[发明专利]太阳能热泵无玻璃无保温不凝霜集热器供热系统及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能热泵无玻璃无保温不凝霜集热器供热系统及应用，属于太阳能热利用技术领域。

背景技术

应对雾霾等能源及环境问题，规模化开发利用非化石能源是大趋势。

以电供暖，清洁但电费高，也就是电取暖费高。

天然气供热消耗的仍然是化石能源。

太阳能无玻璃无保温集热器，在夏季供热水有很好的效果，在冬季热水温度上不去甚至结冰，不能供热水更不能用来供暖，太阳能无玻璃无保温集热器被全玻璃真空太阳集热管集热器淘汰。

全玻璃真空太阳集热管供暖存在效率低、成本高、居民不能承受的问题。

空气源热泵供暖在不凝霜地区是非常有效的，在北方地区冬季供暖，由于除霜需要消耗大量电能，使得供暖系数COP在1.1左右，有的地区COP甚至低于1，供暖费用比电直接取暖费用还要高，制约了空气源热泵供暖在北方地区冬季供暖的应用。

太阳能平板集热器供暖，平板集热器设置有保温材料和透明盖板，在北方地区冬季供暖的应用仍存在效率低、成本高、居民不能承受的问题。

压缩式太阳能热泵供暖系统的基本部件是蒸发器、压缩机、节流装置和冷凝器，太阳能直接热泵的集热器作为热泵蒸发器，将从太阳能获得的热量用于热泵的蒸发端热源，流入太阳能集热器的液态工质，在太阳能集热器中吸收来自太阳能的热能后相变为气态工质，气态工质从太阳能集热器输出。太阳能热泵供暖系统的压缩机、节流装置和冷凝器，与制冷和空气源热泵的压缩机、节流装置和冷凝器相同，技术非常成熟，不同太阳能集热器分类出各种不同类型的太阳能热泵供暖系统，因此太阳能集热器是太阳能热泵供暖系统的技术关键、也是供暖系统效率和成本的关键。

国内太阳能热泵供暖系统研究已经取得了成绩，公开了1875条这方面的有关专利条目，这些有关专利条目均没有主动控制太阳能集热器不凝霜，这些太阳能热泵供暖系统均存在效率低和成本高的共性问题，这些共性问题也制约了太阳能热泵供暖系统的推广应用。太阳能热泵集热器的效率随着外界温度降低而降低，在低温天气时热泵制热效果无法保证，无法满足北方地区冬季供暖需求。高效率的太阳能热泵供暖系统是很好的降成本方案，集热器效率又是太阳能热泵供暖系统效率的主要制约因数，因此，提高太阳能集热器效率是非常重要的，是当前太阳能热泵供暖技术的发展方向。

空气源热泵蒸发器凝霜后，有些技术采用太阳能集热器除霜，这些系统本质上是空气源热泵，不属于太阳能热泵，太阳能只是做为辅助除霜热源，太阳能热泵热源主要来自于太阳能。

太阳能热泵供暖技术方面公开了9条无水地暖有关专利条目，空气源热泵无水地暖，冷凝器做为地暖盘管系统，不存在水地暖冷冻故障问题，但仍存在蒸发器凝霜的共性问题。

压缩式太阳能热泵供暖系统基本部件：压缩机、节流装置和冷凝器的技术比较成熟，可以直接利用空调和空气源热泵的基本部件：压缩机、节流装置和冷凝器成熟技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种效率高、成本低的太阳能热泵无玻璃无保温不凝霜集热器供热系统及应用。

本发明提供的技术方案如下：

本发明太阳能热泵无玻璃无保温不凝霜集热器供热系统（简称供热系统），包括蒸发器、控制器、太阳能集热器温度传感器、气温传感器、供热温度传感器、供热温度设定值装置、压缩机、节流装置和冷凝器，其中：蒸发器为太阳能集热器，其特征是：控制器通过信号线与太阳能集热器温度传感器、气温传感器、供热温度传感器、供热温度设定值装置、压缩机相联，控制器通过太阳能集热器温度、气温、供热温度和供热温度设定值控制压缩机的启动、停机；当太阳能集热器温度大于等于气温并且供热温度低于供热温度设定值时控制器控制压缩机启动，供热系统运行；当太阳能集热器温度小于气温或者供热温度大于等于供热温度设定值时控制器控制压缩机停机，供热系统不运行。