射(影響集熱器表面吸熱)、室外環(huán)境溫度和室外風(fēng)速(影響太陽(yáng)能集熱/蒸發(fā)器表面對(duì)流換熱和熱傳導(dǎo)),太陽(yáng)能熱泵的集熱/蒸發(fā)器的不足之處在于當(dāng)太陽(yáng)輻照較差時(shí)，由于是非強(qiáng)制換熱且換熱面積較小，導(dǎo)致熱泵性能不理想；常規(guī)空氣源熱泵熱水器是采用翅片式蒸發(fā)器(強(qiáng)制換熱)，是利用空氣能作為蒸發(fā)器熱源的熱泵系統(tǒng),影響空氣能熱泵性能的主要因素是室外環(huán)境溫度,翅片式蒸發(fā)器的不足之處在于當(dāng)太陽(yáng)輻照較好而室外溫度較低時(shí)，熱泵性能較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中太陽(yáng)能熱泵和翅片式蒸發(fā)器存在的缺陷，提供一種太陽(yáng)能集熱/蒸發(fā)器與翅片式蒸發(fā)器結(jié)合的熱泵，發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，克服其各自的不足。

為解決這一技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種太陽(yáng)能集熱/蒸發(fā)器與翅片式蒸發(fā)器結(jié)合的熱泵，包括太陽(yáng)能集熱/蒸發(fā)器9和翅片式蒸發(fā)器10，所述太陽(yáng)能集熱/蒸發(fā)器9安裝在可接受陽(yáng)光直射的地方，太陽(yáng)能集熱/蒸發(fā)器9與翅片式蒸發(fā)器10采用并聯(lián)的方式連接在熱泵管路上，太陽(yáng)能集熱/蒸發(fā)器9管路上設(shè)有8電磁閥一，翅片式蒸發(fā)器10管路上設(shè)有14電磁閥二，太陽(yáng)能集熱/蒸發(fā)器9的制冷劑進(jìn)出口銅管在熱泵內(nèi)部分別與熱泵管路上的四通閥11及電磁閥一8焊接，太陽(yáng)能集熱/蒸發(fā)器9與翅片式蒸發(fā)器10通過電磁閥調(diào)節(jié)制冷劑流向。

所述太陽(yáng)能集熱/蒸發(fā)器9與翅片式蒸發(fā)器10外鈑金通過六角法蘭帶十字槽自攻螺釘連接成整體。

所述太陽(yáng)能集熱/蒸發(fā)器9與翅片式蒸發(fā)器10分體式連接。

所述太陽(yáng)能集熱/蒸發(fā)器9的表面涂刷與建筑體同色的選擇性材料。

所述熱泵的種類包含常溫空氣源熱泵熱水機(jī)、低溫空氣源熱泵熱水機(jī)、常溫空氣源熱泵冷暖機(jī)、低溫空氣源熱泵冷暖機(jī)。

有益效果：本發(fā)明針對(duì)太陽(yáng)能集熱/蒸發(fā)器與翅片式蒸發(fā)器性能均受到室外環(huán)境的影響、及各自存在的不足，在常規(guī)空氣源熱泵的基礎(chǔ)上利用太陽(yáng)能資源來(lái)輔助提高熱泵蒸發(fā)器側(cè)的溫度，充分利用太陽(yáng)能資源和空氣能資源，發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，最大限度的提高熱泵的熱能效比。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的系統(tǒng)原理圖。

圖中：1壓縮機(jī)、2氣液分離器、3套管換熱器、4板式換熱器、5儲(chǔ)熱罐、6熱力膨脹閥一、7雙向銅過濾器、8電磁閥一、9太陽(yáng)能集熱/蒸發(fā)器、10翅片式蒸發(fā)器、11四通閥、12液噴電磁閥、13銅過濾器、14電磁閥二、15電磁閥三、16熱力膨脹閥二。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做具體描述。

圖1所示為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

本發(fā)明包括太陽(yáng)能集熱/蒸發(fā)器9和翅片式蒸發(fā)器10，所述太陽(yáng)能集熱/蒸發(fā)器9與翅片式蒸發(fā)器10外鈑金通過六角法蘭帶十字槽自攻螺釘連接成整體。

