太阳能热泵系统的制作方法

本实用新型涉及空气能热泵技术领域，具体涉及一种太阳能热泵系统。

背景技术：

空气能热水器，也称“空气源热泵热水器”，是把空气中的低温热量吸收进来，经过氟介质气化，然后通过压缩机压缩后增压升温，再通过换热器转化给水加热，压缩后的高温热能以此来加热水温，其作为热泵技术的一种，有“大自然能量的搬运工”的美誉。

该新产品克服了太阳能热水器依靠阳光采热和安装不便的缺点。由于空气能热水器的工作是通过介质换热，因此其不需要电加热元件与水直接接触，避免了电热水器漏电的危险，也防止了燃气热水器有可能爆炸和中毒的危险，更有效控制了燃气热水器排放废气造成的空气污染，有着使用成本低、易操作、采暖效果好、安全、干净等多重优势。因此，近年来空气能热泵系统成为国家“煤改电”政策的重点推广产品，市场占有率逐步提高。

然而，经过长期的使用实践表明，现有的热泵系统普遍存在以下问题：制冷剂工质是通过冷凝器与储水箱内的水进行冷热交换，而冷凝器的安装方式主要为内置式或外置式两种，其中，内置式是通过盘管放置在储水箱内，与储水箱内加热的水直接接触；外置式为铜管或铝管及平行流换热器包裹在储水箱内胆外壁上，不与水接触。外置式只有与内胆外壁贴合部分换热，而其他的表面不换热，换热效率低。另外普通太阳能热水器在阴雨天无热水可用，而空气能热泵在阳光充足的天气又无法利用更多的太阳能量，仍需要消耗电能的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种不论阳光是否充足，都可完成充分换热的太阳能热泵系统。

本实用新型提供的这种太阳能热泵系统，包括太阳能集热器、蒸发器、四通阀、压缩机和储水箱，所述蒸发器的出口通过四通阀与压缩机的进口连通，还包括安装在太阳能集热器内的同轴换热器，该同轴换热器的外管注水并通过一水泵与储水箱循环连通，在所述同轴换热器的内管中注有制冷剂工质，在太阳能集热器内注有防冻液，在所述太阳能集热器上设有用于监测防冻液温度的测温探头，所述压缩机的出口通过四通阀与内管的进口连通，所述内管的出口通过一电子膨胀阀与蒸发器的进口连通，所述电子膨胀阀与测温探头电气联接并由测温探头控制开启或关闭。

为加快水与防冻液的换热，所述太阳能集热器的底部通过循环泵与其顶部连通。

为使换热更均匀、效率更好，所述同轴换热器在太阳能集热器内呈蛇形分布。

为增加压缩机的使用寿命，所述四通阀通过一气液分离器与压缩机的进口连通。

为增加压缩机的使用寿命，在所述气液分离器的出气口与压缩机的进口之间设有低压开关。

为降低防冻液的损耗率，在所述气液分离器的出液口与蒸发器的进口之间设有积液杯。

为增加电子膨胀阀的使用寿命，所述内管的出口通过一过滤器与电子膨胀阀连通。

为降低成本，所述太阳能集热器采用闷晒式集热器。

为增加压缩机的使用效率，所述压缩机的出口通过一高压开关与四通阀连通。

为降低能耗，所述水泵连通在外管的进水口与储水箱底部的出水口之间。

本实用新型通过在太阳能集热器里内置同轴换热器，在该同轴换热器的外管和内管里分别注入水和制冷剂工质，当阳光不充足时，一边通过太阳能集热器吸收热量加热防冻液，一边通过压缩机压缩得到高温高压的冷媒气体，从而实现外管中水的双层换热，大大提高了加热速度及效率；当阳光充足时，只需将外管中的水与太阳能集热器内的防冻液换热升温，并通过水泵循环到储水箱中储存即可，更加节能环保。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中示出的标记及所对应的构件名称为：

1、太阳能集热器；2、蒸发器；3、四通阀；4、压缩机；5、储水箱；6、同轴换热器；7、水泵；8、制冷剂工质；9、防冻液；10、测温探头；11、电子膨胀阀；12、循环泵；13、气液分离器；14、低压开关；15、积液杯；16、过滤器；17、高压开关；61、外管；62、内管。

具体实施方式

从图1可以看出，本实用新型这种太阳能热泵系统，包括太阳能集热器1、蒸发器2、四通阀3、压缩机4、储水箱5、同轴换热器6、水泵7、制冷剂工质8、防冻液9、测温探头10和电子膨胀阀11，其中，

太阳能集热器1采用闷晒式集热器，同轴换热器6安装在太阳能集热器1内并呈蛇形分布，在同轴换热器6的外管61内注有水，外管61的进水口和出水口分别位于同轴换热器6的底部和顶部，储水箱5的进水口和出水口分别位于箱体的顶部和底部，制冷剂工质8充填在同轴换热器6的内管62中，防冻液9充填在太阳能集热器1内；

外管61的出水口与储水箱5的进水口连通，储水箱5的出水口通过水泵7与外管61的进水口连通，形成水循环回路；

蒸发器2的出口通过四通阀3与一气液分离器13的进口连通，气液分离器13的出气口通过一低压开关14与压缩机4的进口连通，压缩机4的出口依次通过一高压开关17、四通阀3与同轴换热器6的内管62的进口连通，同轴换热器6的内管62的出口依次通过一过滤器16、电子膨胀阀11与蒸发器2的进口连通，形成冷媒循环回路；

气液分离器13的出液口通过一积液杯15与蒸发器2的进口连通；

测温探头10安装在太阳能集热器1上设有用于监测防冻液9的温度；电子膨胀阀11与测温探头10电气联接并可根据测温探头10设定的温度值实现开启或关闭；

从图1还可以看出，为加快水与防冻液的换热，太阳能集热器1的底部通过循环泵12与其顶部连通，循环泵12可将太阳能集热器1底部的防冻液9循环到太阳能集热器1顶部，使太阳能集热器1内的防冻液9处于高速流动状态，从而快速的使同轴换热器外管61里的水升温。

当太阳能集热器1内的测温探头10测得的温度达不到设定值时，本实用新型的使用过程如下：

1、经电子膨胀阀11节流后的低温低压的制冷剂工质8，经过蒸发器2与空气换热蒸发为低温低压气体；

2、低温低压气体进入压缩机4压缩后，变为高温高压的气体；

3、高温高压的气体进入太阳能集热器1内的同轴换热器6的内管62里，在内管62里流动与外管61内的水换热；太阳能集热器1吸收太阳的能量使其内的防冻液9升温来加热外管61里的水，从而使外管61里的水双面加热，大大提高了换热速度及效率。

当太阳能集热器1内的测温探头10测得的温度达到设定值时，本实用新型的使用过程如下：

1、压缩机4不启动，通过太阳能集热器1吸收热量加热防冻液9，外管61中的水与太阳能集热器1内的防冻液9换热升温；

2、水泵7将外管61中的水泵送到储水箱5中，直到储水箱5中的水达到设定温度。