分离热管型太阳能热泵复合加热装置的制造方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本发明涉及热水器领域，特别涉及一种分离热管型太阳能热泵复合加热装置。【【背景技术】】
[0002]目前，在热泵热水器和太阳能热水器行业中，如何提高热水器的工作能力，进一步提高系统效率，防止低温冻损，解决体积过大等问题，将太阳能和空气源热泵结合起来，是两个行业的共同目标需要。当前，一般为了达到更好的使用效果，是把两种热水器各装一套；但这样成本较高，且都不具备好的低温工作能力，在冬季的阴天和夜间，太阳能无法工作，而空气源热泵由于低温和结霜等原因也将显著的降低工作能力。如何将热泵热水器和太阳能热水器结合起来，一直是节能工作者的目标。早期提出的直膨式太阳能热泵热水器，就是在这样的背景下设计的，但是由于直膨式太阳能热泵热水器只有热泵模式一个，并且无法解决由于固定的蒸发器面积与太阳能辐照强度变化的矛盾，在配置上顾及了夏天就难以适应冬季。同时在使用中，这种设计没有真正高效的利用太阳能，反而会由于太阳能辐射较强时造成压缩机回气过热，影响设备使用的可靠性。所以直膨式太阳能热泵热水器尽管已经推广了数十年，至今依然没有达到规模应用。
【
【发明内容】
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[0003]本发明的目的是针对上述现有技术存在的不足，提供一种节能环保，且能充分保障用户使用的分离热管型太阳能热泵复合加热装置。
[0004]为了实现上述目的，本发明是这样实现的:分离热管型太阳能热泵复合加热装置，包括压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器和保温水箱，所述冷凝器置于所述保温水箱内，所述压缩机输出端与冷凝器连接，所述冷凝器通过节流装置与蒸发器连接，所述蒸发器与压缩机输入端连接，形成一个换热循环；
[0005]所述蒸发器出口与冷凝器入口之间设置连接一个单向阀的第一分支管路，所述第二分支管路在蒸发器出口与冷凝器入口之间与压缩机所在管路呈并联设置。
[0006]所述冷凝器出口与蒸发器入口之间设置连接一个单向阀的第二分支管路，所述第二分支管路中所述冷凝器出口与蒸发器入口与节流装置所在管路呈并联设置。
[0007]所述单向阀为重力式单向阀。
[0008]所述蒸发器可以为太阳能蒸发集热器，可以有效的利用太阳能进行加热。
[0009]分离热管型太阳能热泵复合加热装置具有太阳能模式和热泵模式两个工作模式:
[0010]当太阳能模式工作时，压缩机关闭，单向阀和单向阀开启，工质在太阳能蒸发集热器中获得热量后蒸发为气态上升，经过与压缩机并联的单向阀后，进入冷凝器释放热量并冷凝为液态，在自身重力的作用下，经过单向阀流进太阳能蒸发集热器继续吸热汽化并上升。
[0011]当装置以热泵模式工作时，压缩机启动运行，单向阀和单向阀在压缩机运行形成的较大压差下自行关闭，工质在太阳能蒸发集热器内吸收热量后汽化，被吸入压缩机压缩为高温高压的气态工质，再进入冷凝器放热冷凝为液态，然后经过节流装置节流降压，进入太阳能蒸发集热器内再次吸热汽化。
[0012]本发明涉及一种采用空气能热泵技术及分离式热管太阳能热水器技术进行制热的装置，将两个节能型热水器结合起来，充分利用太阳能，并能够在阴雨天和夜间以热泵循环进行加热，以保障用户的使用，本系统利用分离式热管，在阳光充分的时候以太阳能加热模式工作，并通过两个单向阀使其与热泵系统互联，在阳光不利于太阳能模式工作时，可以以热泵模式开始工作。本发明不同于原有设计的太阳能热泵装置，是在于原有设计的太阳能热泵，无论太阳能状态如何，都必须启动压缩机以实现制热，而本发明则可以视太阳能状况的不同，使用不同的加热模式，即太阳能加热模式和热泵加热模式来进行加热，在太阳能模式工作时，压缩机、电磁阀等用电零部件都不工作。本发明能够大幅度提高热水器效率，结构简单可靠，与空气源热泵热水器相比，无蒸发集热板比管翅式蒸发器有更好的带霜工作能力，冬季工作能力更强。
[0013]与现有技术相比，本发明具有的优点和有益技术效果如下:具有太阳能工作模式和热泵工作模式，在阳光条件较好时能够和传统太阳能热水器一样，不消耗电力而把太阳能蒸发集热器接收的热量传递到冷凝器，此模式下的制热效率为无穷大；在太阳能条件不足时又可以以热泵模式工作，同时由于蒸发集热器有更大的霜容量，使其带霜工作能力极强，除霜时霜层以固体形态脱离太阳能蒸发集热板，减少了空气源热泵除霜时必须将霜层融化为液态所消耗的能量，并有机会获得太阳能的辐照加热而提高蒸发温度，效率远高于传统的空气源热泵。
