热管辅助式太阳能热泵系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种热管辅助式太阳能热泵系统，尤其是一种带自动控制的、回路热管加热模式和太阳能热泵加热模式相互切换的热管辅助式太阳能热泵系统。
【背景技术】
[0002]现有的自然循环家用太阳能热水器，在夜间水箱容易逆流循环，导致热水散失，且多采用电加热辅助，制热效率较低；而太阳能热泵系统则由于早晚辐照和环境温度的变化大，导致压缩机工况恶劣，因此商业化前景不明。为克服上述热水系统的缺陷，对一种热管辅助式太阳能热泵系统进行研制。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种热管辅助式太阳能热泵系统，以克服现有自然循环太阳能家用机效率不高，太阳能热泵系统低辐照时工况恶劣、系统寿命不长等缺点。
[0004]本发明解决上述技术问题的方案是:一种热管辅助式太阳能热泵系统，主要包括压缩机(I)、水箱(2)、冷凝器(3)、节流装置(4)、集热器(5)、系统控制器(6)、电磁阀(7)和热管回路电磁阀(8)、水箱温度探头(9)、辐照仪(10)及环境温度探头(11)等，压缩机(I)处于水箱(2)的下方，冷凝器(3)置于水箱(2)中，包括集热器(5)、电磁阀(7)、冷凝器(3)及热泵回路电磁阀(8)等器件构成一个自然循环的回路热管系统，集热器(5)为该回路热管系统的蒸发器；包括压缩机(I)、冷凝器(3)、节流装置(4)、集热器(5)及热管回路电磁阀
(8)等器件构成直膨式太阳能热泵回路，集热器(5)为热泵系统的蒸发器；冷凝器(3)位置高于压缩机(I)和集热器(5)，系统控制器(6)收集水箱温度探头(9)、辐照仪(10)及环境温度探头(11)等信号，并控制压缩机(I)、电磁阀(7)、热管回路电磁阀(8)等器件。当早晚太阳低辐照，压缩机工况恶劣时，停止压缩机运作，打开电磁阀(7)和热管回路电磁阀(8)，采用回路热管模式加热水箱(3 );白天其余时间则关闭电磁阀(7 )和热管回路电磁阀(8 )，采用太阳能热泵运作模式。
[0005]冷凝器(3 )位置应高于集热器(5 )和压缩机(I)。
[0006]系统控制器(6)可以是PLC控制或单片机控制或继电器控制。
[0007]节流装置(4)可以是热力膨胀阀、或电磁膨胀阀或毛细管。
[0008]冷凝器(3)可以是盘管式换热器或平行流式换热器。
[0009]压缩机(I)可以是活塞式或涡旋式或螺杆式压缩机。
[0010]压缩机(I)所驱动的制冷工质为R600a或R414或R22或R134a或R744或R290或R410A 或 R717。
[0011]系统控制器(6)可以是还包括包括若干数据采集卡(61)、I/O卡(62)及驱动器
(63)。
[0012]集热器(5)是平板集热器，所采用的材料为蓝膜或镀黑铬或阳极氧化或镍铬涂层或高分子材料。
[0013]本发明同现有的太阳能自然循环家用机相比，提高了系统供热水的保障率；与太阳能热泵系统相比，改善了系统工作时的恶劣工况，延长了系统寿命，相对提高了系统运行效率。
【附图说明】
[0014]图1为热管辅助式太阳能热泵系统的运行原理图，图2为该系统的控制原理图。具体实施方案
[0015]图1:当早晚或当太阳能辐照较弱的时候，关闭压缩机(1)，开启打开电磁阀(7)和热管回路电磁阀(8)，采用回路热管模式加热水箱(3)，制冷剂沿着集热器(5)、电磁阀(7)、冷凝器(3)及热泵回路电磁阀(8)形成回路热管系统，加热水箱中的水；其余时间，可开启压缩机(1)，关闭电磁阀(7)和热管回路电磁阀(8)，采用太阳能热泵模式加热水箱(3)，制冷剂沿着压缩机(I)、冷凝器(3 )、节流装置(4 )、集热器(5 )形成太阳能热泵系统，加热水箱中的水；系统控制器(6)通过数据采集卡(61)采集温度和辐照数据，通过1卡(62)和驱动器(63)控制压缩机(I)和电磁阀(7)和(8)。
