專利名稱：一種太陽能熱泵集熱系統(tǒng)的制作方法
一種太陽能熱泵集熱系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于太陽能技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及太陽能熱泵集熱系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
因?yàn)楣?jié)能和環(huán)保，太陽能技術(shù)在日常生活中得到了廣泛應(yīng)用。例如將太陽能技術(shù) 應(yīng)用在熱水器領(lǐng)域中就形成了太陽能熱水器。
常見的太陽能熱水器包括集熱器和水箱，集熱器內(nèi)集熱板接收太陽能，溫度升高， 并加熱在集熱板內(nèi)流通的工作介質(zhì)，溫度升高后的工作介質(zhì)通過管路流過水箱，與水箱中 的水進(jìn)行熱交換，在熱交換的過程中，水箱中的水的溫度升高，工作介質(zhì)的溫度降低；溫度 降低后的工作介質(zhì)再通過管路流回集熱器中繼續(xù)被加熱；以此循環(huán)。
但是上面現(xiàn)有技術(shù)中的太陽能熱水器能夠正常工作的前提條件是集熱板的溫度 要比室內(nèi)水箱中水的溫度高出一定程度。如果集熱板的溫度與室內(nèi)水箱中水的溫度已經(jīng)差 不多，或者更嚴(yán)重集熱板的溫度低于室內(nèi)水箱中水的溫度，則上面描述的太陽能熱水器將 無法正常工作，因?yàn)榧療岚逯械墓ぷ鹘橘|(zhì)已經(jīng)不能將集熱板吸收的內(nèi)能再轉(zhuǎn)移給水箱里的 水了。而這種情況通常在光照條件不是特別好的時(shí)段經(jīng)常發(fā)生，例如傍晚或者陰天的時(shí)候， 而通常這個(gè)時(shí)候集熱板仍然在吸收太陽能，但是卻無法將這部分內(nèi)能傳遞給水箱中的水， 致使整個(gè)太陽能熱水器的太陽能利用率不是很高。發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種太陽能熱泵集熱系統(tǒng)，能夠提高太陽能的 利用效率。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供一種太陽能熱泵集熱系統(tǒng)，包括水箱 和集熱器，所述集熱器包括一集熱板，所述集熱板中設(shè)有第一工作介質(zhì)流通通道和第二工 作介質(zhì)流通通道；
在所述水箱中設(shè)置有冷凝器和第一工作介質(zhì)熱交換器；
還包括設(shè)置在水箱外部的壓縮機(jī)，所述壓縮機(jī)通過管路與水箱中的冷凝器和集熱 板中的第二工作介質(zhì)流通通道相通，組成熱泵循環(huán)回路；
還包括設(shè)置在水箱外部的水泵，所述水泵通過管路與水箱中的第一工作介質(zhì)熱交 換器和集熱板板中的第一工作介質(zhì)流通通道相連通，組成太陽能熱交換循環(huán)回路。
本發(fā)明實(shí)施例提供的太陽能熱泵集熱系統(tǒng)將太陽能和熱泵兩種對水箱內(nèi)的水進(jìn) 行加熱的方式整合在了一起，同時(shí)在集熱板內(nèi)又為這兩種熱循環(huán)的方式同時(shí)設(shè)置了兩種工 作介質(zhì)的流通通道。但光照條件不是太好但是集熱板仍然能夠吸收太陽能時(shí)，雖然集熱板 的溫度相對于水箱中水的溫度不是太高，但是可以通過熱板的強(qiáng)制循環(huán)，將集熱板上內(nèi)能 強(qiáng)制搬運(yùn)至水箱中，進(jìn)而提高集熱板吸收的太陽能的利用效率，因此在本發(fā)明中，熱泵的熱 循環(huán)和太陽能的熱循環(huán)達(dá)到了有機(jī)的配合。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明 的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù) 這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是本發(fā)明提供的太陽能熱泵集熱系統(tǒng)的剖視圖2是本發(fā)明中的太陽能熱泵集熱器中的集熱板另一個(gè)實(shí)施例的軸測圖3是圖2中的集熱板的主視圖4是圖2中的集熱板的左視圖5是圖2中的集熱板的右視圖6是一個(gè)集熱板單元的軸測圖7是圖6中的集熱板單元的左視圖8是利用本發(fā)明實(shí)施例中的集熱器組成的太陽能熱泵集熱系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例 的示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例 中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是 本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
