[发明专利]相变蓄热式二氧化碳空气源太阳能热泵

说明书

技术领域

本发明涉及一种二氧化碳空气源太阳能热泵。特别是涉及一种相变蓄热式二氧化碳空气 源太阳能热泵。

背景技术

二氧化碳跨临界热泵技术，主要由跨临界压缩机，膨胀阀，气冷器，蒸发器组成，在跨 临界系统中，低压部分，压缩机的吸气压力低于临界压力，蒸发温度也低于临界温度，循环 的吸热过程仍在亚临界条件下进行，换热过程主要是依靠潜热来完成。但是压缩机的排气压 力高于临界压力，在超临界区域，没有相变，压力和温度是各自独立的参数，克服了亚临界 循环受环境影响的限制。所以，CO2跨临界制冷循环具有在一定范围内可连续调节冷量的优 点，受环境影响不大。这一技术主要应用于室内供暖制冷领域。

二氧化碳跨临界空气源热泵，主要由跨临界压缩机，膨胀阀，水冷器，风冷器组成，是 一种利用跨临界二氧化碳热泵技术的空气源热泵。

太阳能相变蓄热技术，主要由太阳能集热器，含有相变材料的相变蓄热箱，水泵，调节 阀，补水系统构成，利用相变材料的相变潜热，将白天丰富的太阳能存储起来用于夜晚或阴 天时使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种结构简单、运行可靠的相变蓄热式二氧化碳空 气源太阳能热泵。

本发明所采用的技术方案是：一种相变蓄热式二氧化碳空气源太阳能热泵，包括有二氧 化碳空气源热泵，还设置有通过内部流动有载热工质的管路依次循环连接的：内部装有相变 材料的相变蓄热箱、太阳能增焓盘管、水泵和真空管太阳能集热器，其中，所述的太阳能增 焓盘管嵌入在二氧化碳空气源热泵中的风冷器内用于与所述的风冷器内的盘管进行换热，所 述真空管太阳能集热器的载热工质入口端的管路上设置有第一电磁阀，所述真空管太阳能集 热器的载热工质出口端的管路上设置有第二电磁阀，所述水泵的载热工质出口端与所述相变 蓄热箱的载热工质入口端之间还通过管路相连通，该管路上设置有第三电磁阀。

真空管太阳能集热器的载热工质出口端还设置有温度传感器。

本发明的相变蓄热式二氧化碳空气源太阳能热泵，利用清洁能源太阳能为二氧化碳空气 源热泵风冷器融霜增焓，将太阳能蓄热得到的热量用来在冬季供暖时为二氧化碳空气源热泵 风冷器融霜并增大风冷器出口二氧化碳蒸汽干度，保证进入压缩机的二氧化碳气体为过热蒸 汽，防止压缩机液击，提高压缩机吸气焓值，减少压缩机耗工。本发明不仅解决了冬季二氧 化碳空气源热泵运行时融霜问题，同时增加了二氧化碳蒸汽进入压缩机干度，保证压缩机不 受液击危险，减少设备故障率，拓宽二氧化碳空气源热泵冬季使用范围，提高低温工况下二 氧化碳空气源热泵冬季供暖时的效率，保证系统运行的稳定性。

附图说明

图1是本发明相变蓄热式二氧化碳空气源太阳能热泵的整体结构示意图。

图中

1：二氧化碳空气源热泵2：真空管太阳能集热器

3：太阳能增焓盘管4：水泵

5：风冷器6：相变蓄热箱

7：第一电磁阀8：第二电磁阀

9：第三电磁阀10：温度传感器

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明的相变蓄热式二氧化碳空气源太阳能热泵做出详细说 明。

如图1所示，本发明的相变蓄热式二氧化碳空气源太阳能热泵，包括有二氧化碳空气源 热泵1，还设置有通过内部流动有载热工质的管路依次循环连接的：内部装有相变材料的相 变蓄热箱6、太阳能增焓盘管3、水泵4和真空管太阳能集热器2，其中，所述的太阳能增焓 盘管3嵌入在二氧化碳空气源热泵1中的风冷器5内用于与所述的风冷器5内的盘管进行换 热，融霜增焓，所述真空管太阳能集热器2的载热工质入口端的管路上设置有第一电磁阀7， 所述真空管太阳能集热器2的载热工质出口端的管路上设置有第二电磁阀8，真空管太阳能 集热器2的载热工质出口端还设置有温度传感器10。所述水泵4的载热工质出口端与所述相 变蓄热箱6的载热工质入口端之间还通过管路相连通，该管路上设置有第三电磁阀9。

所述的第一电磁阀7、第二电磁阀8、第三电磁阀9和温度传感器10分别连接控制系统， 控制系统通过温度传感器10所反馈的温度来控制第一电磁阀7、第二电磁阀8、第三电磁阀 9的开度。

本发明的实施例中，相变蓄热箱6中的相变材料是根据二氧化碳运行特点，结合太阳能 使用情况，选用Na2SO4·10H2O作为相变材料，相变温度32℃，相变潜热267kJ/kg，载热工 质选用乙二醇溶液，冬季运行，白天时乙二醇溶液通过真空管太阳能集热器2加热至40℃， 进入相变蓄热箱6与其中的相变材料Na2SO4·10H2O通过盘管换热，相变材料Na2SO4·10H2O 受热融化，换热后乙二醇溶液进入太阳能增焓盘管3，与二氧化碳空气源热泵1中的风冷器5 内的盘管进行换热，融霜增焓，换热后通过水泵4进入真空管太阳能集热器2，吸收太阳能。 冬季夜晚，关闭真空管太阳能集热器2两端的第一电磁阀7和第二电磁阀8，进行夜晚内部 融霜，仅通过水泵4，将载热工质乙二醇溶液与相变材料Na2SO4·10H2O换热，吸收储存热 量，为二氧化碳空气源热泵1内的风冷器5融霜增焓。