CN205208964U - 非直膨槽式太阳能热风和空气源热泵组合空调*** - Google Patents

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王丽文
李方雪
刘小林
宋晓帆
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Abstract

本实用新型涉及一种非直膨槽式太阳能热风和空气源热泵组合空调***，其特征是：包括槽式太阳能集热器、蓄热装置、进风管道、管道风机、U形管换热器、管壳式换热器和空气源热泵，所述槽式太阳能集热器通过管道依次与蓄热装置连接、U形换热器和管壳式换热器连接构成导热油循环回路；所述U形管换热器连接有送风管道，所述送风管道末端设置方形散流器，所述送风管道设有送风支管，所述送风支管与空气源热泵的蒸发器连接，所述空气源热泵连接风机盘管构成热泵空调回路。有益效果:本实用新型同时利用太阳能可再生能源和空气能低品位能源，能实现夏季供冷冬季供热全年供应生活热水的功能。

Description

非直膨槽式太阳能热风和空气源热泵组合空调***
技术领域
本实用新型属于建筑空调***，尤其涉及一种非直膨槽式太阳能热风和空气源热泵组合空调***。
背景技术
太阳能是一种取之不尽用之不竭的清洁能源，在能源日益紧张的今天开发利用可再生能源必将得到广泛的重视。对于太阳能的利用主要集中在三个方面：光热利用、光电利用和光化学利用。为了最大限度的利用太阳能人们开发了各种形式的集热器，主要包括平板集热器和真空管集热器(全玻璃真空管集热器和金属真空管集热器)。但太阳能在利用的同时也有一些问题，比如能流密度低、具有间歇性和不稳定性等。所以要保证***的持续运行,需要添加辅助能源。
热泵是一种能量提升装置，可从低温热源中提取能量用于供热、供冷。其供能量远远大于它所消耗的机械能，是一种利用低温余热的节能装置。按照能量来源不同可以分为空气源热泵，地源热泵和水源热泵等。常用的空气源热泵具有其局限性，当室外温度较低时，蒸发器侧吸收空气中的热量，会使周围温度降低，空气中的水分会结霜附着在蒸发器侧，影响换热。其次当室外温度很低时，蒸发温度降低蒸发压力随之降低,导致压缩机吸气比容增大,机组吸气量迅速下降导致热泵制热量减少。因此，为了解决以上问题，充分发挥太阳能及空气源热泵的节能性，提出一种二者相结合的空调***形式，来满足用户的使用需求。现有技术中可以分为直膨式太阳能热泵和非直膨式太阳能热泵***。非直接膨胀式中太阳能集热器与热泵是分开设置的，集热器内充入水、防冻液等流体，然后将热量直接传递给加热对象或作为蒸发器热源经循环泵升温后再送入室内。现有技术的非直膨式***采用的太阳能集热器是平板和真空管集热器；集热介质是水，用水作为换热介质时须要有蓄热水箱。现有的非直膨式***体积大、热效率较低，空气源热泵的性能不能充分发挥。
实用新型内容
本实用新型是为了克服现有技术中的不足，提供一种非直膨槽式太阳能热风和空气源热泵组合空调***，采用槽式太阳能集热器提高了集热效率，加热介质是导热油，其凝点低，解决集热器冬季防冻问题，比热容大，单位质量可以携带更多热量，可以减少集热器面积；换热介质是空气，比热容小，加热速度快，导热油温度高，可以在单位时间内传递更多热量，又可以解决室内新风换气问题，能实现夏季供冷冬季供热全年供应生活热水的功能。
本实用新型为实现上述目的，通过以下技术方案实现，一种非直膨槽式太阳能热风和空气源热泵组合空调***，其特征是：包括槽式太阳能集热器、蓄热装置、进风管道、管道风机、U形管换热器、管壳式换热器和空气源热泵，所述槽式太阳能集热器通过管道依次与蓄热装置连接、U形换热器和管壳式换热器连接构成导热油循环回路；所述U形管换热器连接有送风管道，所述送风管道末端设置方形散流器，所述送风管道设有送风支管，所述送风支管与空气源热泵的蒸发器连接，所述空气源热泵连接风机盘管构成热泵空调回路。
