太阳能热泵系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种太阳能热泵系统，其特征在于：太阳能集热器可从支架中拉出伸展或收纳设置在支架内；太阳能集热器通过循环泵与置于蓄热水箱的热交换器形成换热回路；压缩机出来的管路与置于蓄热水箱内的室外水冷换热器的进口连接；或者压缩机出来的管路与太阳能集热器的换热介质入口连接，太阳能集热器的换热介质出口与室外换热模块连接。本实用新型专利技术优点是：采用抽屉式的太阳能集热模块，与热泵原有的室外风冷换热器联合控制，太阳能集热器可以收缩并调节吸热面角度，可有效的随地区季节变化调节所需要的热量，实现冬天供暖夏天制冷的功能。另外系统设置多种工作模式，可以全面的为用户提供全方位的运行模式，满足客户在不同时间不同的需求。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种热泵系统，具体为一种太阳能热泵系统。
技术介绍
将太阳能与热泵结合起来，使热泵系统能同时获得太阳能和空气能，可以有效地 节约能源。现有技术中，将太阳能与热泵结合的思路多是将蒸发器与集热器做成一体机。专利申请号为CN200710190062. 3，专利名称为集热蓄能蒸发一体化太阳能热泵系 统的中国专利技术专利，提供的技术方案中，集热蓄能蒸发一体化设计的蒸发器采用蒸发冷媒 管与集热管并联连接，热泵系统只能提供热水和供暖，但无法实现夏季制冷。专利申请号为CN00137579. 2，专利名称为集热器蓄热器蒸发器三位一体太阳能热 泵的中国专利技术专利提供的技术方案中，是将蒸发管与漫发射板结合在一起，同时吸收太阳 能与空气能的热量。但该系统同样无法兼顾夏季制冷。因为上述两个专利都没有区分工质集热量与蒸发吸热量在数量与等级的不同，在 寒冷的季节里，工质的蒸发甚至会造成太阳能集热量的散失，将大大降低热泵系统的能效。专利申请号为CN02117298，专利名称为太阳能热泵空调系统和太阳能+空气源热 泵空调系统的中国专利技术专利的技术方案中将室外空气换热器与太阳能换热器直接串联，制 冷剂必须与室外空气进行强制对流换热，在气温很低的季节，会降低系统的蒸发温度，削弱 太阳能换热器的效果。此外该专利技术专利还采用在室外空气换热器上设不透光的遮挡板或可 拆卸的遮阳罩的方法来避免夏季吸热。此方法会给用户使用带来很多麻烦，且遮挡的可靠 性需要时常维护。专利申请号为CN200610114393. 4，专利名称为多热源多功能太阳能热泵的中国发 明专利提供的技术方案中，集热器与制冷系统相连，带室内外两个水箱来蓄热；热泵供暖热 源采用空气能与太阳能混合，夏季制冷系统制冷，同时将产生的冷凝废热用水冷冷凝器回 收送入室外水箱储存。集热器直接给室内水箱供热，制取热水；或者制冷系统单独制冷，太 阳能制热水直接送入室内水箱。春秋季太阳能制热水为主，不足时用热泵制热；冬季制热 时，通过室外水冷换热器吸取水箱热量，或通过室外空冷器吸收空气中的热量。但是上述技 术方案不能同时使用太阳能和空气能这两种热源。专利申请号为CN200610114394. 9，专利名称为光伏太阳能热泵多功能一体化系 统的中国专利技术专利申请提供的技术方案是在光伏电池板下面设一个PV/T蒸发器，与风冷 冷凝器并联作为辅助补充热源，但是此供热方法同样存在没有同时使用太阳能和空气能这 两种热源的不足。专利申请号为CN200510079955. 1，专利名称为太阳能热泵及使用该热泵的冬夏 两用空调系统的中国专利技术专利申请提供的技术方案为包括依次串接的蒸发器、压缩机、冷 凝器和膨胀阀，在蒸发器和压缩机之间依次串接单向阀和太阳能热水器，太阳能热水器是 由太阳能热水箱、第二循环泵和太阳能集热器依次串联组成的回路，单向阀的出液端与太 阳能热水箱内的盘管的进液端相连，太阳能热水箱内的盘管的出液端与压缩机的进液端相连。冬夏两用空调系统包括依次串接的能量采集装置、太阳能热泵和散热装置。该太阳能 热泵充分利用了太阳能，大大降低了热泵中用电大户压缩机的用电负荷，使热泵及使用该 热泵的冬夏两用空调系统的耗电量大大降低，从而节约了能源。但是蒸发器中制冷剂吸收 水箱中的热量来进行热泵循环会出现不匹配的情形，即当太阳能充足的时候，水箱温度越 高，蒸发温度越高，可能造成蒸发压力过高的问题。另外，在春、秋、冬季使用的太阳能热利用系统，其太阳能集热器的理想方位角为 (-10°，10° )，最佳方位角为0°，即将集热板朝向正南；夏季，平板型集热器方位角的变 化对集热器上太阳辐射量的影响因倾斜角β而不同。当0° < β <60°，平板型太阳集热 器的理想方位角范围(-35°，10° )，当60° < β <90°，平板型太阳集热器的理想方位 角范围是(-60°，45° )。经计算分析得知，一年中平板型集热器最佳倾角及集热器表面的 最大月平均日辐射量变化均很大，集热器最佳倾角的确定要根据系统具体应用目的而定。 一般而言，吉林地区全年应用的太阳能系统应尽量使平板型集热器的倾角在(30°，60° ) 范围内。春、夏、秋季使用的太阳能热利用系统应在(15°，30° )范围内，冬季使用的应在 (55°，75° )。