分離熱管型太陽能熱泵復(fù)合加熱裝置的制造方法
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熱水器領(lǐng)域，特別涉及一種分離熱管型太陽能熱泵復(fù)合加熱裝置。【【背景技術(shù)】】
[0002]目前，在熱泵熱水器和太陽能熱水器行業(yè)中，如何提高熱水器的工作能力，進(jìn)一步提高系統(tǒng)效率，防止低溫凍損，解決體積過大等問題，將太陽能和空氣源熱泵結(jié)合起來，是兩個(gè)行業(yè)的共同目標(biāo)需要。當(dāng)前，一般為了達(dá)到更好的使用效果，是把兩種熱水器各裝一套；但這樣成本較高，且都不具備好的低溫工作能力，在冬季的陰天和夜間，太陽能無法工作，而空氣源熱泵由于低溫和結(jié)霜等原因也將顯著的降低工作能力。如何將熱泵熱水器和太陽能熱水器結(jié)合起來，一直是節(jié)能工作者的目標(biāo)。早期提出的直膨式太陽能熱泵熱水器，就是在這樣的背景下設(shè)計(jì)的，但是由于直膨式太陽能熱泵熱水器只有熱泵模式一個(gè)，并且無法解決由于固定的蒸發(fā)器面積與太陽能輻照強(qiáng)度變化的矛盾，在配置上顧及了夏天就難以適應(yīng)冬季。同時(shí)在使用中，這種設(shè)計(jì)沒有真正高效的利用太陽能，反而會(huì)由于太陽能輻射較強(qiáng)時(shí)造成壓縮機(jī)回氣過熱，影響設(shè)備使用的可靠性。所以直膨式太陽能熱泵熱水器盡管已經(jīng)推廣了數(shù)十年，至今依然沒有達(dá)到規(guī)模應(yīng)用。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0003]本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種節(jié)能環(huán)保，且能充分保障用戶使用的分離熱管型太陽能熱泵復(fù)合加熱裝置。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的:分離熱管型太陽能熱泵復(fù)合加熱裝置，包括壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流裝置、蒸發(fā)器和保溫水箱，所述冷凝器置于所述保溫水箱內(nèi)，所述壓縮機(jī)輸出端與冷凝器連接，所述冷凝器通過節(jié)流裝置與蒸發(fā)器連接，所述蒸發(fā)器與壓縮機(jī)輸入端連接，形成一個(gè)換熱循環(huán)；
[0005]所述蒸發(fā)器出口與冷凝器入口之間設(shè)置連接一個(gè)單向閥的第一分支管路，所述第二分支管路在蒸發(fā)器出口與冷凝器入口之間與壓縮機(jī)所在管路呈并聯(lián)設(shè)置。
[0006]所述冷凝器出口與蒸發(fā)器入口之間設(shè)置連接一個(gè)單向閥的第二分支管路，所述第二分支管路中所述冷凝器出口與蒸發(fā)器入口與節(jié)流裝置所在管路呈并聯(lián)設(shè)置。
[0007]所述單向閥為重力式單向閥。
[0008]所述蒸發(fā)器可以為太陽能蒸發(fā)集熱器，可以有效的利用太陽能進(jìn)行加熱。
[0009]分離熱管型太陽能熱泵復(fù)合加熱裝置具有太陽能模式和熱泵模式兩個(gè)工作模式:
[0010]當(dāng)太陽能模式工作時(shí)，壓縮機(jī)關(guān)閉，單向閥和單向閥開啟，工質(zhì)在太陽能蒸發(fā)集熱器中獲得熱量后蒸發(fā)為氣態(tài)上升，經(jīng)過與壓縮機(jī)并聯(lián)的單向閥后，進(jìn)入冷凝器釋放熱量并冷凝為液態(tài)，在自身重力的作用下，經(jīng)過單向閥流進(jìn)太陽能蒸發(fā)集熱器繼續(xù)吸熱汽化并上升。
[0011]當(dāng)裝置以熱泵模式工作時(shí)，壓縮機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行，單向閥和單向閥在壓縮機(jī)運(yùn)行形成的較大壓差下自行關(guān)閉，工質(zhì)在太陽能蒸發(fā)集熱器內(nèi)吸收熱量后汽化，被吸入壓縮機(jī)壓縮為高溫高壓的氣態(tài)工質(zhì)，再進(jìn)入冷凝器放熱冷凝為液態(tài)，然后經(jīng)過節(jié)流裝置節(jié)流降壓，進(jìn)入太陽能蒸發(fā)集熱器內(nèi)再次吸熱汽化。
