[发明专利]一种太阳能与低温空气源热泵辅助型相变蓄热供热系统及方法

权利要求书

1.一种太阳能与低温空气源热泵辅助型相变蓄热供热系统，其特征在于，包括：通过管路连通的太阳能集热器、太阳能/空气双源热泵机组、蓄热水箱和用户端；

所述太阳能集热器用于吸收太阳能以加热循环介质；

所述太阳能/空气双源热泵机组用于，若从太阳能集热器接入了已加热的循环介质，则在接入的已加热的循环介质的协助下将低温空气中的热量交换到蓄热水箱中的循环介质中；若未从太阳能集热器接入已加热的循环介质，则仅将低温空气中的热量交换到蓄热水箱中的循环介质中；

所述太阳能/空气双源热泵机组包括双源蒸发器、风机、气液分离器、压缩机和空气源热泵换热器，从太阳能集热器接入的已加热的循环介质进入双源蒸发器的内管，双源蒸发器外表面外配有风机，双源蒸发器可流通三种介质进行热交换，即制冷剂同时与流经内管的太阳能热水以及流经外表面的空气进行换热，双源蒸发器流出的制冷剂通过管路流入空气源热泵换热器，在这部分管路上依制冷剂流动的方向依次设有气液分离器和压缩机；在空气源热泵换热器中完成换热的制冷剂又经管路回到双源蒸发器中；所述用户端用于利用所述蓄热水箱内的循环介质的热量为用户供暖；

还包括循环选择机构，用于按以下策略选择循环介质的循环及启闭太阳能/空气双源热泵机组：当循环介质的温度高于第一温度阈值时，循环介质通过管路仅在太阳能集热器与蓄热水箱间循环，且太阳能/空气双源热泵机组不工作；

当循环介质的温度低于第一温度阈值但高于第二温度阈值时，循环介质通过管路并行地在太阳能集热器与蓄热水箱、太阳能集热器与太阳能/空气双源热泵机组间循环，太阳能/空气双源热泵机组工作；当循环介质的温度低于第二温度阈值时，循环介质停止循环，仅太阳能/空气双源热泵机组工作；

太阳能集热器采用了追踪型自调太阳能集热器，包括太阳能集热板和光线追踪机构；光线追踪机构又包括了光线追踪装置和驱动机构，其中驱动机构包括了摇臂、固定臂、水平转轴、平衡杆、水平电机、水平传动齿轮组、俯仰电机、俯仰转轴、俯仰传动齿轮组和半圆形调节齿轮；水平转轴位于太阳能集热板的下方，太阳能集热板向下延伸出连接部，水平转轴穿过连接部，且水平转轴、连接部与下方的摇臂形成枢转连接关系；平衡杆用来稳定太阳能集热板以及传递动力调整太阳能集热板的水平角度，由一根水平杆和两根竖直杆自组成，两根竖直杆均有一端铰接在水平杆的端部，水平杆的两端各自铰接一竖直杆；两根竖直杆远离水平杆的一端又各自与其上方固定在太阳能集热板上的连接杆铰接；摇臂为中空结构，水平电机以及水平传动齿轮组位于摇臂内，水平传动齿轮组包括了第一水平传动齿轮、第二水平传动齿轮、第三水平传动齿轮和水平齿轮轴，第一水平传动齿轮、第二水平传动齿轮、第三水平传动齿轮均竖直设置，其中水平齿轮轴的两端分别固定在第一水平传动齿轮和第二水平传动齿轮的齿轮孔内，第三水平传动齿轮与第二水平传动齿轮啮合，且第三水平传动齿轮通过一芯轴固定连接在水平杆中点部位的侧壁上，第一水平传动齿轮为斜齿轮，水平电机的输出轴上也同轴固定有驱动齿轮，该驱动齿轮同为斜齿轮并与第一水平传动齿轮啮合，于是水平电机输出的转矩经由第一水平传动齿轮、水平齿轮轴、第二水平传动齿轮、第三水平传动齿轮传递到了平衡杆的水平杆上，水平杆随第三传动齿轮绕芯轴的轴向转动，从而驱动太阳能集热板进行水平调节，为此摇臂上留出了供水平杆的两端上下摆动的空间，该空间为开设在摇臂上的裂缝；固定臂与半圆形调节齿轮通过俯仰转轴枢转连接，摇臂又与半圆形调节齿轮固定连接，枢转连接的枢转方向即为俯仰方向，正交于水平转轴、连接部与摇臂形成的枢转方向，即水平方向；固定臂也是中空结构，俯仰电机和俯仰传动齿轮组设于中空结构内，俯仰电机通过俯仰传动齿轮组将动力传递到半圆形调节齿轮从而进行摇臂的俯仰调节；光线追踪装置包含九个光线追踪模块，光线追踪模块的构造为长宽高20mm 的立方体盒子，侧面四个内表面以及下侧内表面涂黑，减少光线的反射，上侧为滤光板，用来削减光线的亮度，下侧放置光敏电阻用以进行光线追踪，从而使光敏电阻在工作时能有较明显的电阻差异；光线追踪模块在平面上呈十字形地沿着两个半圆形基座的外轮廓均匀设置，中央部位的光敏电阻位于两个半圆形基座的垂直相交之处，并且，两个半圆形基座中的一个与沿水平转轴的转动周向设置；另一个沿半圆形调节齿轮的转动周向设置。