一种新型多能互补清洁供暖储能系统的制作方法

本实用新型属于供暖设备技术领域，涉及一种新型多能互补清洁供暖储能系统。

背景技术：

随着经济的不断发展及人民生活水平的提高，人们对冬季供暖的要求越来越高。在国家“煤改电、煤改气”的政策主导下，燃煤锅炉房纷纷改造，又由于燃油燃气和直接用电加热取暖的成本过高，且不是“可持续发展”的长久之计。因此，近年来以太阳能为热源的热水器产业发展迅速，在能源危机和环境污染双重压力下，太阳能逐渐成为可再生能源中最引人注目、研究开发最多、应用最为广泛的清洁能源，在太阳能技术的研究利用中，太阳能热水系统是太阳能利用中最成熟、最具经济性的利用方式，而空气源热泵技术也是一种很好的节能型供热技术，是利用少量高品位的电能作为驱动能源，从低温热源空气中高效吸取低品位热能，并将其传输给高温热源，以达到加热的目的。随着人们对获取生活用热水的要求日趋提高，具有间断性特点的太阳能难以满足全天候供热。要解决这一问题，热泵技术与太阳能利用相结合无疑是一种很好的选择方法。然而，现有技术不能完全保证全天候供暖需求，整个采暖季整体运行成本高，能效比低，因此，有必要设计一种新型多能互补清洁供暖储能系统，以解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型的发明目的在于克服现有技术存在的缺点，提出设计一种新型多能互补清洁供暖储能系统，能够保证全天候供暖需求，且耗电少，利用效率高，方便安装和使用，具有节能环保的特点。

本实用新型涉及的新型多能互补清洁供暖储能系统，其主体结构包括超导热管集热器、工作站、承压式换热水箱、无风机热泵系统、自制蒸发器、供暖末端、储能材料、控制系统；所述的超导热管集热器通过波纹管与承压式换热水箱连接，波纹管内置有换热介质；超导热管集热器与承压式换热水箱之间设置有用于为换热介质循环提供动力的工作站；承压式换热水箱置有内储能材料；承压式换热水箱一侧与无风机热泵系统连接，承压式换热水箱与无风机热泵系统之间设置有循环泵一，承压式换热水箱另一侧与供暖末端连接，承压式换热水箱与供暖末端之间设置有循环泵二；所述的无风机热泵系统与自制蒸发器连接；所述的自制蒸发器内装有冷媒；所述的控制系统与超导热管集热器、承压式换热水箱、无风机热泵系统、自制蒸发器、供暖末端分别通过温度传感器相连接，控制系统与工作站、循环泵一、循环泵二分别电连接，控制系统用于将各个部分的传感器传输来的信号进行数据处理，并发出动作信号以控制设备的运行。

进一步的，所述的无风机热泵系统包括气液分离器、压缩机、冷凝器、储液罐、过滤器、膨胀阀；所述的自制蒸发器两侧分别与气液分离器和膨胀阀通过铜管连接；所述的气液分离器、压缩机、冷凝器进水口依次通过铜管连接；所述的冷凝器出水口、储液罐、过滤器、膨胀阀依次通过铜管连接；所述的压缩机入口处和膨胀阀出口处分别设置有温度传感器，温度传感器与控制系统连接；在使用时，自制蒸发器内的冷媒由液态转为低温低压的气态，吸收空气中的热量，首先经过铜管进入无风机热泵系统的气液分离器中处理，然后进入压缩机，压缩机将低温低压气体压缩成高温高压气体，通过压缩机入口处的温度传感器测得高温高压气体的温度，并将温度信号传输至控制系统中处理，冷媒由气态转为液态放热，然后送入冷凝器中进行换热，使水温升高，从而使承压换热水箱内的水温升高，冷媒被冷却成液体后流经储液罐，然后液体经膨胀阀节流降温后再次流入自制蒸发器中，通过膨胀阀出口处的温度传感器测得节流降温后液体的温度，并将温度信号传输至控制系统中处理；冷媒在整个密闭的环境中工作，安全可靠，且无需使用风机，大大减少的电能消耗。

进一步的，所述的自制蒸发器包括S型铜管和铝翅片一；所述的S型铜管为S型流道，在S型铜管的两端设置有进出口，S型铜管的出口与气液分离器连接，S型铜管的进入口与膨胀阀连接；S型铜管周围设置有铝翅片一，并穿插在铝翅片一中；自制蒸发器外表面设置有温度传感器；自制蒸发器能够自动吸收空气中的热量，因此，根据安装场所的实际需求，能够增加S型铜管和铝翅片一的排列，使其更大面积的接触空气，从而大面积的吸收空气中的热量，提高产品的吸热效率。

