[发明专利]一种空气源‑太阳能双热源热泵热水系统

说明书

技术领域

本发明属于能源利用技术领域，尤其涉及一种空气源-太阳能双热源热泵热水系统。

背景技术

热泵技术是一种广泛应用的节能技术，其可以将热量从低位热源输送至高位热源。热泵技术广泛应用于采暖、制冷和制热水等领域。同时，热泵系统可以利用不同能源作为热源，其中空气源热泵系统是应用最为广泛的热泵形式。但是普通空气源热泵的性能受环境温度影响显著，运行效率随着环境温度降低而显著下降。

太阳能热泵系统是指利用太阳能作为热源的热泵系统。由于利用太阳辐照作为热源可以有效提高系统的蒸发温度，因此太阳能热泵可以克服普通空气源热泵系统在低环境温度条件下运行效果差的问题。根据蒸发器与太阳能的结合方式，太阳能热泵系统可以分为间接膨胀式太阳能热泵系统和直接膨胀式太阳能热泵系统。但是直接膨胀式太阳能热泵系统性能受辐照条件影响较大，在低辐照和无辐照条件下运行效率低。

有鉴于此，确有必要提供一种空气源-太阳能双热源热泵热水系统，其能够解决传统太阳能直接膨胀式热泵系统在低辐照下运行效率低，传统空气源热泵系统的性能受环境温度影响大的问题，提高了系统在不同工况下运行的稳定性和效率。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种空气源-太阳能双热源热泵热水系统，其能够解决传统太阳能直接膨胀式热泵系统在低辐照下运行效率低，传统空气源热泵系统的性能受环境温度影响大的问题，提高了系统在不同工况下运行的稳定性和效率。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种空气源-太阳能双热源热泵热水系统，包括冷凝水箱、毛细管、PV/T蒸发器、空气源蒸发器、储液罐、压缩机、逆变器和蓄电池，所述毛细管、所述空气源蒸发器、所述储液罐、所述压缩机和所述冷凝水箱依次相连构成闭合回路，所述PV/T蒸发器的入口与所述毛细管出口连接，所述PV/T蒸发器的出口与所述储液罐的入口连接，所述PV/T蒸发器还通过所述逆变器与所述蓄电池连接。

作为本发明空气源-太阳能双热源热泵热水系统的一种改进，所述毛细管与所述空气源蒸发器之间还设置有第一电动调节阀。

作为本发明空气源-太阳能双热源热泵热水系统的一种改进，所述毛细管与所述PV/T蒸发器之间还设置有第二电动调节阀。

作为本发明空气源-太阳能双热源热泵热水系统的一种改进，自上而下，所述PV/T蒸发器包括依次设置的玻璃盖板、空气层、光伏模块、基板、铜管和保温层。

作为本发明空气源-太阳能双热源热泵热水系统的一种改进，所述空气源蒸发器为翅片式蒸发器。

作为本发明空气源-太阳能双热源热泵热水系统的一种改进，所述冷凝水箱包括水箱本体和设置于所述水箱本体内的铜制盘管。

作为本发明空气源-太阳能双热源热泵热水系统的一种改进，所述储液罐内充有气相制冷剂。

作为本发明空气源-太阳能双热源热泵热水系统的一种改进，所述气相制冷剂为甲烷、乙烷、氨和二氧化碳中的至少一种。

所述基板的材质为不锈钢、聚碳酸酯或木材，所述保温层的材质为酚醛泡沫、玻璃棉、岩棉和聚氨酯泡沫中的至少一种。

相对于现有技术，本发明至少具有如下有益效果：

第一，本发明通过综合利用太阳能和空气源，解决了传统太阳能直接膨胀式热泵系统在低辐照下运行效率低，传统空气源热泵系统的性能受环境温度影响大的问题，提高了系统在不同工况下运行的稳定性和效率。同时通过采用双蒸发器(PV/T蒸发器、空气源蒸发器)共用压缩机、毛细管、储液罐和冷凝水箱的结构使系统更加紧凑，可以达到节约空间的目的。

第二，本发明利用电动调节阀(第一电动调节阀和第二电动调节阀)根据运行工况和环境条件自动分配空气源蒸发器和PV/T蒸发器两支路中制冷剂的流量，实现热泵系统性能在不同工况下的最优化。

第三，本发明使用PV/T蒸发器实现太阳能光伏光热的综合利用，PV/T蒸发器吸收的太阳辐照一部分转化为热能作为热泵系统的热源，另外一部分转化为电能储存在蓄电池中。

综上所述，本发明解决了传统太阳能直接膨胀式热泵系统在低辐照下运行效率低，传统空气源热泵系统性能受环境温度影响大的问题，利用二者在结构上的一致性，综合利用太阳能和空气源，可以实现在不同工况下热泵系统的高效稳定运行和性能最优化。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中PV/T蒸发器的结构示意图。

具体实施方式