所述槽式太阳能集热器通过循环油泵与管壳式换热器连接。
所述管壳式换热器上端连接有水泵，其下端连接有热水水箱。
所述送风管道和送风支管内分别设有管道风机和电动风阀。
所述槽式太阳能集热器与蓄热装置之间设有根据不同季节及天气状况下开启和关闭的管道阀门。
所述送风管道上设有喷水室。
所述U形管换热器连接有进风管道，所述进风管道设有管道风机和电动风阀。
有益效果:与现有技术相比，本实用新型采用的集热器是槽式集热器，槽式集热器可以对太阳能进行50倍聚焦，并可随太阳方向发生转动，最大程度的接受太阳能，太阳能与热泵的结合，可以互相取长补短，发挥各自的优势，弥补热泵和集热器冬季运行的不足，在利用可再生能源的同时，也提高热泵***的COP值，有效减少了***的运行费用。适合用于冬季供热夏季供冷并且有生活热水需求的建筑。
附图说明
图1是本实用新型的连接框图。
图中：1、槽式太阳能集热器，2、管道阀门，3、蓄热装置，4、管道风机，5-1、5-2、5-3、电动风阀，6、U形管换热器，7、管壳式换热器，8、热水水箱，9、空气源热泵，10、方形散流器，11、风机盘管，12、水泵，13、循环油泵，14、喷水室，15、送风管道，15-1送风支管，16、进风管道，17、供油及回油管道。
Ⅰ、导热油循环回路，Ⅱ、热泵空调回路。
具体实施方式
以下结合较佳实施例，对依据本实用新型提供的具体实施方式详述如下：实施例
详见附图，本实施例提供了一种非直膨槽式太阳能热风和空气源热泵组合空调***，包括槽式太阳能集热器1、蓄热装置3、进风管道16、管道风机4、U形管换热器6、管壳式换热器7和空气源热泵9，所述槽式太阳能集热器通过供油及回油管道17依次与蓄热装置连接、U形换热器和管壳式换热器连接构成导热油循环回路Ⅰ；所述U形管换热器连接有送风管道15，送风管道前端设有方形散流器10，所述送风管道设有送风支管15-1，所述送风支管与空气源热泵的蒸发器连接，所述空气源热泵连接风机盘管11构成热泵空调回路Ⅱ。所述槽式太阳能集热器通过循环油泵13与管壳式换热器连接。所述管壳式换热器上端连接有水泵12，下端连接有热水水箱8。所述送风管道内设有管道风机。所述送风管道上设有喷水室14。所述U形管换热器连接有进风管道16，所述进风管道设有管道风机4和电动风阀5-1。送风管道及送风支管上分别连接有电动风阀5-2、5-3和管道风机。所述风机和电动风阀可根据不同季节及天气状况下开启和关闭，实现不同工况的转换。蓄能装置为电加热方式。
非直膨式槽式太阳能热风和空气源热泵组合空调的主要构造形式为：槽式太阳能集热器吸收太阳能加热供油及回油管道中的导热油，导热油的温度最高可达到300℃，经过管道流经蓄热装置进入U形管换热器，与空气换热完成后再进入管壳式换热器与冷水进行换热，制造生活热水，此时完成油路循环。室外空气在U形管换热器处与导热油进行换热，然后通过送风管道送入室内采暖。风管上设有三通，风管支路与空气源热泵的蒸发器相连。U形管换热器空气进口、出口处的风管及***支管处都设有电动风阀，起到关闭和开启风道的作用。空气源热泵的工作原理与普通形式相同，通过集热器换热产生的热风提高了蒸发器测温度，热泵供热效率得到改善，热泵产生的热水输送至室内风机盘管，换热后来完成室内的供热与制冷。
非直膨槽式太阳能热风和空气源热泵组合空调***，有槽式太阳能集热器，通过管道与蓄热装置连接，又与U形换热器连接，再与管壳式换热器连接，最后通过循环油泵完成导热油循环过程。经过换热的空气分成两路，一路直接通过送风管道及方形散流器送入室内，进行换热，另一路送到空气源热泵的蒸发器中，通过风机盘管调节室内空气。送风管道中设有管道风机，为空气提供动力。通过电动风阀的开启和关闭完成不同季节不同天气状况下的转换。空气源热泵通过风机盘管与室内空气进行换热，送风管道通过方形散流器或地板送风送入室内供暖。