【【附图说明】】
[0014]图1为本发明分离热管型太阳能热泵复合加热装置的系统结构图；
[0015]图2为太阳能蒸发集热器的横截面结构示意图1 ;
[0016]图3为太阳能蒸发集热器的横截面结构示意图2 ;
[0017]图4为太阳能蒸发集热器带超声波功能夹具的横截面结构示意图；
[0018]图5为超声波功能夹具的结构示意图；
[0019]图6为太阳能蒸发集热器的装配图；
[0020]图7为太阳能蒸发集热器的集热机构的俯视图；
[0021]图8为加热管的剖视图；
[0022]图9为加热管A-A部剖视图。
【【具体实施方式】】
[0023]以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细的描述说明。
[0024]分离热管型太阳能热泵复合加热装置，如图1所示，包括2个重力单向阀(第一重力单向阀I和第二重力单向阀2)、压缩机3、冷凝器4、节流装置6、太阳能蒸发集热器7、保温水箱5等组成。所述冷凝器4置于所述保温水箱5内，所述压缩机3输出端与冷凝器4连接，所述冷凝器4通过节流装置6与太阳能蒸发集热器7连接，所述太阳能蒸发集热器7与所述压缩机3输入端连接，形成一个换热循环。在所述太阳能蒸发集热器7出口与冷凝器4入口之间设置连接第一重力单向阀I的第一分支管路，所述第一分支管路在太阳能蒸发集热器7出口与冷凝器4入口之间，与压缩机3所在管路呈并联设置。所述冷凝器4出口与太阳能蒸发集热器7入口之间设置连接第二重力单向阀2的第二分支管路，所述第二分支管路中所述冷凝器4出口与太阳能蒸发集热器7入口连接，与节流装置6所在管路呈并联设置。
[0025]本发明具有太阳能模式和热泵模式两个工作模式:当太阳能模式工作时，所述压缩机3关闭，所述第一重力单向阀I和第二重力单向阀2开启，换热工质在太阳能蒸发集热器7中获得热量后蒸发为气态上升，经过与压缩机3并联的第一重力单向阀I后，进入冷凝器4释放热量并冷凝为液态，在自身重力的作用下，经过第二重力单向阀2流进太阳能蒸发集热器7继续吸热汽化并上升，工质液体在位差的作用下低速流过第二重力单向阀2时，其流动较慢，不足以克服第二重力单向阀2内阀芯的重力，使工质可以流过；如此循环加热保温水箱5内的水。
[0026]当装置以热泵模式工作时，所述压缩机3启动运行，第一重力单向阀I和第二重力单向阀2在压缩机3运行形成的较大压差下自行关闭，此时的运行原理与传统热泵原理无异:换热工质在太阳能蒸发集热器7内吸收热量后汽化，被吸入压缩机3压缩为高温高压的气态工质，再进入冷凝器4放热冷凝为液态，然后经过节流装置6节流降压，进入太阳能蒸发集热器7内再次吸热汽化，如此循环加热保温水箱5内的热水。自来水从进水口 8进入保温水箱5，热水从出水口 9流出，供用户使用。
[0027]其中，所述节流装置6可以是节流阀。在使用时，依照太阳能蒸发集热器7的温度和保温水箱5的关系确定机组的工作模式。本发明还包括电控器和温度传感器，用于控制压缩机3的工作。所述温度传感器安装于太阳能蒸发集热器7内，用于监控太阳能蒸发集热器7内的温度。当温度低于设定值时(太阳能热量无法蒸发制冷剂时)，将启动热泵模式工作模式，否则电抗器将一直以太阳能模式工作。
[0028]本发明在制热原理和方式上，是现有的分离热管型太阳能热水器7和空气源热泵热水装置的结合。分离热管型太阳能热泵热水装置，是利用分离热管和热泵管理，通过在热泵循环中增加两个单向阀，分别与压缩机和节流装置并联，以形成两个不同的工作模式。两个单向阀为重力单向阀，垂直设置，在有压缩机启动后形成的压差时关闭，在压缩机停止时系统平衡时开启。当太阳能辐照强度不足或者完全没有时，装置以热泵模式工作，压缩机启动运行，两单向阀在压差作用下自行关闭，系统以热泵循环方式工作，与常规热泵工作方式相同:此时太阳能蒸发集热板作为系统的蒸发器，为系统提供热量，从环境空气和阳光中吸收热量，系统的工质吸热蒸发，被吸入压缩机压缩后，压力和温度均升高，然后进入冷凝器释放热量，并冷凝为液态，成为高压的液态工质，再经过节流装置降压后，进入太阳能蒸发集热器蒸发吸热汽化，如此循环，把