本發(fā)明涉及太陽(yáng)能節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種利用微通道環(huán)路熱管的太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

太陽(yáng)能以其取之不盡、安全、無(wú)需運(yùn)輸、清潔無(wú)污染等特點(diǎn)受到人們的重視，太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)以消耗一部分高品位能(例如電能)為代價(jià)，通過(guò)熱力循環(huán)，將不能直接利用的太陽(yáng)輻射熱能轉(zhuǎn)移到水中，進(jìn)而供我們使用。在光照充足時(shí)，使用太陽(yáng)能制取熱水不必耗費(fèi)多少電量，便能滿足人們的日常所需甚至可以用于其他產(chǎn)業(yè)，真正做到了節(jié)能環(huán)保。

但是由于我國(guó)大部分地區(qū)每年的陰雨天氣在100天以上，且這些氣候都集中在最需要熱水的冬季和春季，因此，由于太陽(yáng)能受季節(jié)和天氣影響較大、熱流密度低，導(dǎo)致各種形式的太陽(yáng)能直接熱利用系統(tǒng)在應(yīng)用上都受到很大的限制，面臨很大的問(wèn)題。

目前現(xiàn)有的太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)的效率不高，再加上難以應(yīng)對(duì)氣候變化，因此研究一種能夠用于解決現(xiàn)有太陽(yáng)能熱利用受季節(jié)和天氣影響較大、熱流密度低的問(wèn)題，且系統(tǒng)整體效率高的太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)在節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域具有重要的研究意義和實(shí)用價(jià)值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種能夠用于解決現(xiàn)有太陽(yáng)能熱利用受季節(jié)和天氣影響較大、熱流密度低的問(wèn)題，且系統(tǒng)簡(jiǎn)單、交換面積大、系統(tǒng)整體效率高的利用微通道環(huán)路熱管的太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

本發(fā)明提供一種利用微通道環(huán)路熱管的太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)，包括：微通道環(huán)路熱管模塊、熱泵模塊和連接所述微通道環(huán)路熱管模塊和所述熱泵模塊的水箱；所述微通道環(huán)路熱管模塊包括蒸發(fā)端、絕熱端和冷凝端；所述蒸發(fā)端、所述絕熱端和所述冷凝端依次連接形成回路，所述冷凝端設(shè)置于所述水箱內(nèi)；所述熱泵模塊包括蒸發(fā)器、壓縮機(jī)和冷凝器；所述蒸發(fā)器、所述壓縮機(jī)和所述冷凝器依次通過(guò)管道連接形成回路，所述管道上安裝有換向閥和節(jié)流閥；所述蒸發(fā)端的微通道橫截面和所述冷凝端的微通道橫截面均設(shè)置為圓形，所述蒸發(fā)端的微通道和所述冷凝端的微通道內(nèi)均設(shè)置有溝槽。

可選的，所述溝槽為密閉結(jié)構(gòu)，所述溝槽橫截面為矩形或三角形。

可選的，所述溝槽均勻布置于所述蒸發(fā)端的微通道和所述冷凝端的微通道表面,所述溝槽深度設(shè)置為1-2mm。

可選的，所述溝槽單側(cè)布置于所述蒸發(fā)端的微通道和所述冷凝端的微通道表面。

可選的，所述絕熱端外包裹保溫材料，所述保溫材料為聚氯乙烯泡沫。

可選的，所述水箱內(nèi)還設(shè)置有溫度傳感器和輔助加熱器。

可選的，所述微通道環(huán)路熱管模塊還包括玻璃蓋板，所述玻璃蓋板安裝在所述蒸發(fā)端的正上方。

可選的，所述玻璃蓋板為玻璃平板或玻璃管，所述玻璃平板或玻璃管中間抽真空或填充惰性氣體。

可選的，所述玻璃蓋板為圓形或半圓形橫截面的玻璃管。

本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)取得了以下技術(shù)效果：

1、本發(fā)明利用微通道環(huán)路熱管的太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)的微通道環(huán)路熱管模塊和熱泵模塊相互結(jié)合和彌補(bǔ)，充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，能夠提高系統(tǒng)整體的集熱效率，對(duì)太陽(yáng)能進(jìn)行了充分利用，真正做到節(jié)能環(huán)保。