进一步的，所述的超导热管集热器包括联箱和集热器；所述的联箱内设有超导热管；集热器内设有铝翅片二和温度传感器；温度传感器与控制系统连接；超导热管集热器的超导热管吸收太阳光的热量，并传递至集热器内，从而传导给铜管，在超导热管集热器内将热量传递给介质，介质为冷媒，整个过程介质只在超导热管集热器的联箱中停留，超导热管集热器的联箱内没有水的存在，不走水、也不会炸管，能够在零下度环境中照常供热，方便使用和安装，易于维护。

进一步的，所述的承压换热水箱包括储水箱、聚氨酯保温层、换热盘管、储能材料、温度传感器；所述的储水箱外层设置有聚氨酯保温层；储水箱内设有换热盘管、储能材料和温度传感器；所述的储水箱的出水口和进水口分别与无风机热泵系统中冷凝器的进水口和出水口连接；所述的换热盘管的进出口分别与超导热管集热器通过铜管连接；储能材料用于吸收或者释放热量，能够尽最大限度的提取热量，保证冬季取暖的热量需求；承压换热水箱内的温度传感器用于实时测量承压换热水箱内的温度，并将温度信号传输至控制系统中进行处理。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：超导热管集热器具有不走水、不炸管等优点，不仅通过铜管传递热量，冷媒作为介质，也能够传递热量，热量传递速度快；无风机换热系统能够减少能耗；自制蒸发器能够更大面积的接触空气，提高了产品的吸热效率；其整体结构设计合理，承压式换热水箱内能够始终保持在设定温度范围内，便于为供暖末端提供热量，为冬季取暖提供持续有效的保障，能够适用于较低温度环境，适应性强，应用范围广。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构原理示意图；

图2为本实用新型的无风机热泵系统结构原理示意图；

图3为本实用新型的自制蒸发器结构原理示意图；

图4为本实用新型的自制蒸发器俯视图；

图5为本实用新型的自制蒸发器右视图；

图6为本实用新型的压式换热水箱结构原理示意图；

图7为本实用新型的超导热管集热器结构原理示意图；

图8为本实用新型的集热器结构原理示意图；

其中，1超导热管集热器、2工作站、3承压式换热水箱、4无风机热泵系统、5自制蒸发器、6循环泵一、7供暖末端、8储能材料、9控制系统、10循环泵二、11温度传感器、101联箱、102集热器、103超导热管、104铝翅片二、31储水箱、32聚氨酯保温层、33换热盘管、41气液分离器、42压缩机、43冷凝器、44储液罐、45过滤器、46膨胀阀、51S型铜管、52铝翅片一。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型作进一步说明。

实施例：

本实施例所述的新型多能互补清洁供暖储能系统，其主体结构包括超导热管集热器1、工作站2、承压式换热水箱3、无风机热泵系统4、自制蒸发器5、供暖末端7、储能材料8、控制系统9；所述的超导热管集热器1通过波纹管与承压式换热水箱3连接，波纹管内置有换热介质；超导热管集热器1与承压式换热水箱3之间设置有用于为换热介质循环提供动力的工作站2；承压式换热水箱3置有内储能材料8；承压式换热水箱3一侧与无风机热泵系统4连接，承压式换热水箱3与无风机热泵系统4之间设置有循环泵一6，承压式换热水箱3另一侧与供暖末端7连接，承压式换热水箱3与供暖末端7之间设置有循环泵二10；所述的无风机热泵系统4与自制蒸发器5连接；所述的自制蒸发器5内装有冷媒；所述的控制系统9与超导热管集热器1、承压式换热水箱3、无风机热泵系统4、自制蒸发器5、供暖末端7分别通过温度传感器11相连接，控制系统9与工作站2、循环泵一6、循环泵二10分别电连接，控制系统9用于将各个部分的传感器传输来的信号进行数据处理，并发出动作信号以控制设备的运行。

