[发明专利]可组合式太阳能热泵供热系统

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能热泵系统，具体是指一种可组合式太阳能热泵系统。

背景技术

太阳能以其低成本、使用安全、清洁无污染和能源质量高等优点成为可再生能源利用的首选，人们越来越开始重视和研究太阳能的应用，太阳能供热是太阳能应用领域中发展较快且应用最广泛的技术，但太阳能供热有其自身的局限性，比如在阴雨天太阳能热水器无法正常使用，依靠电加热等辅助设施弥补太阳能的不足也存在能源消耗大的问题。于是人们就想到将太阳能热水系统与空气源热泵技术结合起来，空气源热泵是利用蒸发器从周围环境中吸收热能，通过冷凝器将吸收的热能释放到水箱来加热水，空气源热泵与太阳能热水器相比，特点是受太阳辐射条件的影响小，热泵全天工作性能较稳定，但是热泵的蒸发器仅靠表面的导热与对流换热作用从周围空气中吸收的热量十分有限，当蒸发温度下降时，热泵的循环性能系数(COP)会随之降低，影响热泵系统工作性能的稳定性和高效性，而且热泵系统的运行中会产生热损耗，水箱等部件会对外环境散失热量，如不采取有效的保温措施，热泵性能会进一步恶化，而目前的太阳能热泵系统大多是太阳能加热与热泵的简单结合，也依然存在热泵机组的热损失过大且系统工作的稳定性及热效率不高的问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种可组合式太阳能热泵供热系统，将太阳能集热板与热泵形成组合式结构，有效提高热泵性能系数。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

可组合式太阳能热泵供热系统，主要由多个单元机组构成；每个单元机组均包括集热板和热泵机组，所述集热板与热泵机组的蒸发器连接，集热板可活动地展开将热泵机组置于其覆盖范围之内，所述的集热板还可相互连接将多个单元机组进行组合。

由于可将多个单元机组进行组合拼装，多个单元机组的集热板相互连接形成一种顶棚式结构，此顶棚式结构将整个组合式系统的热泵机组都置于其保护范围之下，通过集热板外表面吸收太阳能，对棚内进行辐射和热对流作用，使棚内的空气被加热，使得热泵机组的水箱和压缩机等部件得到有效的保温，可减少水箱对外的损失散热量，防止压缩机过冷；

并且吸收的太阳能加热棚内的空气产生大气浮力，高温空气上升并通过热泵机组的蒸发器经换热后流出顶棚外，棚底部形成负压，外部空气从棚底外部源源不断地流入补充，不断地空气流动可有效地强化各个散热器的散热效果，解决了蒸发器仅靠表面的对流换热作用从周围空气中吸收的热量不足的问题，提高了整个组合式太阳能热泵系统工作的稳定性和高效性。

所述单元机组及其配件均可标准化，可根据实际情况灵活组合不同数量的单元机组，适用于供热需求不同的工程。组合的单元机组越多就能形成越大范围的顶棚，利用空气能的同时吸收越多的太阳能，使棚式结构的优势更明显。

根据不同的安装场地，单元机组也有多种自由组合的方式，可呈单列或者矩阵式分布；通过选用不同大小规格的集热板实现单元机组之间的距离可调。

根据集热与供热水的范围，本发明可布置不同的供回水管路系统，将单个单元机组单独设进、出水管，并设置独立的分户热计量系统，每个单元机组给每个用户单独提供热水或供暖，即可实现分户供热，满足不同的用户需求。而给多个单元机组布置统一的进水管而又独立布置出水管分别连接至不同的不同的单元，可实现单元式的集中供热，可给不同的单元提供不同的水温，在有效降低运行能耗的条件下满足不同区域的供热需求。

将多个单元机组的进、出水管路串联集中供热，可以使水温迅速升高，解决热泵机组的加热速度比较缓慢的问题，满足需要大量快速供热的情况。

本发明相比现有技术具有以下优点及有益效果：

1、将集热板设置在热泵机组的蒸发器的周围并展开，将热泵机组的水箱、压缩机等部件都置于集热板的覆盖范围之下，集热板外表面吸收太阳能，通过对内进行辐射和热对流作用，使内部空气被加热，从而对水箱和压缩机进行保温，可以减少水箱对外的损失散热量，防止压缩机过冷。

并且采用此种形式的结构，可形成“烟囱效应”，即集热板通过吸收太阳能加热内部空气因此产生大气浮力，高温空气上升并通过蒸发器流出，底部形成负压，外部空气从底部源源不断地流入补充，不断地空气流动可有效地强化散热器的散热效果，提高热泵机组的工作性能，增加热效率。

2、单元机组及其配件均可标准化，可将不同数量的单元机组加以灵活组合满足不同的供热需求，集成越多的单元机组越能吸收更多的太阳能，从而更能发挥烟囱效应的优势，利用空气能的同时充分利用大面积场地(比如楼顶)空间的太阳能。