[0012]本發(fā)明涉及一種采用空氣能熱泵技術(shù)及分離式熱管太陽能熱水器技術(shù)進(jìn)行制熱的裝置，將兩個(gè)節(jié)能型熱水器結(jié)合起來，充分利用太陽能，并能夠在陰雨天和夜間以熱泵循環(huán)進(jìn)行加熱，以保障用戶的使用，本系統(tǒng)利用分離式熱管，在陽光充分的時(shí)候以太陽能加熱模式工作，并通過兩個(gè)單向閥使其與熱泵系統(tǒng)互聯(lián)，在陽光不利于太陽能模式工作時(shí)，可以以熱泵模式開始工作。本發(fā)明不同于原有設(shè)計(jì)的太陽能熱泵裝置，是在于原有設(shè)計(jì)的太陽能熱泵，無論太陽能狀態(tài)如何，都必須啟動(dòng)壓縮機(jī)以實(shí)現(xiàn)制熱，而本發(fā)明則可以視太陽能狀況的不同，使用不同的加熱模式，即太陽能加熱模式和熱泵加熱模式來進(jìn)行加熱，在太陽能模式工作時(shí)，壓縮機(jī)、電磁閥等用電零部件都不工作。本發(fā)明能夠大幅度提高熱水器效率，結(jié)構(gòu)簡單可靠，與空氣源熱泵熱水器相比，無蒸發(fā)集熱板比管翅式蒸發(fā)器有更好的帶霜工作能力，冬季工作能力更強(qiáng)。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和有益技術(shù)效果如下:具有太陽能工作模式和熱泵工作模式，在陽光條件較好時(shí)能夠和傳統(tǒng)太陽能熱水器一樣，不消耗電力而把太陽能蒸發(fā)集熱器接收的熱量傳遞到冷凝器，此模式下的制熱效率為無窮大；在太陽能條件不足時(shí)又可以以熱泵模式工作，同時(shí)由于蒸發(fā)集熱器有更大的霜容量，使其帶霜工作能力極強(qiáng)，除霜時(shí)霜層以固體形態(tài)脫離太陽能蒸發(fā)集熱板，減少了空氣源熱泵除霜時(shí)必須將霜層融化為液態(tài)所消耗的能量，并有機(jī)會(huì)獲得太陽能的輻照加熱而提高蒸發(fā)溫度，效率遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的空氣源熱泵。
【【附圖說明】】
[0014]圖1為本發(fā)明分離熱管型太陽能熱泵復(fù)合加熱裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0015]圖2為太陽能蒸發(fā)集熱器的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖1 ;
[0016]圖3為太陽能蒸發(fā)集熱器的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖2 ;
[0017]圖4為太陽能蒸發(fā)集熱器帶超聲波功能夾具的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖5為超聲波功能夾具的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖6為太陽能蒸發(fā)集熱器的裝配圖；
[0020]圖7為太陽能蒸發(fā)集熱器的集熱機(jī)構(gòu)的俯視圖；
[0021]圖8為加熱管的剖視圖；
[0022]圖9為加熱管A-A部剖視圖。
【【具體實(shí)施方式】】
[0023]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述說明。
[0024]分離熱管型太陽能熱泵復(fù)合加熱裝置，如圖1所示，包括2個(gè)重力單向閥(第一重力單向閥I和第二重力單向閥2)、壓縮機(jī)3、冷凝器4、節(jié)流裝置6、太陽能蒸發(fā)集熱器7、保溫水箱5等組成。所述冷凝器4置于所述保溫水箱5內(nèi)，所述壓縮機(jī)3輸出端與冷凝器4連接，所述冷凝器4通過節(jié)流裝置6與太陽能蒸發(fā)集熱器7連接，所述太陽能蒸發(fā)集熱器7與所述壓縮機(jī)3輸入端連接，形成一個(gè)換熱循環(huán)。在所述太陽能蒸發(fā)集熱器7出口與冷凝器4入口之間設(shè)置連接第一重力單向閥I的第一分支管路，所述第一分支管路在太陽能蒸發(fā)集熱器7出口與冷凝器4入口之間，與壓縮機(jī)3所在管路呈并聯(lián)設(shè)置。所述冷凝器4出口與太陽能蒸發(fā)集熱器7入口之間設(shè)置連接第二重力單向閥2的第二分支管路，所述第二分支管路中所述冷凝器4出口與太陽能蒸發(fā)集熱器7入口連接，與節(jié)流裝置6所在管路呈并聯(lián)設(shè)置。