所述太陽(yáng)能集熱/蒸發(fā)器9安裝在可接受陽(yáng)光直射的地方。

圖2所示為本發(fā)明的系統(tǒng)原理圖。

所述太陽(yáng)能集熱/蒸發(fā)器9與翅片式蒸發(fā)器10采用并聯(lián)的方式連接在熱泵管路上，太陽(yáng)能集熱/蒸發(fā)器9管路上設(shè)有電磁閥一8，翅片式蒸發(fā)器10管路上設(shè)有電磁閥二14，太陽(yáng)能集熱/蒸發(fā)器9的制冷劑進(jìn)出口銅管在熱泵內(nèi)部分別與熱泵管路上的四通閥11及電磁閥一8焊接，太陽(yáng)能集熱/蒸發(fā)器9與翅片式蒸發(fā)器10通過電磁閥調(diào)節(jié)制冷劑流向。

所述太陽(yáng)能集熱/蒸發(fā)器9與翅片式蒸發(fā)器10分體式連接。

所述太陽(yáng)能集熱/蒸發(fā)器9的表面涂刷與建筑體同色的選擇性材料。

所述熱泵的種類包含常溫空氣源熱泵熱水機(jī)、低溫空氣源熱泵熱水機(jī)、常溫空氣源熱泵冷暖機(jī)、低溫空氣源熱泵冷暖機(jī)。

本發(fā)明的工作原理:

制熱原理：氣體氟利昂被壓縮機(jī)1加壓，成為高溫高壓氣體，通過四通換向閥11進(jìn)入套管式換熱器3，冷凝液化放熱，便成為液體，同時(shí)會(huì)將水加熱。而液體氟利昂經(jīng)儲(chǔ)熱罐5、銅過濾器13、電磁閥三15、熱力膨脹閥一6后進(jìn)入板式換熱器4(當(dāng)排溫達(dá)到設(shè)定值時(shí)液噴電磁閥12通電，打開通向液噴膨脹閥之管路，向壓縮機(jī)1內(nèi)噴入液態(tài)冷媒，以降低排氣溫度和冷卻電機(jī))，低溫工況少量制冷劑通過板式換熱器4直接返回壓縮機(jī)1，大部分制冷劑經(jīng)過熱力膨脹閥二16和雙向銅過濾器7進(jìn)入蒸發(fā)器9或10，蒸發(fā)氣化吸熱，成為氣體，同時(shí)吸取室外空氣的熱量(或吸收太陽(yáng)能)。經(jīng)蒸發(fā)器出來(lái)的制冷劑氣體通過四通換向閥11進(jìn)入氣液分離器2，再次進(jìn)入壓縮機(jī)1開始下一個(gè)循環(huán)。

蒸發(fā)器切換原理：

本系統(tǒng)原理圖為低溫空氣源熱泵熱水機(jī)與太陽(yáng)能集熱/蒸發(fā)器結(jié)合的熱泵原理圖，太陽(yáng)能集熱/蒸發(fā)器9與翅片式蒸發(fā)器10通過電磁閥調(diào)節(jié)制冷劑流向。當(dāng)太陽(yáng)輻照較好，太陽(yáng)能集熱/蒸發(fā)器9的溫度較高時(shí)，太陽(yáng)能集熱/蒸發(fā)器環(huán)路電磁閥一8打開，電磁閥二14關(guān)閉，制冷劑流經(jīng)太陽(yáng)能集熱/蒸發(fā)器環(huán)路，制冷劑主要吸收太陽(yáng)熱能；當(dāng)太陽(yáng)輻照較差，太陽(yáng)能集熱/蒸發(fā)器9的溫度較低時(shí)，翅片式蒸發(fā)器環(huán)路電磁閥二14打開，電磁閥一8關(guān)閉，制冷劑流經(jīng)翅片式蒸發(fā)器10，制冷劑吸收空氣熱能。

