空气源热泵机组及空气源热泵系统的制作方法

本实用新型涉及热泵技术领域，尤其是涉及一种空气源热泵机组及空气源热泵系统。

背景技术：

随着经济的快速发展和人们生活水平的不断提高，人们对能源的需求不断扩大，因此带来两大难题：一是煤、石油和天然气等矿物燃料的有限储量所产生的能源危机；二是矿物燃料的燃烧而排放的废气所产生的环境污染和温室效应。因此，发展新型能源成为一个重大的课题。

空气源热泵，作为热泵技术的一种，有“大自然能量的搬运工”的美誉，有着使用成本低、易操作、采暖效果好、安全、干净等多重优势。以无处不在的空气中的能量作为主要动力，通过少量电能驱动压缩机运转，实现能量的转移，无需复杂的配置、昂贵的取水、回灌或者土壤换热系统和专用机房，能够逐步减少传统采暖给大气环境带来的大量污染物排放，保证采暖功效的同时实现节能环保的目的。

空气源热泵虽能高效节能制备生活热水，但不能利用免费的太阳能，浪费了热能品位与生活热水十分接近的无限量清洁能源，没能打开进一步降低运行费用的空间，产品竞争力有限。

技术实现要素：

本实用新型的第一目的在于提供一种空气源热泵机组，以缓解现有技术中存在的空气源热泵效率差、不能充分利用资源的技术问题。

基于上述第一目的，本实用新型提供了一种空气源热泵机组，包括：热泵系统、太阳能集热系统、水箱和控制装置；

所述热泵系统包括依次相连形成回路的第一换热器、压缩机、第二换热器和节流阀，且所述回路中设有用于改变制冷剂流动方向的换向阀，所述第一换热器和所述太阳能集热系统分别通过管道与所述水箱连通；

所述太阳能集热系统包括太阳能集热器，所述太阳能集热器和所述水箱通过管道连通，所述水箱分别与用水管路和供水管路连通；

所述水箱内设有第一温度传感器，所述第一温度传感器、所述热泵系统和所述太阳能集热系统分别与所述控制装置电连接。

进一步的，所述第一换热器和所述第二换热器之间连接有毛细管，所述毛细管两端并联有电子膨胀阀。

进一步的，所述水箱的外壁设有保温层。

进一步的，所述水箱内设有水位传感器，所述水位传感器与所述控制装置电连接。

进一步的，所述太阳能集热器包括太阳能集热器本体，所述太阳能集热器本体的表面从外到内依次设有防水玻璃层、太阳能接收板和集热板芯；

所述太阳能集热器本体内设有反射板，所述反射板上涂有高辐射能涂料层。

进一步的，所述控制装置包括单片机、PLC或DSP。

进一步的，所述用水管路设有第二温度传感器，所述第二温度传感器与所述控制装置电连接。

进一步的，所述的热泵系统和水箱之间的循环管路上安装有第一电磁阀和第一水循环泵。

进一步的，所述的太阳能集热器和水箱之间的循环管路上安装有第二电磁阀和第二水循环泵。

本实用新型的第二目的在于提供一种空气源热泵系统，以缓解现有技术中存在的不能充分利用资源的技术问题。

基于上述第二目的，本实用新型提供了一种空气源热泵系统，包括所述的空气源热泵机组。

本实用新型带来的有益效果为：

实用新型提供的空气源热泵机组，包括：热泵系统、太阳能集热系统、水箱和控制装置；热泵系统包括依次相连形成回路的第一换热器、压缩机、第二换热器和节流阀，且回路中设有用于改变制冷剂流动方向的换向阀；第一换热器和太阳能集热系统分别通过管道与水箱连通；太阳能集热系统包括太阳能集热器，太阳能集热器和水箱通过管道连通；用水管路和供水管路分别与水箱连通；水箱内设有第一温度传感器；第一温度传感器、热泵系统和太阳能集热系统分别与控制装置电连接。其中，换向阀能够改变制冷剂的流动方向，通过换向阀的控制，在制冷剂沿压缩机、第二换热器、节流阀和第一换热器依次循环流动时，第一换热器作为蒸发器使用，第一换热器中的制冷剂能够吸收第一换热器中的水的热量，进而第一换热器内用于与制冷剂换热的水能够降温，并通过管路流入水箱，使水箱中储存冷水；在制冷剂沿压缩机、第一换热器、节流阀和第二换热器依次循环流动时，第一换热器作为冷凝器使用，第一换热器中的制冷剂能够向第一换热器中的水放热，进而第一换热器内用于与制冷剂换热的水能够升温，并通过管路流入水箱，使水箱中储存热水。第一温度传感器监测水箱温度变化情况，并及时反馈信号至控制装置，控制装置自动控制热泵系统和太阳能集热系统的运行。本实用新型提供的空气源热泵机组实现了太阳能与空气热能的互补，提高了供暖可靠性，并且进一步降低了系统初投资和运行费用，节能环保，提高了系统功能保障性和使用舒适性。