本实施例所述的无风机热泵系统4包括气液分离器41、压缩机42、冷凝器43、储液罐44、过滤器45、膨胀阀46；所述的自制蒸发器5两侧分别与气液分离器41和膨胀阀46通过铜管连接；所述的气液分离器41、压缩机42、冷凝器43进水口依次通过铜管连接；所述的冷凝器43出水口、储液罐44、过滤器45、膨胀阀46依次通过铜管连接；所述的压缩机42入口处和膨胀阀46出口处分别设置有温度传感器11，温度传感器11与控制系统9连接；在使用时，自制蒸发器5内的冷媒由液态转为低温低压的气态，吸收空气中的热量，首先经过铜管进入无风机热泵系统4的气液分离器41中处理，然后进入压缩机42，压缩机42将低温低压气体压缩成高温高压气体，通过压缩机42入口处的温度传感器11测得高温高压气体的温度，并将温度信号传输至控制系统9中处理，冷媒由气态转为液态放热，然后送入冷凝器43中进行换热，使水温升高，从而使承压换热水箱3内的水温升高，冷媒被冷却成液体后流经储液罐44，然后液体经膨胀阀46节流降温后再次流入自制蒸发器5中，通过膨胀阀46出口处的温度传感器11测得节流降温后液体的温度，并将温度信号传输至控制系统9中处理；冷媒在整个密闭的环境中工作，安全可靠，且无需使用风机，大大减少的电能消耗。

本实施例所述的自制蒸发器5包括S型铜管51和铝翅片一52；所述的S型铜管51为S型流道，在S型铜管51的两端设置有进出口，S型铜管51的出口与气液分离器41连接，S型铜管51的进入口与膨胀阀46连接；S型铜管51周围设置有铝翅片一52，并穿插在铝翅片一52中；自制蒸发器5外表面设置有温度传感器11；自制蒸发器5能够自动吸收空气中的热量，因此，根据安装场所的实际需求，能够增加S型铜管51和铝翅片一52的排列，使其更大面积的接触空气，从而大面积的吸收空气中的热量，提高产品的吸热效率。

本实施例所述的超导热管集热器1包括联箱101和集热器102；所述的联箱101内设有超导热管103；集热器102内设有铝翅片二104和温度传感器11；温度传感器11与控制系统9连接；超导热管集热器1的超导热管103吸收太阳光的热量，并传递至集热器102内，从而传导给铜管，在超导热管集热器1内将热量传递给介质，介质为冷媒，整个过程介质只在超导热管集热器的联箱101中停留，超导热管集热器1的联箱101内没有水的存在，不走水、也不会炸管，能够在零下50度环境中照常供热，方便使用和安装，易于维护。

本实施例所述的承压换热水箱3包括储水箱31、聚氨酯保温层32、换热盘管33、储能材料8、温度传感器11；所述的储水箱31外层设置有聚氨酯保温层32；储水箱31内设有换热盘管33、储能材料8和温度传感器11；所述的储水箱31的出水口和进水口分别与无风机热泵系统4中冷凝器43的进水口和出水口连接；所述的换热盘管33的进出口分别与超导热管集热器1通过铜管连接；储能材料8用于吸收或者释放热量，能够尽最大限度的提取热量，保证冬季取暖的热量需求；承压换热水箱3内的温度传感器11用于实时测量承压换热水箱3内的温度，并将温度信号传输至控制系统9中进行处理。

本实施例所述的储能材料8为氯化钙。

本实施例的工作原理：通过控制系统9预设承压式换热水箱3内的储能材料8的温度，通过超导热管集热器1的超导热管103吸收太阳光的热量，通过热传导，将热量传递给超导热管集热器1内的联箱集热器内，工作站2为换热介质的循环提供动力，换热介质通过波纹管到达承压换热水箱3，与承压换热水箱3内的水进行换热，使水温升高；另外，自制蒸发器5内置有冷媒，自制蒸发器5内的冷媒由液态转为低温低压气态，吸收空气中的热量，然后进入无风机热泵系统4，低温低压气态在无风机热泵系统4中的压缩机42内转化为高温高压气态，冷媒由气态转为液态放热，在无风机热泵系统4中的冷凝器43内与水进行换热，使水温升高，从而使承压换热水箱3内的水温升高；当承压式换热水箱3内的温度高于储能材料8的温度设定值时，可将多余的热量储存在储能材料8中，当超导热管集热器1和无风机热泵系统4提供的热量达不到承压式换热水箱3内储能材料8的温度设定值时，储能材料8释放热量，使承压式换热水箱3内的温度，始终保持在设定的温度范围内，便于为供暖末端7提供热量，为冬季取暖提供持续有效的保障。

上述具体实施方式仅是本实用新型的具体个案，本实用新型的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式的产品形态和式样，任何符合本实用新型权利要求书且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应落入本实用新型的专利保护范围。