[发明专利]太阳能热管式空气源热泵热水器

说明书

一种太阳能热管式空气源热泵热水器，包括太阳能集热器、预热蒸发器、压缩机、冷凝器、冷凝热管组和双腔水箱；冷凝热管组包括第一热管冷凝段、第二热管冷凝段和热管蒸发段；双腔水箱包括相互连通的预热腔和主加热腔；其中，第一热管冷凝段设置于预热蒸发器上，第二热管冷凝段设置于预热腔上，热管蒸发段设置于太阳能集热器上，冷凝器设置于主加热腔上；压缩机与冷凝器连接；压缩机运行时，第一热管冷凝段工作，第二热管冷凝段关闭；压缩机关闭时，第二热管冷凝段工作，第一热管冷凝段关闭。本发明能有效提升空气源热泵热水器系统在低温环境下的热效率，显著改善低温环境下的结霜现象，并在热泵系统不运行的状态下能有效地收集并储存太阳能。

技术领域

本发明涉及一种空气源热泵热水器，特别涉及一种太阳能热管式空气源热泵热水器。

背景技术

现有的空气源热泵热水器主要包括压缩机、冷凝器、蒸发器、节流阀以及其他辅助部件，该空气源热泵热水器是通过蒸发器吸收空气的热量，然后运输热量并在冷凝器中进行放热，从而加热并获得热水。普通空气源热泵热水器只能利用空气的热量，但在低温天气时由于蒸发器传热温差小，换热效率低，导致热泵热水器的能效低下，而且由于吸气温度低，导致压缩机的压缩比过大，使得压缩机的排气过热度大，不利于压缩机及系统的运行。此外，由于低温天气蒸发温度低，蒸发器表面会出现结霜现象，换热性能恶化，需频繁开启除霜模式，严重影响系统运行。

太阳能是一种方便获取的可利用的清洁能源，因此如何设计一种装置，使得该装置通过利用太阳能，有效提升空气源热泵热水器系统在低温环境下的热效率，显著改善低温环境下的结霜现象，而且在热泵系统不运行的状态下也能有效地储存太阳能热量，从而节约能源和耗材，是本领域技术人员亟待解决的重要问题。

因此，有必要做进一步改进。

发明内容

本发明旨在针对以上所述现有空气源热泵热水器存在的不足，提供一种太阳能热管式空气源热泵热水器，该空气源热泵热水器能有效提升空气源热泵热水器系统在低温环境下的热效率，显著改善低温环境下的结霜现象，并在热泵系统不运行的状态下能有效地收集并储存太阳能。

按此目的设计的一种太阳能热管式空气源热泵热水器，包括太阳能集热器、预热蒸发器、压缩机、冷凝器；其特征在于：还包括冷凝热管组和双腔水箱；所述冷凝热管组包括相互并联连接的第一热管冷凝段、第二热管冷凝段和热管蒸发段；所述双腔水箱包括相互连通的预热腔和主加热腔；其中，第一热管冷凝段设置于预热蒸发器上，第二热管冷凝段设置于预热腔上，热管蒸发段设置于太阳能集热器上，冷凝器设置于主加热腔上；所述压缩机与冷凝器连接；压缩机运行时，第一热管冷凝段工作，第二热管冷凝段关闭；压缩机关闭时，第二热管冷凝段工作，第一热管冷凝段关闭。

所述第一热管冷凝段的进水管路上设置第一电子阀，第二热管冷凝段的进水管路上设置第二电子阀；所述第一热管冷凝段和第二热管冷凝段的出水管路相互交汇汇合，并通过回流管连接热管蒸发段的进水端，回流管上设置有单向阀。

所述第一热管冷凝段采用管翅式换热器，管排为竖向布置；所述第二热管冷凝段采用盘管式换热器；第一热管冷凝段和/或第二热管冷凝段的进水端和出水端为上下布置。

所述第一热管冷凝段和/或第二热管冷凝段的出水端至回流管部分有一定的下倾角度，下倾角度以0°-15°为宜。

所述预热蒸发器包括蒸发器主体、流道连接件和引风机；所述第一热管冷凝段设置于蒸发器主体迎风的一侧，引风机设置于蒸发器主体另一侧，流道连接件将第一热管冷凝段与蒸发器主体的同侧周边连接，以构成环形的密闭流道；所述蒸发器主体、压缩机和冷凝器环路连接，蒸发器主体与冷凝器之间设置有膨胀阀。

所述压缩机与蒸发器主体和/或冷凝器之间设置有四通阀，压缩机通过四通阀与蒸发器主体和/或冷凝器连接。