另外，本实用新型还提供了一种空气源热泵系统，包括所述的空气源热泵机组。其中，空气源热泵机组的结构、工作原理和有益效果已在空气源热泵机组的有益效果中进行了详细说明，在此不再赘述。上述空气源热泵系统与本实用新型提供的空气源热泵机组相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的空气源热泵机组的第一种结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的空气源热泵机组中热泵系统的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的空气源热泵机组中太阳能集热器的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的空气源热泵机组的第二种结构示意图。

图标：11－第一换热器；12－压缩机；13－第二换热器；14－节流阀；15－换向阀；16－毛细管；161－电子膨胀阀；21－水箱；211－第一温度传感器；212－水位传感器；31－太阳能集热系统；311－太阳能集热器本体；3111－防水玻璃层；3112－太阳能接收板；3113－集热板芯；3114－反射板；41－第一电磁阀；42－第一水循环泵；43－第二电磁阀；44－第二水循环泵；51－太阳能光伏板；61－用水管路；62－供水管路。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型提供了一种空气源热泵机组及空气源热泵系统，下面给出多个实施例对本实用新型提供的空气源热泵机组及空气源热泵系统进行详细描述。

实施例一

如图1－4所示，本实用新型提供了一种空气源热泵机组，包括：热泵系统、太阳能集热系统31、水箱21和控制装置；热泵系统包括依次相连形成回路的第一换热器11、压缩机12、第二换热器13和节流阀14，且回路中设有用于改变制冷剂流动方向的换向阀15；第一换热器11和太阳能集热系统31分别通过管道与水箱21连通；太阳能集热系统31包括太阳能集热器，太阳能集热器和水箱21通过管道连通；用水管路61和供水管路62分别与水箱21连通；水箱21内设有第一温度传感器211；第一温度传感器211、热泵系统和太阳能集热系统31分别与控制装置电连接。

实用新型提供的空气源热泵机组，包括：热泵系统、太阳能集热系统31、水箱21和控制装置；热泵系统包括依次相连形成回路的第一换热器11、压缩机12、第二换热器13和节流阀14，且回路中设有用于改变制冷剂流动方向的换向阀15；第一换热器11和太阳能集热系统31分别通过管道与水箱21连通；太阳能集热系统31包括太阳能集热器，太阳能集热器和水箱21通过管道连通；用水管路61和供水管路62分别与水箱21连通；水箱21内设有第一温度传感器211；第一温度传感器211、热泵系统和太阳能集热系统31分别与控制装置电连接。其中，换向阀15能够改变制冷剂的流动方向，通过换向阀15的控制，在制冷剂沿压缩机12、第二换热器13、节流阀14和第一换热器11依次循环流动时，第一换热器11作为蒸发器使用，第一换热器11中的制冷剂能够吸收第一换热器11中的水的热量，进而第一换热器11内用于与制冷剂换热的水能够降温，并通过管路流入水箱21，使水箱21中储存冷水；在制冷剂沿压缩机12、第一换热器11、节流阀14和第二换热器13依次循环流动时，第一换热器11作为冷凝器使用，第一换热器11中的制冷剂能够向第一换热器11中的水放热，进而第一换热器11内用于与制冷剂换热的水能够升温，并通过管路流入水箱21，使水箱21中储存热水。第一温度传感器211的信号输出端与控制装置的信号输入端连接。第一温度传感器211监测水箱21温度变化情况，并及时反馈信号至控制装置，控制装置自动控制热泵系统和太阳能集热系统31的运行。本实用新型提供的空气源热泵机组实现了太阳能与空气热能的互补，提高了供暖可靠性，并且进一步降低了系统初投资和运行费用，节能环保，提高了系统功能保障性和使用舒适性。