圖1是本發(fā)明提供的太陽能熱泵集熱系統(tǒng)的剖視圖，如圖1所示，該系統(tǒng)總體上包 括水箱2和集熱器I。集熱器I中包括集熱板，集熱板中設(shè)有第一工作介質(zhì)流通通道和第二 工作介質(zhì)流通通道。
在水箱2中設(shè)置有冷凝器6和第一工作介質(zhì)熱交換器5。
在水箱2外部設(shè)置壓縮機(jī)3,該壓縮機(jī)3通過管路41、44、45和46與水箱2中的冷 凝器6和集熱板中設(shè)置的第二工作介質(zhì)流通通道相同，組成熱泵循環(huán)回路。該熱泵循環(huán)回 路用于通過熱泵的方式，將外部集熱板的熱量搬運(yùn)至水箱2中。
在水箱外部還設(shè)置水泵9，水泵通過管路47、42和43與水箱中的第一工作介質(zhì)熱 交換器5和集熱板中的第一工作介質(zhì)流通通道相連通，組成太陽能熱交換循環(huán)回路。該太 陽能熱交換循環(huán)回路用于將集熱板吸收的太陽能轉(zhuǎn)換成熱能，并搬運(yùn)至水箱2內(nèi)。
在本發(fā)明中，第二工作介質(zhì)可以為氟利昂，第一工作介質(zhì)可以為太陽能熱水器中 常用的熱交換循環(huán)介質(zhì)。
由此可見，本發(fā)明實(shí)施例提供的太陽能熱泵集熱系統(tǒng)將太陽能和熱泵兩種對水箱 內(nèi)的水進(jìn)行加熱的方式整合在了一起，同時(shí)在集熱板內(nèi)又為這兩種熱循環(huán)的方式同時(shí)設(shè)置 了兩種工作介質(zhì)的流通通通。但光照條件不是太好但是集熱板仍然能夠吸收太陽能時(shí)，雖 然集熱板的溫度相對于水箱中水的溫度不是太高，但是可以通過熱板的強(qiáng)制循環(huán)，將集熱 板上內(nèi)能強(qiáng)制搬運(yùn)至水箱中，進(jìn)而提高集熱板吸收的太陽能的利用效率，因此在本發(fā)明中， 熱泵的熱循環(huán)和太陽能的熱循環(huán)達(dá)到了有機(jī)的配合。
以下對本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)做詳細(xì)說明。
為了提高熱交換的效率，在水箱2中的冷凝器6可以為螺線管形狀的結(jié)構(gòu)，并且螺 線管的兩端通過管路45和46與壓縮機(jī)相通。第一工作介質(zhì)熱交換器5也可以設(shè)置為螺線 管形狀的結(jié)構(gòu)。其中，第一工作介質(zhì)熱交換器5可以套在冷凝器6的外部，這樣可以進(jìn)一步 提高整個(gè)水箱內(nèi)的熱交換效率。
壓縮機(jī)3可以設(shè)置在水箱2的頂部，同時(shí)為了安裝和運(yùn)輸方便，以及外觀美觀，將 水箱2和壓縮機(jī)3以及必要的管路設(shè)置在一個(gè)外殼7中。
太陽能循環(huán)回路結(jié)構(gòu)是這樣的集熱板上的第一工作介質(zhì)流通通道的兩端分別為 第一工作介質(zhì)進(jìn)口 1-2和第一工作介質(zhì)出口 1-3。集熱板的第一工作介質(zhì)出口 1-3通過管 路43與水箱2中的第一工作介質(zhì)熱交換器5的一端相連通，該第一工作介質(zhì)熱交換器5的 另一端通過管路42、47和水泵9與集熱板的第一工作介質(zhì)進(jìn)口 1-2相連通。
熱泵循環(huán)回路結(jié)構(gòu)是這樣的集熱板上的第二工作介質(zhì)流通通道的兩端分別為第 二工作介質(zhì)進(jìn)口 1-1和第二工作介質(zhì)出口 1-4。集熱板的第二工作介質(zhì)出口 1-1通過管路 41與水箱2中的壓縮機(jī)3的進(jìn)口相連通，壓縮機(jī)3的出口通過管路44與集熱板的第二工作 介質(zhì)進(jìn)口 1-4相連通。在壓縮機(jī)3的進(jìn)口和出口之間還有一段通路就是管路45、46和冷凝 器6組成的通路。
此外，水箱2內(nèi)還設(shè)置了熱水器常用的熱水出管9和冷水進(jìn)管8。由于在水箱2 內(nèi)，冷水通常在上部，熱水在下部，因此冷水進(jìn)管8插入水箱2內(nèi)的管口靠近水箱2的下部， 熱水出管9插入水箱2內(nèi)的管口靠近水箱2的上部。
以下詳細(xì)說明集熱板的幾種結(jié)構(gòu)。
圖2示出了一種結(jié)構(gòu)的集熱板，該集熱板與實(shí)施例一中的集熱板的不同在于集 熱板是由多個(gè)集熱板單元通過扣接的方式拼接在一起的。這種結(jié)構(gòu)的集熱板可以方便加 工，形成模塊化加工，并且運(yùn)輸和安裝方便。