2、本發(fā)明利用微通道環(huán)路熱管的太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)端和冷凝端的微通道為圓形，并內(nèi)設(shè)有密閉溝槽結(jié)構(gòu)，不僅能夠克服太陽(yáng)能熱利用受天氣影響較大的問(wèn)題，提高熱泵模塊在低溫時(shí)的集熱效率，而且增大了交換面積，提高了系統(tǒng)整體效率。

本發(fā)明是一種利用微通道環(huán)路熱管的太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、交換面積大、系統(tǒng)整體效率高，能夠解決現(xiàn)有太陽(yáng)能熱利用受季節(jié)和天氣影響較大、熱流密度低的問(wèn)題，需要說(shuō)明的是，還可以對(duì)本發(fā)明做出若干的改變或變形，這同樣屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為發(fā)明實(shí)施例中一種利用微通道環(huán)路熱管的太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例中一種利用微通道環(huán)路熱管的太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)中微通道環(huán)路熱管模塊的結(jié)構(gòu)剖視圖；

附圖標(biāo)記說(shuō)明：1、微通道環(huán)路熱管模塊；2、絕熱端；3、冷凝端；4、蒸發(fā)器；5、換向閥；6、壓縮機(jī)；7、節(jié)流閥；8、冷凝器；9、玻璃蓋板；10、蒸發(fā)端；11、保溫材料。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、交換面積大、系統(tǒng)整體效率高的利用微通道環(huán)路熱管的太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)，能夠解決現(xiàn)有太陽(yáng)能熱利用受季節(jié)和天氣影響較大、熱流密度低的問(wèn)題。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

本發(fā)明提供一種利用微通道環(huán)路熱管的太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)，如圖1所示，其包括：微通道環(huán)路熱管模塊1、熱泵模塊和連接所述微通道環(huán)路熱管模塊1和所述熱泵模塊的水箱12；所述微通道環(huán)路熱管模塊1包括蒸發(fā)端10、絕熱端2和冷凝端3；所述蒸發(fā)端10、所述絕熱端2和所述冷凝端3依次連接形成回路，所述冷凝端3設(shè)置于所述水箱12內(nèi)；所述熱泵模塊包括蒸發(fā)器4、壓縮機(jī)6和冷凝器8；所述蒸發(fā)器4、所述壓縮機(jī)6和冷凝器8依次通過(guò)管道連接形成回路，所述管道上安裝有換向閥5和節(jié)流閥7；所述蒸發(fā)端10鋪設(shè)到普通建筑墻體(或陽(yáng)臺(tái))外表面或取代普通建筑外墻(或陽(yáng)臺(tái))，以實(shí)現(xiàn)與建筑一體化。所述蒸發(fā)端10的微通道橫截面和所述冷凝端3的微通道橫截面均設(shè)置為圓形，所述蒸發(fā)端10的微通道和所述冷凝端3的微通道內(nèi)均設(shè)置有溝槽。

于本具體實(shí)施例中，如圖2所示，所述溝槽為密閉結(jié)構(gòu)，并將所述溝槽橫截面設(shè)置為矩形或三角形，所述溝槽均勻布置于所述蒸發(fā)端10的微通道和所述冷凝端3的微通道表面，該溝槽結(jié)構(gòu)，不僅能夠克服太陽(yáng)能熱利用受天氣影響較大的問(wèn)題，提高熱泵模塊在低溫時(shí)的集熱效率，而且增大了交換面積，提高了系統(tǒng)整體效率；為了進(jìn)一步增加交換面積，將所述溝槽深度設(shè)置為1-2mm，并將所述溝槽單側(cè)布置于所述蒸發(fā)端10的微通道和所述冷凝端3的微通道表面。

為了避免所述蒸發(fā)端10熱量散失，在所述蒸發(fā)端10外表面還可以包裹有保溫材料11，為了將熱損失降到最小，在所述絕熱端2外也可以包裹保溫材料，所述保溫材料為聚氯乙烯泡沫。

