本實用新型涉及一種供暖裝置。

背景技術：

目前太陽能和空氣能這兩類可再生能源的應用較為廣泛，但兩者均獨立應用為主，兩種利用技術主要存在以下缺點。

太陽能屬于可再生能源中的一種，開發(fā)和利用太陽能對節(jié)約常規(guī)能源、保護自然環(huán)境、減緩氣候的變化等都有著十分重要的意義。太陽能資源也有一些不能忽視的特點：分散性、間歇性和隨機性等。常規(guī)太陽能熱水系統(tǒng)易受氣候影響，在陰雨天氣或冬季短日照的情況下無法穩(wěn)定運行，而且存在加熱周期長，無法全天候提供熱水等缺點，太陽能利用系統(tǒng)存在經(jīng)濟性與節(jié)能性的矛盾。由于冬季建筑熱負荷較大，如完全利用太陽能來實現(xiàn)供暖，勢必需要足夠大的集熱面積，初投資大，投資回收期長，經(jīng)濟性差，且實際工程中可安裝集熱器的空間有限，難以實現(xiàn)集熱器的大面積安裝。雖然太陽能季節(jié)性蓄熱技術的應用大大減小了太陽能集熱系統(tǒng)的設計容量，但是，由于系統(tǒng)僅以太陽能作為熱源，集熱器面積依然較大，同時還需要較大容量的蓄熱體，系統(tǒng)應用的經(jīng)濟性相對常規(guī)的供暖方式仍然有一定差距。

空氣能熱泵(Air Source Heat Pump，簡稱ASHP)是以空氣為熱源、通過輸入少量高品位能源(電能)來實現(xiàn)低品位熱能向高品位熱能轉移的一種熱泵空調(diào)系統(tǒng)。在可再生能源領域，空氣源系統(tǒng)自出現(xiàn)以來，與其它可再生能源相比，即具有其獨有的優(yōu)勢?？諝饽軣岜靡原h(huán)境空氣中蘊含的豐富低品位太陽潛能作為其熱源，具有取之不盡，用之不竭，隨取隨用等特點；并且其運行可不受陰雨天氣的影響而實現(xiàn)四季供熱；在制造方面，空氣能熱泵系統(tǒng)較其它可再生能源更易實現(xiàn)標準化批量生產(chǎn)，工藝研制已經(jīng)比較成型，產(chǎn)品規(guī)格齊全，品牌繁多；機組初投資較低；安裝和維護工作更易進行并且使用方便；夏季制冷運行時的性能系數(shù)(COP)可達4以上，是效率較高的能源利用設備。目前大多數(shù)機組是以制冷劑為媒介，冬季供暖運行時，制冷劑在室外蒸發(fā)器側盤管(或太能板)中吸收空氣中(或陽光)中的能量，再經(jīng)壓縮機壓縮制熱后，通過冷凝器側換熱裝置將熱量傳遞給水，來制取熱水，熱水通過水循環(huán)系統(tǒng)送入用戶散熱器(通常是室內(nèi)風機盤管)進行采暖或直接用于熱水供應。對空氣能熱泵系統(tǒng)缺點的認識，比較普遍的觀點是當室外溫度低于-10℃時，由于結霜會造成換熱效果惡化、COP降低，由此導致冬季供暖運行時的效率幾乎接近電熱采暖的效率；而夏季在室外溫度太高的情況下，制冷效率也有所下降。

因此，它適宜用于冬天不太冷(室外溫度高于-10℃)、夏季不太熱的地區(qū)。在寒冷地區(qū)下由于室外氣溫降低會給空氣能熱泵系統(tǒng)應用帶來眾多問題，比如：

(l)由于室外氣溫的降低，蒸發(fā)溫度降低以及蒸發(fā)壓力隨之降低會導致壓縮機吸氣比容增大，機組吸氣量迅速下降導致熱泵制熱量減少；

(2)蒸發(fā)壓力降低導致壓縮機壓縮比增大，壓縮機的排氣溫度迅速升高影響系統(tǒng)潤滑性能及機組性能，甚至燒毀壓縮機；

(3)壓縮機壓縮比的增大導致系統(tǒng)的性能系數(shù)(COP)急劇下降；

(4)以低溫工況為設計工況的熱泵系統(tǒng)隨著室外環(huán)境溫度的升高系統(tǒng)性能下降。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的一個目的在于提出一種供暖裝置。

