[发明专利]一种用于供暖的太阳能多能互补系统及运行方法

权利要求书

1.一种用于供暖的太阳能多能互补系统，其特征在于：它包括太阳能集热器（1），所述太阳能集热器（1）的出口依次串联管翅式蒸发器（2）、第一截止阀（4）并与蒸发器（5）并联后，再与压缩机（7）、冷凝器（8）和节流阀（6）串联；节流阀（6）之后并联有两条通道，其中一条通道通过第二截止阀（18）与蒸发器（5）入口相连，另一条通道通过第三截止阀（19）与管翅式蒸发器（2）入口相连，管翅式蒸发器（2）与太阳能集热器（1）的入口相连；所述蒸发器（5）的出口通过第四截止阀（17）与压缩机（7）的入口相连；所述冷凝器（8）上连通有热水出口通道（9）和冷水进口通道（10）。

2.根据权利要求1所述的一种用于供暖的太阳能多能互补系统，其特征在于：所述管翅式蒸发器（2）是由间隔布置的扁平管铝通道（3）和热媒管（16）构成，相邻的扁平管铝通道（3）之间通过管道依次串联，相邻的热媒管（16）之间通过管道依次串联；

所述扁平管铝通道（3）用于通入液态工质；

所述热媒管（16）用于通入热水并与扁平管铝通道（3）内部的液态工质进行换热。

3.根据权利要求2所述的一种用于供暖的太阳能多能互补系统，其特征在于：所述扁平管铝通道（3）和热媒管（16）的外圆周均布设置有翅片（15），且翅片（15）的间距越小，管翅式蒸发器（2）换热量越大。

4.根据权利要求2所述的一种用于供暖的太阳能多能互补系统，其特征在于：所述液态工质采用制冷剂。

5.根据权利要求2所述的一种用于供暖的太阳能多能互补系统，其特征在于：所述扁平管铝通道（3）在部件上方水平布置，其对应的热媒管（16）在下方均水平布置，两者在空间上垂直，且之间有一定的间距；

所述扁平管铝通道（3）设有用于流入液态工质的制冷剂入口通道（14）和液态工质流出的制冷剂出口通道（13），每根扁平管铝通道（3）之间通过管道串联起来，只有制冷剂入口通道（14）和制冷剂出口通道（13）两个通道口；

所述热媒管（16）设有热水入口通道（11）和热水出口通道（12），每根热媒管（16）之间通过管道串联起来，只有热水入口通道（11）和热水出口通道（12）两个通道；在系统运行时，管翅式蒸发器（2）这一部件中充有制冷剂的扁平铝通道（3）和流动热水的热媒管（16）进行换热。

6.根据权利要求1所述的一种用于供暖的太阳能多能互补系统，其特征在于：所述蒸发器（5）采用风冷式蒸发器，蒸发器（5）与管翅式蒸发器（2）并联，当太阳能集热器（1）所在的这一环路无法运行时，所在干路上的第四截止阀（17）和第二截止阀（18）处于运行状态，支路上所在的第一截止阀（4）和第三截止阀（19）停止工作，由蒸发器（5）所含有的风机启动运行，吸入外界空气中的风量，经电加热丝加热产生具有一定速度的热风，进入风道结构，在蒸发器（5）处实现热空气与制冷剂换热，最后将冷空气排出。

7.根据权利要求1所述的一种用于供暖的太阳能多能互补系统，其特征在于：所述系统由两个循环系统组成，其中一个循环系统是由太阳能集热器（1）、管翅式蒸发器（2）、压缩机（7）、冷凝器（8）和节流阀（6）所构成的循环系统，是以太阳能加热水，通过热水与制冷剂在管翅式蒸发器（2）的换热，经过整个循环后在冷凝器（8）中与由冷水入口通道（10）进来的冷水换热制取热水后经过热水出口通道（9）供给用户末端；

另一循环系统是由蒸发器（5）、压缩机（7）、冷凝器（8）和节流阀（6）所构成，该系统由风能在风道中被加热与低温制冷剂换热，经过整个循环后在冷凝器（8）中与由冷水入口通道（10）进来的冷水换热制取热水后经过热水出口通道（9）供给用户末端，两个循环系统由干路、支路上的截止阀控制连接。

8.权利要求1-7任意一项所用于供暖的太阳能多能互补系统的运行方法，其特征在于：

白天太阳能集热器正常运行的方法：

当白天天气晴朗，当太阳能集热器（1）能正常运行时，所在干路的第四截止阀（17）和第二截止阀（18）处于关闭状态，所在支路的第一截止阀（4）和第三截止阀（19）处于运行状态，此时风冷式蒸发器（5）不参与整个系统的运行，由管翅式蒸发器（2）所在的循环环路承担系统的整个运行，在太阳能集热器（1）收集太阳能辐射能后加热介质，将加热后的介质通过管路输送到管翅式蒸发器（2），与管翅式蒸发器（2）内的冷媒管中的制冷剂进行换热，升温后的制冷剂进入压缩机（7）压缩，换热后热媒管中的水又回到太阳能集热器（1）进行下一次的循环；压缩机（7）将升温后的制冷剂压缩升温到过热蒸汽状态后，送入冷凝器（8）的金属盘管内，并对冷凝器（8）内的水进行换热，制冷剂在冷凝器（8）内得到冷却，同时冷凝器（8）内的水被加热到一定温度，此时被加热后的水将被运送到供暖末端，达到供暖的目的，而冷却后的制冷剂蒸汽进入节流阀（6）进行节流降压后进入管翅式蒸发器（2），如此往复循环；在这一运行过程中，由于管翅式蒸发器（2）中输送制冷剂的扁平管铝通道（3）自身的特殊性再加上等高且最优间距的翅片的作用，提高了该管和热媒管之间的换热效率，能够将换热量达到最优，提升了整个运行系统的效率；

天气条件恶劣及晚上运行的情况：

当天气情况恶劣和晚上太阳能集热器无法正常运行时，干路上的第四截止阀（17）和第二截止阀（18）处于运行状态，支路上的第一截止阀（4）和第三截止阀（19）处于关闭状态，这时由风冷式蒸发器（5）所在的环路开始运行，风机处于启动状态，吸入外界空气中的风量，经电加热丝加热产生具有一定速度的热风，进入风道结构，在蒸发器（5）内实现热空气与低温制冷剂换热，最后将冷空气排出，使低温低压的液态制冷剂在蒸发器（5）内蒸发，蒸发吸热后的制冷剂由低压液态成为低压气体并进入压缩机（7）内进行压缩做功成为高温高压气体进入冷凝器（8）与冷水进行冷凝换热，制取一定温度的热水供给用户末端，低温高压的制冷剂液体流经节流阀（6）通过节流降压后成液态流入蒸发器（5），完成整个工质的循环。