開機(jī)控制原理：

Tw：水箱熱水溫度

Twh：設(shè)定熱水最高溫度

Ta：環(huán)境溫度

Te：太陽(yáng)能集熱/蒸發(fā)器表面溫度

壓縮機(jī)關(guān)機(jī)狀態(tài)下開始，判斷水箱熱水溫度Tw，若水箱熱水溫度Tw≥Twh，不啟動(dòng)壓縮機(jī)1，否則：

(1)若水箱熱水溫度Tw≤25℃：?jiǎn)?dòng)壓縮機(jī)1；

(2)若水箱熱水溫度25℃＜Tw≤35℃：判斷環(huán)境溫度及太陽(yáng)能集熱/蒸發(fā)器9的溫度。

當(dāng)環(huán)境溫度Ta＞0℃或太陽(yáng)能集熱/蒸發(fā)器9的溫度Te-Ta＞10℃(表示環(huán)境溫度不太低或太陽(yáng)輻射較好)，啟動(dòng)壓縮機(jī)1；

否則(表示環(huán)境溫度低且太陽(yáng)輻射很差)不啟動(dòng)壓縮機(jī)1；

(3)若環(huán)境溫度Ta＞35℃：判斷環(huán)境溫度及太陽(yáng)能集熱/蒸發(fā)器9的溫度。

當(dāng)環(huán)境溫度Ta＞15℃，啟動(dòng)壓縮機(jī)1；

當(dāng)環(huán)境溫度5℃≤Ta≤15℃，若太陽(yáng)能集熱/蒸發(fā)器9的溫度Te-Ta＞10℃，啟動(dòng)壓縮機(jī)1，否則不啟動(dòng)壓縮機(jī)1；當(dāng)環(huán)境溫度Ta＜5℃，不啟動(dòng)壓縮機(jī)1。

停機(jī)控制原理：

壓縮機(jī)運(yùn)行中開始，判斷水箱熱水溫度Tw，若水箱熱水溫度Tw≥Twh，停止壓縮機(jī)1，否則判斷環(huán)境溫度Ta：

(1)若環(huán)境溫度Ta≤10℃，設(shè)定恒溫溫度為35℃，當(dāng)水箱熱水溫度Tw≤35℃，壓縮機(jī)1繼續(xù)運(yùn)行；當(dāng)水箱熱水溫度Tw＞35℃，判斷溫升速率，若溫升速率達(dá)到或超過3.5℃/h，壓縮機(jī)1繼續(xù)運(yùn)行，否則停止壓縮機(jī)1；

(2)若環(huán)境溫度10℃＜Ta≤15℃，設(shè)定恒溫溫度為40℃，當(dāng)水箱熱水溫度Tw≤40℃，壓縮機(jī)1繼續(xù)運(yùn)行；當(dāng)水箱熱水溫度Tw＞40℃，判斷溫升速率，若溫升速率達(dá)到或超過3.5℃/h，壓縮機(jī)1繼續(xù)運(yùn)行，否則停止壓縮機(jī)1；

(3)若環(huán)境溫度15℃＜Ta≤20℃，設(shè)定恒溫溫度為47℃，當(dāng)水箱熱水溫度Tw≤47℃，壓縮機(jī)1繼續(xù)運(yùn)行；當(dāng)水箱熱水溫度Tw＞47℃，判斷溫升速率，若溫升速率達(dá)到或超過5℃/h，壓縮機(jī)1繼續(xù)運(yùn)行，否則停止壓縮機(jī)1；

(4)若環(huán)境溫度Ta＞20℃，壓縮機(jī)1繼續(xù)運(yùn)行直至水溫達(dá)到熱水最高溫度。

本發(fā)明在常規(guī)空氣源熱泵的基礎(chǔ)上利用太陽(yáng)能資源來(lái)輔助提高熱泵蒸發(fā)器側(cè)的溫度，充分利用太陽(yáng)能資源和空氣能資源，最大限度的提高熱泵的熱能效比。

本發(fā)明上述實(shí)施方案，只是舉例說明，不是僅有的，所有在本發(fā)明范圍內(nèi)或等同本發(fā)明的范圍內(nèi)的改變均被本發(fā)明包圍。