根據(jù)本實用新型的一種供暖裝置，包括：平板太陽能集熱器，所述平板太陽能集熱器自下而上依次包括背板、玻璃棉保溫層、黑鉻集熱層和鋼化玻璃；板式換熱器，所述板式換熱器包括框架、多個壓緊螺旋、多個間隔設置的波紋板和墊片，每個所述波紋板的外周均通過墊片密封，所述框架通過多個所述壓緊螺旋將多個所述間隔設置的波紋板緊固；蓄熱水箱，所述蓄熱水箱分別與所述平板太陽能集熱器、所述板式換熱器和所述空氣能熱泵連通；空氣能熱泵，所述空氣能熱泵與所述蓄熱水箱連通；補水裝置，所述補水裝置與所述蓄熱水箱連通。

根據(jù)本實用新型實施例的一種供暖裝置，系統(tǒng)利用太陽能和空氣能的資源互補優(yōu)勢，再利用少量電能，解決建筑物供暖問題，提高供暖系統(tǒng)效率和可靠性。有效降低建筑供暖能耗，減少污染物的排放，提高了太陽能集熱器的效率。

另外，根據(jù)本實用新型上述實施例的一種供暖裝置，還可以具有如下附加的技術特征：

進一步地，本實用新型的一種供暖裝置還包括集熱系統(tǒng)循環(huán)泵，所述集熱系統(tǒng)循環(huán)泵的第一端與多個所述平板太陽能集熱器連通，所述集熱系統(tǒng)循環(huán)泵的第二端與所述板式換熱器連通。

進一步地，本實用新型的一種供暖裝置還包括儲熱系統(tǒng)循環(huán)泵，所述儲熱系統(tǒng)循環(huán)泵的第一端與所述板式換熱器連通，所述儲熱系統(tǒng)循環(huán)泵的第二端與所述蓄熱水箱連通。

進一步地，本實用新型的一種供暖裝置還包括輔助熱源循環(huán)泵，所述輔助熱源循環(huán)泵的第一端與所述空氣能熱泵連通，所述輔助熱源循環(huán)泵的第二端與所述蓄熱水箱連通。

進一步地，本實用新型的一種供暖裝置還包括采暖循環(huán)泵，所述采暖循環(huán)泵與所述蓄熱水箱連通。

進一步地，所述補水裝置為定壓補水裝置。

進一步地，每1m²表面積的所述平板太陽能集熱器配制130L～170L所述蓄熱水箱。

進一步地，每1m²表面積的所述平板太陽能集熱器配制150L所述蓄熱水箱。

本實用新型的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。

附圖說明

圖1是根據(jù)本實用新型的一種供暖裝置的結構示意圖；

圖2是本實用新型的平板太陽能集熱器的結構示意圖。

具體實施方式

下面詳細描述本實用新型的實施例，實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。

如圖1所示，根據(jù)本實用新型的一種供暖裝置的結構示意圖，包括：平板太陽能集熱器110、板式換熱器120、蓄熱水箱130、空氣能熱泵140、補水裝置150、集熱系統(tǒng)循環(huán)泵160、儲熱系統(tǒng)循環(huán)泵170、輔助熱源循環(huán)泵180和采暖循環(huán)泵190。集熱系統(tǒng)循環(huán)泵160的第一端與平板太陽能集熱器110連通，集熱系統(tǒng)循環(huán)泵160的第二端與板式換熱器120連通。儲熱系統(tǒng)循環(huán)泵170的第一端與板式換熱器120連通，儲熱系統(tǒng)循環(huán)泵170的第二端與蓄熱水箱130連通。輔助熱源循環(huán)泵180的第一端與空氣能熱泵140連通，輔助熱源循環(huán)泵180的第二端與蓄熱水箱130連通，采暖循環(huán)泵190與蓄熱水箱130連通。集熱系統(tǒng)循環(huán)泵160、儲熱系統(tǒng)循環(huán)泵170、輔助熱源循環(huán)泵180和采暖循環(huán)泵190將管道中的水循環(huán)起來。

如圖2所示，平板太陽能集熱器110自下而上(圖2所示的方向)依次包括背板111、玻璃棉保溫層112、黑鉻集熱層113和鋼化玻璃114。當平板太陽能集熱器110工作時，太陽輻射穿過透明蓋板111后，投射在黑鉻集熱層113上，被黑鉻集熱層113吸收并轉化成熱能，作為集熱器的有用能量輸出。黑鉻集熱層113具有優(yōu)良的光學性能而且也具有非常優(yōu)異的耐熱耐濕耐候性能，是一種性價比較高的太陽能選擇性涂層。鋼化玻璃114與背板111通過邊條卡扣鎖死。