[0025]本發(fā)明具有太陽能模式和熱泵模式兩個(gè)工作模式:當(dāng)太陽能模式工作時(shí)，所述壓縮機(jī)3關(guān)閉，所述第一重力單向閥I和第二重力單向閥2開啟，換熱工質(zhì)在太陽能蒸發(fā)集熱器7中獲得熱量后蒸發(fā)為氣態(tài)上升，經(jīng)過與壓縮機(jī)3并聯(lián)的第一重力單向閥I后，進(jìn)入冷凝器4釋放熱量并冷凝為液態(tài)，在自身重力的作用下，經(jīng)過第二重力單向閥2流進(jìn)太陽能蒸發(fā)集熱器7繼續(xù)吸熱汽化并上升，工質(zhì)液體在位差的作用下低速流過第二重力單向閥2時(shí)，其流動(dòng)較慢，不足以克服第二重力單向閥2內(nèi)閥芯的重力，使工質(zhì)可以流過；如此循環(huán)加熱保溫水箱5內(nèi)的水。
[0026]當(dāng)裝置以熱泵模式工作時(shí)，所述壓縮機(jī)3啟動(dòng)運(yùn)行，第一重力單向閥I和第二重力單向閥2在壓縮機(jī)3運(yùn)行形成的較大壓差下自行關(guān)閉，此時(shí)的運(yùn)行原理與傳統(tǒng)熱泵原理無異:換熱工質(zhì)在太陽能蒸發(fā)集熱器7內(nèi)吸收熱量后汽化，被吸入壓縮機(jī)3壓縮為高溫高壓的氣態(tài)工質(zhì)，再進(jìn)入冷凝器4放熱冷凝為液態(tài)，然后經(jīng)過節(jié)流裝置6節(jié)流降壓，進(jìn)入太陽能蒸發(fā)集熱器7內(nèi)再次吸熱汽化，如此循環(huán)加熱保溫水箱5內(nèi)的熱水。自來水從進(jìn)水口 8進(jìn)入保溫水箱5，熱水從出水口 9流出，供用戶使用。
[0027]其中，所述節(jié)流裝置6可以是節(jié)流閥。在使用時(shí)，依照太陽能蒸發(fā)集熱器7的溫度和保溫水箱5的關(guān)系確定機(jī)組的工作模式。本發(fā)明還包括電控器和溫度傳感器，用于控制壓縮機(jī)3的工作。所述溫度傳感器安裝于太陽能蒸發(fā)集熱器7內(nèi)，用于監(jiān)控太陽能蒸發(fā)集熱器7內(nèi)的溫度。當(dāng)溫度低于設(shè)定值時(shí)(太陽能熱量無法蒸發(fā)制冷劑時(shí))，將啟動(dòng)熱泵模式工作模式，否則電抗器將一直以太陽能模式工作。
[0028]本發(fā)明在制熱原理和方式上，是現(xiàn)有的分離熱管型太陽能熱水器7和空氣源熱泵熱水裝置的結(jié)合。分離熱管型太陽能熱泵熱水裝置，是利用分離熱管和熱泵管理，通過在熱泵循環(huán)中增加兩個(gè)單向閥，分別與壓縮機(jī)和節(jié)流裝置并聯(lián)，以形成兩個(gè)不同的工作模式。兩個(gè)單向閥為重力單向閥，垂直設(shè)置，在有壓縮機(jī)啟動(dòng)后形成的壓差時(shí)關(guān)閉，在壓縮機(jī)停止時(shí)系統(tǒng)平衡時(shí)開啟。當(dāng)太陽能輻照強(qiáng)度不足或者完全沒有時(shí)，裝置以熱泵模式工作，壓縮機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行，兩單向閥在壓差作用下自行關(guān)閉，系統(tǒng)以熱泵循環(huán)方式工作，與常規(guī)熱泵工作方式相同:此時(shí)太陽能蒸發(fā)集熱板作為系統(tǒng)的蒸發(fā)器，為系統(tǒng)提供熱量，從環(huán)境空氣和陽光中吸收熱量，系統(tǒng)的工質(zhì)吸熱蒸發(fā)，被吸入壓縮機(jī)壓縮后，壓力和溫度均升高，然后進(jìn)入冷凝器釋放熱量，并冷凝為液態(tài)，成為高壓的液態(tài)工質(zhì)，再經(jīng)過節(jié)流裝置降壓后，進(jìn)入太陽能蒸發(fā)集熱器蒸發(fā)吸熱汽化，如此循環(huán)，把