具體地，圖2為該集熱板的軸測圖，圖3為圖2中的集熱板的主視圖，圖4為圖2 中的集熱板的左視圖，圖5為圖2中的集熱板的右視圖。請同時(shí)參見圖2至圖5，該集熱板 中的第一工作介質(zhì)流通通道仍然由設(shè)置在集熱板內(nèi)的多條平行的第一通道111以及連接 相鄰兩條第一通道的第一彎管113組成，第二工作介質(zhì)流通通道仍然由多條平行的第二通 道112和連接相鄰兩條第二通道的第二彎管114組成。
同時(shí)，在圖2至圖5中，第一通道111和第二通道112在集熱板內(nèi)是交替排列的。 連接第一通道111的彎管113和連接第二通道112的彎管114均設(shè)置在集熱板的外部。
此外，本實(shí)施例中的集熱板是由多個(gè)沿第一通道111和第二通道112排列方向劃 分的集熱板單元Ila拼接而成，為了方便加工，每個(gè)集熱板單元Ila的結(jié)構(gòu)可以完全相同， 例如尺寸相同，其上分布的第一通道111和第二通道112的個(gè)數(shù)和位置相同。在圖2至圖5 中，熱別地，以每個(gè)集熱板單元Ila上設(shè)置一條第一通道111和一條第二通道為例，圖6特 別示出了一個(gè)集熱板單元的基本結(jié)構(gòu)軸測圖，圖7為圖6中的集熱板單元的左視圖。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種太陽能熱泵集熱系統(tǒng)，其特征在于，包括水箱和集熱器，所述集熱器包括一集熱板，所述集熱板中設(shè)有第一工作介質(zhì)流通通道和第二工作介質(zhì)流通通道； 在所述水箱中設(shè)置有冷凝器和第一工作介質(zhì)熱交換器； 還包括設(shè)置在水箱外部的壓縮機(jī)，所述壓縮機(jī)通過管路與水箱中的冷凝器和集熱板中的第二工作介質(zhì)流通通道相通，組成熱泵循環(huán)回路； 還包括設(shè)置在水箱外部的水泵，所述水泵通過管路與水箱中的第一工作介質(zhì)熱交換器和集熱板板中的第一工作介質(zhì)流通通道相連通，組成太陽能熱交換循環(huán)回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述冷凝器為螺旋管形狀的結(jié)構(gòu)，并且螺旋管的兩端通過管路與壓縮機(jī)相通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一工作介質(zhì)熱交換器為螺旋管形狀的結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一工作介質(zhì)熱交換器的螺旋管結(jié)構(gòu)的盤繞直徑大于冷凝器的螺旋管結(jié)構(gòu)的盤繞直徑；第一工作介質(zhì)熱交換器套在冷凝器的外部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述壓縮機(jī)設(shè)置在所述水箱的頂部，所述水箱和壓縮機(jī)置于以外殼中。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述集熱板上的第一工作介質(zhì)流通通道的兩端分別為第一工作介質(zhì)進(jìn)口和第一工作介質(zhì)出口，所述集熱板的第一工作介質(zhì)出口通過管路與所述水箱中的第一工作介質(zhì)熱交換器的一端相連通，所述水箱中的第一工作介質(zhì)熱交換器的另一端通過管路與所述集熱板的第一工作介質(zhì)進(jìn)口相連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述集熱板上的第二工作介質(zhì)流通通道的兩端分別為第二工作介質(zhì)進(jìn)口和第二工作介質(zhì)出口，所述第二工作介質(zhì)出口通過管路與壓縮機(jī)的進(jìn)口相連通，所述壓縮機(jī)的出口通過管路與集熱板的第二工作介質(zhì)進(jìn)口相連通。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例提供一種太陽能熱泵集熱系統(tǒng)，包括水箱和集熱器，所述集熱器包括一集熱板，所述集熱板中設(shè)有第一工作介質(zhì)流通通道和第二工作介質(zhì)流通通道；在所述水箱中設(shè)置有冷凝器和第一工作介質(zhì)熱交換器；還包括設(shè)置在水箱外部的壓縮機(jī)，所述壓縮機(jī)通過管路與水箱中的冷凝器和集熱板中的第二工作介質(zhì)流通通道相通，組成熱泵循環(huán)回路；還包括設(shè)置在水箱外部的水泵，所述水泵通過管路與水箱中的第一工作介質(zhì)熱交換器和集熱板板中的第一工作介質(zhì)流通通道相連通，組成太陽能熱交換循環(huán)回路。
文檔編號F25B39/04GK103017348SQ20121029110
公開日2013年4月3日 申請日期2012年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月15日
發(fā)明者范雪峰 申請人:慈溪市貝瑞軟件有限公司