板式換熱器120包括框架121、多個壓緊螺旋122、多個間隔設置的波紋板123和墊片124，每個波紋板123的外周均通過墊片124密封，框架121通過多個壓緊螺旋122將多個間隔設置的波紋板123緊固。板式換熱器120是液-液、液-汽進行熱交換的理想設備，它具有換熱效率高、熱損失小、結構緊湊輕巧、占地面積小、安裝清洗方便、應用廣泛、使用壽命長等特點。在相同壓力損失情況下，其傳熱系數(shù)比管式換熱器高3-5倍，占地面積為管式換熱器的三分之一，熱回收率可高達90％以上。

空氣能熱泵140是按照“逆卡諾”原理工作的。通過壓縮機系統(tǒng)運轉工作，吸收空氣中熱量制造熱水。具體過程是：壓縮機將冷媒壓縮，壓縮后溫度升高地冷媒，經(jīng)過水箱中的冷凝器制造熱水，熱交換后的冷媒回到壓縮機進行下一循環(huán)，在這一過程中，空氣熱量通過蒸發(fā)器被吸收導入冷媒中，冷媒再導入水中，產(chǎn)生熱水。形象地說，就是“室外機”像打氣筒一樣壓縮空氣，使空氣溫度升高，然后通過一種-17℃就會沸騰的液體傳導熱量到室內(nèi)的儲水箱內(nèi)，再將熱量釋放傳導到水中。

當太陽能資源條件適宜時，板式太陽能集熱器110工作將制取的熱水存入蓄熱水箱130，當太陽能資源條件不適宜時，例如夜晚、陰天等，太陽能供暖系統(tǒng)停止工作；當空氣能資源適宜時，空氣能熱泵140供暖系統(tǒng)工作，制取熱水存入蓄熱水箱130，當空氣能資源不適宜時，例如室外空氣溫度偏低時，空氣能熱泵140系統(tǒng)停止工作。當太陽能資源和空氣能資源都不適宜時，通過蓄熱水箱130儲存的熱量供熱。本實用新型的一種供暖裝置，利用了太陽能和空氣能的資源互補優(yōu)勢，利用少量電能，解決建筑物供暖問題，提高供暖系統(tǒng)效率和可靠性。有效降低建筑供暖能耗，減少污染物的排放。同時通過改進板芯材料和增大焊接接觸面積改進集熱器，提高太陽能集熱器的效率。

優(yōu)選地，每1m²表面積的太陽能集熱器110配制130L～170L蓄熱水箱130；更優(yōu)選地，每1m²表面積的太陽能集熱器110配制150L蓄熱水箱130。實用新型人針對該系統(tǒng)，選取西藏地區(qū)典型住宅，進行了動態(tài)負荷計算，采用TRNSYS軟件動態(tài)建模，逐時計算系統(tǒng)狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)要保證比較高的太陽能保證率(75％以上)，蓄熱水箱130選型應參照標準中高限值，即按每1m²太陽能集熱器110配置130L～170L左右蓄熱水箱130。裝置中75％以上供熱由太陽能滿足，僅有25％由空氣能熱泵140滿足，而拉薩地區(qū)室外氣溫不是很低，空氣能熱泵140能保證2.2以上效率，因此本裝置相對于常規(guī)電采暖可以節(jié)能90％左右。

優(yōu)選地，補水裝置150為定壓補水裝置，以保證在補水時能夠提供充足的壓力。

綜上，本實用新型的一種供暖裝置，利用了太陽能和空氣能的資源互補優(yōu)勢，利用少量電能，解決建筑物供暖問題，提高供暖系統(tǒng)效率和可靠性。有效降低建筑供暖能耗，減少污染物的排放。同時通過改進板芯材料和增大焊接接觸面積改進集熱器，提高太陽能集熱器的效率。

在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語“上”、“下”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。

在本實用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連通”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連通，也可以是可拆卸連通，或成一體；可以是機械連通，也可以是電連通；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關系。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。

在本實用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結合和組合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實用新型的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本實用新型的限制，本領域的普通技術人員在本實用新型的范圍內(nèi)可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。