當(dāng)太陽(yáng)光照射到所述微通道環(huán)路熱管模塊1蒸發(fā)端10表面時(shí)，其外壁面受熱，熱量以導(dǎo)熱的形式，在微小壓差作用下從所述蒸發(fā)端10，經(jīng)由所述絕熱端2，流向位于所述水箱12中的所述冷凝端3，然后在所述冷凝端3內(nèi)的氣液界面上凝結(jié)，釋放出熱量，從而實(shí)現(xiàn)熱量從所述蒸發(fā)端10到所述冷凝端3的傳遞。這一部分冷凝熱以導(dǎo)熱的形式從氣液界面通過(guò)所述冷凝端3管壁傳出，被所述水箱12里冷水吸收，而冷凝的工作液體(例如水、丙酮等等)在微通道提供的毛細(xì)力驅(qū)動(dòng)下沿著微通道流回到所述蒸發(fā)端10，從而完成一次熱量循環(huán)。所述水箱12中的水可以為用戶提供熱水。所述水箱12內(nèi)還設(shè)置有溫度傳感器和輔助加熱器，滿足無(wú)太陽(yáng)輻射或太陽(yáng)輻射較低時(shí)的用水需求。

冬季取暖時(shí)，在所述水箱12中溫度傳感器和控制器的作用下，所述換向閥5轉(zhuǎn)向熱泵工作位置，所述蒸發(fā)器4中的制冷劑從所述水箱12中吸熱，經(jīng)過(guò)所述壓縮機(jī)6、所述換向閥5、所述冷凝器8，散放出熱量將室內(nèi)空氣加熱，達(dá)到室內(nèi)取暖目的；夏季空調(diào)降溫時(shí)，在所述水箱12中溫度傳感器和控制器的作用下，將所述換向閥5轉(zhuǎn)向制冷工作位置，所述蒸發(fā)器4中制冷劑從所述水箱12中吸熱，經(jīng)過(guò)所述節(jié)流閥7后，在所述冷凝器8吸收室內(nèi)環(huán)境熱量，達(dá)到室內(nèi)制冷目的。此外微通道環(huán)路熱管模塊1的蒸發(fā)端10和冷凝端3內(nèi)溝槽內(nèi)外介質(zhì)可不一致，如內(nèi)部為丙酮，外部為水，當(dāng)太陽(yáng)輻射低時(shí)，溝槽內(nèi)部工作介質(zhì)作為主要工作介質(zhì)，而當(dāng)太陽(yáng)輻射高時(shí)，溝槽內(nèi)外工作介質(zhì)同時(shí)運(yùn)行，從而提高了太陽(yáng)能熱利用效率，減少了氣候變化對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的影響.

由于所述蒸發(fā)端10安裝在戶外，為了保護(hù)所述蒸發(fā)端10，所述微通道環(huán)路熱管模塊1還包括玻璃蓋板9，所述玻璃蓋板9安裝在所述蒸發(fā)端10的正上方，能夠避免所述蒸發(fā)端10受到沙塵、雨水侵襲的同時(shí)不會(huì)影響所述蒸發(fā)端10吸收太陽(yáng)光，進(jìn)而有效地保證了換熱效果。

所述玻璃蓋板9為玻璃平板或玻璃管，所述玻璃平板或玻璃管中間抽真空或填充惰性氣體，所述玻璃蓋板9為圓形或半圓形橫截面的玻璃管。

由此可見(jiàn)，本發(fā)明的一種利用微通道環(huán)路熱管的太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、交換面積大、系統(tǒng)整體效率高，能夠解決現(xiàn)有太陽(yáng)能熱利用受季節(jié)和天氣影響較大、熱流密度低的問(wèn)題。

需要說(shuō)明的是，本發(fā)明的溝槽橫截面并不局限于矩形或三角形，也可以設(shè)置成其它形狀，只要能夠增加交換面積，提高熱泵模塊在低溫時(shí)的集熱效率即可。另外，溝槽的布置方式也不局限于均勻布置于所述蒸發(fā)端的微通道和所述冷凝端的微通道表面，也可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行不規(guī)則設(shè)置，所述溝槽深度也不局限于為1-2mm，也是根據(jù)蒸發(fā)端和冷凝端的尺寸來(lái)進(jìn)行合理的設(shè)置，所述絕熱端外包裹的保溫材料可以選擇聚氯乙烯泡沫，也可以選擇其他材料，只要是能夠?qū)崿F(xiàn)保溫減少能量損失即可，此外，蒸發(fā)端上方的玻璃蓋板的位置選擇以及類型的選擇，也不局限于本發(fā)明的設(shè)置，都可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行自由選擇。

本說(shuō)明書(shū)中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處。綜上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。