【主权项】
1.一种热管辅助式太阳能热泵系统，主要包括压缩机(I)、水箱(2)、冷凝器(3)、节流装置(4)、集热器(5)、系统控制器(6)、电磁阀(7)和热管回路电磁阀(8)、水箱温度探头(9)、辐照仪(10)及环境温度探头(11)等，压缩机(I)处于水箱(2)的下方，冷凝器(3)置于水箱(2)中，包括集热器(5)、电磁阀(7)、冷凝器(3)及热泵回路电磁阀(8)等器件构成一个自然循环的回路热管系统，集热器(5)为该回路热管系统的蒸发器；包括压缩机(I)、冷凝器(3)、节流装置(4)、集热器(5)等器件构成直膨式太阳能热泵回路，集热器(5)为热泵系统的蒸发器；冷凝器(3)位置高于压缩机(I)和集热器(5)，系统控制器(6)收集水箱温度探头(9)、辐照仪(10)及环境温度探头(11)等信号，并控制压缩机(I)、电磁阀(7)、热管回路电磁阀(8)等器件。
2.根据权利要求1所要求的热管辅助式太阳能热泵系统，系统控制器(6)可以是PLC控制或单片机控制或继电器控制。
3.根据权利要求2所要求的热管辅助式太阳能热泵系统，系统控制器(6)可以是还包括包括若干数据采集卡(61)、I/O卡(62)及驱动器(63)。
4.根据权利要求1和2所要求的热管辅助式太阳能热泵系统，节流装置(4)可以是热力膨胀阀、或电磁膨胀阀或毛细管。
5.根据权利要求1和2所要求的热管辅助式太阳能热泵系统，冷凝器(3)可以是盘管式换热器或平行流式换热器。
6.根据权利要求1和2所要求的热管辅助式太阳能热泵系统，压缩机(I)可以是活塞式或涡旋式或螺杆式压缩机。
7.根据权利要求1和2所要求的热管辅助式太阳能热泵系统，压缩机(I)所驱动的制冷工质为 R600a 或 R414 或 R22 或 R134a 或 R744 或 R290 或 R410A 或 R717。
8.根据权利要求1和2所要求的热管辅助式太阳能热泵系统，集热器(5)是平板集热器，所采用的材料为蓝膜或镀黑铬或阳极氧化或镍铬涂层或高分子材料。
【专利摘要】一种热管辅助式太阳能热泵系统，主要包括压缩机、水箱、冷凝器、节流装置、集热器、系统控制器、电磁阀、热管回路电磁阀、水箱温度探头、辐照仪及环境温度探头等，冷凝器置于水箱中，包括集热器、电磁阀、冷凝器及热管回路电磁阀等器件构成一个自然循环的回路热管系统；包括压缩机、冷凝器、节流装置、集热器及电磁阀等器件构成直膨式太阳能热泵回路；冷凝器位置高于压缩机和集热器，系统控制器收集水箱温度探头、辐照仪及环境温度探头的信号，并控制压缩机、电磁阀、热管回路电磁阀等器件。通过启停压缩机和切换电磁阀的方式变换回路热管工作模式和太阳能热泵工作模式，相比家用太阳能热水器，具有供水稳定可靠，效率更高等优点；相比单纯的太阳能热泵，通过在低辐照时切换至回路热管工作模式，具有运行更稳定、效率更高、系统寿命延长等优点。
【IPC分类】F24H9-00, F24H9-20, F24H4-04, F24H9-18
【公开号】CN104566966
【申请号】CN201310480448
【发明人】余国保, 姚莉, 张玲, 张健朝
【申请人】珠海兴业绿色建筑科技有限公司, 珠海兴业新能源科技有限公司, 湖南兴业太阳能科技有限公司, 湖南兴业绿色能源科技有限公司, 珠海兴业节能科技有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年10月15日