本实施例的可选方案中，第一换热器11和第二换热器13之间连接有毛细管16，毛细管16两端并联有电子膨胀阀161。

电子膨胀阀161能精确控制制冷剂流量，从而达到精确控制蒸发温度，可以根据外界的温度变化自动调节流过电子流量阀的流量，将压缩机12的性能发挥到最理想的状态。

本实施例的可选方案中，水箱21的外壁设有保温层。保温层可以对水箱21内的水进行保温，减少热量损失，保证充分利用能源，减少资源浪费。

本实施例的可选方案中，箱体保温层内可以加设防火抗裂高强潜热砂浆层。

本实施例的可选方案中，水箱21内设有水位传感器212，水位传感器212与控制装置电连接。水位传感器212的信号输出端与控制装置的信号输入端连接。水位传感器212监测水位变化情况，并及时反馈信号至控制装置，实现自动上水，或者人工上水。

本实施例的可选方案中，太阳能集热器包括太阳能集热器本体311，太阳能集热器本体311的表面从外到内依次设有防水玻璃层3111、太阳能接收板3112和集热板芯3113，太阳能集热器本体311内设有反射板3114，反射板3114上涂有高辐射能涂料层。

通过在太阳能集热器本体311的表面从外到内依次设有防水玻璃层3111、太阳能接收板3112和集热板芯3113，太阳能集热器本体311内设有反射板3114，反射板3114上涂有高辐射能涂料层提高了集热器的光能利用率。

本实施例的可选方案中，太阳能集热器本体311为圆柱空腔体，

本实施例的可选方案中，可以在太阳能集热器本体311的外表面设置保温层，保证集热器的最佳集热效果。

本实施例的可选方案中，控制装置包括单片机、PLC或DSP。

控制装置包括控制器，控制器是指按照预定顺序改变主电路或控制电路的接线和改变电路中电阻值来控制电动机的启动、调速、制动和反向的主令装置。由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器和操作控制器组成，它是发布命令的“决策机构”，即完成协调和指挥整个计算机系统的操作。

本实施例的可选方案中，用水管路61设有第二温度传感器，第二温度传感器与控制装置电连接。

第二温度传感器监测用水管路61内温度变化情况，并及时反馈信号至控制装置，控制装置自动控制热泵系统和太阳能集热系统31的运行。

本实施例的可选方案中，热泵系统和水箱21之间的循环管路上安装有第一电磁阀41和第一水循环泵42。

本实施例的可选方案中，太阳能集热器和水箱21之间的循环管路上安装有第一电磁阀、第二电磁阀43和第二水循环泵44。

本实施例的可选方案中，太阳能集热器为平板式太阳能集热器或真空管式太阳能集热器。

本实施例的可选方案中，还包括太阳能光伏板51及光伏控制器，光伏控制器与所述热泵系统电连接，太阳能光伏板51产生的直流电经光伏控制器向热泵系统供电。

本实施例的可选方案中，热泵系统的压缩机12为所述直流负载。

通过采用太阳能光伏板51产生的直流电来直接对热泵系统进行供电，将太阳能光电技术与热泵技术有机结合，可以实现较长距离输送电力，使太阳能得到充分利用，由于将热泵中的主要耗电负载压缩机12采用太阳能来供电，从而能够实现高能效制取热水。

本实施例的可选方案中，还包括蓄电设备，太阳能光伏板51产生的直流电与蓄电设备相连，蓄电设备的另一端也电连接至热泵系统。

当控制装置检测到太阳能发电的发电功率大于等于预设功率时，控制市电供电电路断开，采用太阳能发电直接供电至所述热泵系统；当检测到太阳能发电的发电功率小于预设功率且蓄电设备的功率大于等于预设功率时，控制市电供电电路断开，并控制蓄电设备供电至所述热泵系统；当检测到蓄电设备的功率小于预设功率时，控制市电供电电路对所述热泵系统进行供电。使太阳能得到充分利用，由于将热泵中的主要耗电负载压缩机12采用太阳能来供电，从而能够实现高能效制取热水。

实施例二

本实用新型还提供了一种空气源热泵系统，包括所述的空气源热泵机组。其中，空气源热泵机组的结构、工作原理和有益效果已在空气源热泵机组的有益效果中进行了详细说明，在此不再赘述。上述空气源热泵系统与本实用新型提供的空气源热泵机组相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。