复合式热泵系统用蓄热装置的制作方法

专利名称：复合式热泵系统用蓄热装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于热泵系统，尤其涉及一种利用相变材料的相变温度和相 变潜热大特点的复合式热泵系统用蓄热装置。
背景技术：
空气源热泵系统以低温空气为热源，经系统高效集热后冬为高温热源， 用来供暖或供应热水。空气源热泵冬季供热运行时，最大的问题是当室外气 温较低时，室外侧蒸发器换热翅片表面会结霜，阻碍了盘管上的热交换，影 响空气实际流通量。目前机组采用反向循环法化霜，不仅压缩机停止供热运 行，而且需要制冷运转，故系统供热量明显受到影响。专利申请
(200620027506. 2 )公开了 一种带辅助蒸发器的复合式热泵系统用蓄热装 置，其结构是在常规的空气源热泵装置上增加太阳能热水集热器及蓄热水箱 与辅助蒸发器构成双热源蒸发器的复合热泵系统。系统将空气源和太阳能两 种热能形式结合在热泵技术中，形成优势互补的复合热泵系统解决了蒸发器 结霜问题，提高了热泵机组的实际出力。在使用过程中发现，该系统由于蓄 热水箱体积大，蓄热能力小，当夜间气温下降低于辅助蒸发器使用条件时， 太阳能辅助蒸发器不能工作。导致空气源蒸发器重新启动，能耗增加。 发明内容
本实用新型的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种复合式热泵系 统用蓄热装置，蓄热水箱中置有中低温热源蓄热材料，利用材料的相变温度 和相变潜热大的特点，在热泵系统运行区间，从根本上解决了复合热泵系统 空气蒸发器结霜问题，大幅度提高了热泵机组的实际出力。
本实用新型为实现上述目的，采用以下技术方案 一种复合式热泵系统 用蓄热装置，包括复合式热泵系统、太阳能热水集热器及蓄热水箱和辅助蒸 发器，所述空气源热泵的蒸发器通过三通阀门与辅助蒸发器并联，辅助蒸发 器和太阳能热水集热器与蓄热水箱连通，其特征是所述蓄热水箱为置有中 低温热源蓄热材料和水的蓄热水箱。
3所述中低温热源蓄热材料采用脂酸类有机物，其相变温度为22°C — 34 。C，相变潜热为140. 8KJ/Kg—181 KJ/Kg的相变材料。
本实用新型的有益效果蓄热水箱中置有中低温热源蓄热材料，利用材 料的相变温度和相变潜热大的特点，从根本上解决了复合热泵系统蒸发器结 霜问题，可以大幅度提高热泵机组的实际出力，从而达到最低限度消耗能源、 最大限度利用绿色、生态能源，解决建筑物供暖空调能耗，实现建筑的节能、 环保的目的。


图1是本实用新型的系统示意图； 图2是实施例中相变材料的相变温度和相变潜热变化图。
具体实施方式

详见附图， 一种复合式热泵系统用蓄热装置，包括复合式热泵系统l、 太阳能热水集热器2及蓄热水箱3和辅助蒸发器4,所述空气源热泵的蒸发 器通过三通阀门5与辅助蒸发器并联，辅助蒸发器和太阳能热水集热器与蓄 热水箱连通，所述蓄热水箱为置有中低温热源蓄热材料6和水7的蓄热水箱。 所迷中低温热源蓄热材料采用脂酸类有机物，其相变温度为22°C —34°C，相 变潜热为140. 8KJ/Kg—181 KJ/Kg的相变材料。
工作原理在常规空气源热泵蒸发器进出口增设两个自动控制的三通阀
门，使空气源蒸发器及来自太阳能集热器的热水的辅助热水源与辅助蒸发器
并联运行。辅助蒸发器内的制冷剂与热水进行冷热交换。两台蒸发器中冷4某
的流量由自控系统根据空气温度和热水温度进行控制，再通过合理的太阳能
集热器面积与蓄热装置的配合，从而保证冬季夜间热泵系统的高效运行。蓄
热水箱放置相变材料，其潜热特点为蓄热放热和蓄冷。在热泵系统中，当低
温热源供热量呈一定的周期变化时，显现为不稳定状态。相变材料封装在蓄
热水箱中，当低温热源的供热量大于热泵取热量时，相变材料蓄积热能，呈
液体状态；当低温热源的供热量小于热泵取热量时，相变材料开始凝固并释
放热能。在此吸放热过程中，要求相变材料相变过程可逆，体积膨胀率小，相变温度范围适用于热泵系统的运行温度，介于20。C至4(TC区间，相变潜 热大，无毒无害无腐蚀性，且满足经济性要求。蓄热水箱对供热量进行平衡， 使热泵系统达到稳定、高效的运行状态。相变材料相变过程可逆，相变温度 范围宽，相变潜热高，适合于吸收低温热源的富裕热量，在低温热源供热不 足时緩慢的释放热量给热泵系统使用。 实施例
(1) 相变材料由癸酸和棕榈酸组成，属于脂酸类有机物，无毒无味无腐蚀 性，对人体无害，是工业生产香皂的原料，且价才^f氐廉。两种材料可形成低 共融混合物，融解后的材料经测试拥有较高的融解热和稳定的化学性能。按 照质量比为4: l的比例混合并搅拌均匀，放到不锈钢容器中；
(2) 将容器放到70。C 80。C的水浴中加热，边加热边不断搅拌，混合物不 断融化，最后变成液态；
(3 )冷却后制成低熔点共融混合物。低熔点共融混合物的相变温度为22.5
。C 32。C,相变潜热为181.3 KJ/Kg。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型的结 构作任何形式上的限制。凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作 的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型的技术方案的范围 内。
权利要求1、一种复合式热泵系统用蓄热装置，包括复合式热泵系统、太阳能热水集热器及蓄热水箱和辅助蒸发器，所述复合式热泵的蒸发器通过三通阀门与辅助蒸发器并联，辅助蒸发器和太阳能热水集热器与蓄热水箱连通，其特征是所述蓄热水箱为置有中低温热源蓄热材料和水的蓄热水箱。
2、 根据权利要求1所述的复合式热泵系统用蓄热装置，其特征是所述 中低温热源蓄热材料采用脂酸类有机物，其相变温度为22。C一34。C,相变潜 热为140. 8KJ/Kg—181 KJ/Kg的相变材料。
专利摘要本实用新型涉及一种复合式热泵系统用蓄热装置，包括复合式热泵系统、太阳能热水集热器及蓄热水箱和辅助蒸发器，所述复合式热泵的蒸发器通过三通阀门与辅助蒸发器并联，辅助蒸发器和太阳能热水集热器与蓄热水箱连通，其特征是所述蓄热水箱为置有中低温热源蓄热材料和水的蓄热水箱。本实用新型的有益效果蓄热水箱中置有中低温热源蓄热材料，利用材料的相变温度和相变潜热大的特点，从根本上解决了空气源热泵系统蒸发器结的霜问题，可以大幅度提高热泵机组的实际出力，从而达到最低限度消耗能源、最大限度利用绿色、生态能源，解决建筑物供暖空调能耗，实现建筑的节能、环保的目的。
文档编号F25B30/06GK201327240SQ20082014363
公开日2009年10月14日 申请日期2008年11月28日 优先权日2008年11月28日
发明者张志刚, 郭春梅 申请人:天津城市建设学院