而现有的太阳能热泵集热系统无法根据地区的变化来调整集热器表面的倾 斜角，更无法根据具体工况的需要调整太阳能吸热量。由于现有技术存在以上所述的众多不足，因此需要改进。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的不足，本技术的目的是提供一种可以充分利用太阳 能，并且可以根据不同季节及用户需求进行调节的太阳能热泵系统。为了实现上述目的，本技术所采用的技术方案是太阳能热泵系统，包括压缩 机、太阳能换热模块、室外换热模块和室内换热模块，压缩机与太阳能换热模块连接，太阳 能换热模块与室外换热模块连接，室外换热模块与室内换热模块连接，室内换热模块与压 缩机连接形成一个循环回路；所述的压缩机与室外换热模块之间设置有第一分支管路连 接，太阳能换热模块与室内换热模块之间设置有第二分支管路连接；所述的太阳能换热模 块包括太阳能集热器和支架，太阳能集热器可在支架内伸展或收纳的活动设置在支架内。所述的太阳能换热模块还包括蓄热水箱、热交换器和室外水冷换热器；热交换器 置于蓄热水箱中，太阳能集热器通过循环泵与热交换器形成换热回路；室外水冷换热器置 于蓄热水箱内，压缩机出来的管路与室外水冷换热器的进口连接，室外水冷换热器的出口 通过管路与室外换热模块连接，室外换热模块与室内换热模块连接。所述的压缩机出来的管路与太阳能集热器的换热介质入口连接，太阳能集热器的 换热介质出口与室外换热模块连接。所述的室外换热模块与室内换热模块之间设置有换热水箱，在换热水箱内设置有 第二水冷换热器，室外换热模块出来的管路与第二水冷换热器入口连接，第二水冷换热器 的出口通过管路与室内换热模块连接。所述的第二水冷换热器的出口与压缩机之间设置有第五分支管路连接。所述的蓄热水箱内设置有辅助电加热器；所述的室内风冷换热器上设置有室内电 加热器。太阳能集热模块，包括太阳能集热器和支架，在支架内最少设有一带滑槽的空腔，在太阳能集热器上设置有与滑槽相应的导轨，太阳能集热器通过相配合的滑槽和导轨活动 设置在空腔内。所述的空腔在支架的四面分层的可以设置为一个或一个以上，在空腔内分别活动设置有相应的太阳能集热器。所述的太阳能集热器的外侧设置有两可调节高低的支撑杆，在太阳能集热器的内 侧边缘设置有可调整角度的铰链球，铰链球卡在空腔的开口处。通过调节支撑杆的高低，可 以360度的调节太阳能集热器的倾斜度。所述的太阳能集热器的导轨上设置有放置软管的管槽。支架内空腔的四周设置有 隔热板，在空腔上端的隔热板上安装原有热泵的室外机，包括压缩机、储液器、气液分离器、 室外风冷换热器等以节省安装空间。采用上述结构后，本技术和现有技术相比所具有的优点是采用抽屉式的太 阳能集热模块，与热泵原有的室外风冷换热器联合控制在冬季有太阳但气温低于_15°C 时，太阳能集热器单独作为热泵循环的蒸发器；若气温高于_15°C时，制冷剂顺次流经室外 换热模块和太阳能集热模块，逐步提高温度，提升热本文档来自技高网...

【技术保护点】
太阳能热泵系统，包括压缩机、太阳能换热模块、室外换热模块和室内换热模块，压缩机与太阳能换热模块连接，太阳能换热模块与室外换热模块连接，室外换热模块与室内换热模块连接，室内换热模块与压缩机连接形成一个循环回路；其特征在于：所述的压缩机与室外换热模块之间设置有第一分支管路连接，太阳能换热模块与室内换热模块之间设置有第二分支管路连接；所述的太阳能换热模块包括太阳能集热器和支架，太阳能集热器可伸展或收纳的活动设置在支架内。

【技术特征摘要】
太阳能热泵系统，包括压缩机、太阳能换热模块、室外换热模块和室内换热模块，压缩机与太阳能换热模块连接，太阳能换热模块与室外换热模块连接，室外换热模块与室内换热模块连接，室内换热模块与压缩机连接形成一个循环回路；其特征在于所述的压缩机与室外换热模块之间设置有第一分支管路连接，太阳能换热模块与室内换热模块之间设置有第二分支管路连接；所述的太阳能换热模块包括太阳能集热器和支架，太阳能集热器可伸展或收纳的活动设置在支架内。2.根据权利要求1所述的太阳能热泵系统，其特征在于所述的太阳能换热模块还包 括蓄热水箱、热交换器和室外水冷换热器；热交换器置于蓄热水箱中，太阳能集热器通过循 环泵与热交换器形成换热回路；室外水冷换热器置于蓄热水箱内，压缩机出来的管路与室 外水冷换热器的进口连接，室外水冷换热器的出口通过管路与室外换热模块连接，室外换 热模块与室内换热模块连接。3.根据权利要求1所述的太阳能热泵系统，其特征在于所述的压缩机出来的管路与 太阳能集热器的换热介质入口连接，太阳能集热器的换热介质出口与室外换热模块连接。4.根据权利要求3所述的太阳能热泵系统，其特征在于所述的室外换热模块与室内 换热模块之间设置有换热水箱，在换...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈颖，莫松平，罗向龙，华楠，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：实用新型
国别省市：81[中国|广州]