非直膨槽式太阳能热风和空气源热泵组合空调***，同时利用太阳能可再生能源和空气能低品位能源，能实现夏季供冷冬季供热全年供应生活热水的功能。利用槽式太阳能集热器的逐日功能，能最大程度的吸收太阳能，与空气直接换热之后送入房间供暖，减少了末端设备的使用。同时集热器供油及回油管道内充入的是导热油，换热的是空气，解决了普通换热器冬季结冻的情况，也解决了室内新风换气的问题，完全满足室内的新风要求。此外，在室外气温低于-5℃时，空气源热泵的制热效果明显降低，通过把经过换热提高温度的空气经过送风支管通入空气源热泵的蒸发器中，提高了蒸发温度，可明显提高空气源热泵的制热效果，也解决了空气源热泵冬季结霜影响换热的情况。此外，在冬季供热时，太阳能集热器和空气源热泵的联合供热，克服了太阳能不稳定、具有间歇性的缺点，保证了供热效果。
其运行流程为：
1、夏季工况：关闭电动风阀5-1、5-2、5-3及管道风机，只利用槽式太阳能集热器生产生活热水，空气源热泵为房间提供冷源。
2、冬季工况可分为以下几种情况：
1)白天有太阳辐射且辐照较强时，集热器开始工作，导热油升温，电动风阀5-1打开，在U形换热器处空气与之换热，当空气温度达到室内供暖需求时，电动风阀5-2打开，电动风阀5-3关闭，通过方形散流器或地板送风送入室内，喷水室对加热的空气进行加湿处理。多余的热量储存在蓄热装置中。
2)白天有太阳辐射但辐照度较低时，电动风阀5-1打开，电动风阀5-2关闭，电动风阀5-3打开，经过升温的空气进入空气源热泵的蒸发器中，由空气源热泵为室内供热。
3)夜晚无太阳辐射气温较低时，储存在蓄热装置中的能量转移出来，电动阀5-1打开，电动风阀5-3打开，电动风阀5-2关闭，通过温度较高的空气提高空气源热泵的制热效果。
4)当连续的阴天雨雪天气时，白天依然利用空气源热泵进行供暖，夜晚蓄能装置内的电加热启动，预热空气，辅助空气源热泵进行供热。
上述参照实施例对该一种非直膨槽式太阳能热风和空气源热泵组合空调***进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本实用新型总体构思下的变化和修改，应属本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种非直膨槽式太阳能热风和空气源热泵组合空调***，其特征是：包括槽式太阳能集热器、蓄热装置、进风管道、管道风机、U形管换热器、管壳式换热器和空气源热泵，所述槽式太阳能集热器通过管道依次与蓄热装置连接、U形换热器和管壳式换热器连接构成导热油循环回路；所述U形管换热器连接有送风管道，所述送风管道末端设置方形散流器，所述送风管道设有送风支管，所述送风支管与空气源热泵的蒸发器连接，所述空气源热泵连接风机盘管构成热泵空调回路。
2.根据权利要求1所述的非直膨槽式太阳能热风和空气源热泵组合空调***，其特征是：所述槽式太阳能集热器通过循环油泵与管壳式换热器连接。
3.根据权利要求1或2所述的非直膨槽式太阳能热风和空气源热泵组合空调***，其特征是：所述管壳式换热器上端连接有水泵，其下端连接有热水水箱。
4.根据权利要求1所述的非直膨槽式太阳能热风和空气源热泵组合空调***，其特征是：所述送风管道和送风支管内分别设有管道风机和电动风阀。
5.根据权利要求1所述的非直膨槽式太阳能热风和空气源热泵组合空调***，其特征是：所述槽式太阳能集热器与蓄热装置之间设有根据不同季节及天气状况下开启和关闭的管道阀门。
6.根据权利要求1或4所述的非直膨槽式太阳能热风和空气源热泵组合空调***，其特征是：所述送风管道上设有喷水室。
7.根据权利要求1所述的非直膨槽式太阳能热风和空气源热泵组合空调***，其特征是：所述U形管换热器连接有进风管道，所述进风管道设有管道风机和电动风阀。
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