家用太陽能光伏-空氣源復(fù)合一體式熱泵的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種家用太陽能光伏-空氣源復(fù)合一體式熱泵，包括熱泵主機(jī)系統(tǒng)和太陽能發(fā)電板，所述熱泵主機(jī)系統(tǒng)包括壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥以及蒸發(fā)器，所述蒸發(fā)器為冷媒直接膨脹式蒸發(fā)器并安裝于太陽能發(fā)電板背部，所述太陽能電板還通過控制器與市政電網(wǎng)相連；本裝置中的蒸發(fā)器，采用冷媒直接膨脹吸熱形式，蒸發(fā)器內(nèi)的制冷劑通過太陽能電板時(shí)吸收太陽能和空氣中熱量而直接蒸發(fā)，經(jīng)過冷媒循環(huán)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)移，直接吸收空氣和太陽能發(fā)電板所產(chǎn)生的熱量，冷媒直接膨脹，無需傳統(tǒng)空氣能熱泵需要配置風(fēng)扇和蒸發(fā)器強(qiáng)制換熱系統(tǒng)；本發(fā)明以太陽能發(fā)電供電為主，空氣為輔助，當(dāng)太陽輻射不足時(shí)，從空氣中收集熱量來彌補(bǔ)，提高系統(tǒng)整體效率和全年運(yùn)行穩(wěn)定性。
【專利說明】家用太陽能光伏-空氣源復(fù)合一體式熱泵

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種太陽能空氣能熱泵，特別是一種將光伏發(fā)電技術(shù)與熱泵技術(shù)結(jié)合一體的直接膨脹式熱泵結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]空氣能熱泵是利用空氣中的能量來產(chǎn)生熱能，能全天24小時(shí)大水量、高水壓、恒溫提供全家不同熱水需求，同時(shí)又能消耗最少的能源完成上述要求的熱水器；目前傳統(tǒng)的空氣能熱泵基本依靠市政供電驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)和風(fēng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)熱水或者驅(qū)動(dòng)空調(diào)的目的，而且冷媒強(qiáng)制蒸發(fā)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種具有更高集熱效率和提高熱泵性能的光伏-空氣源復(fù)合一體式熱泵。
[0004]為此本發(fā)明設(shè)計(jì)采用如下方案:
一種家用太陽能光伏-空氣源復(fù)合一體式熱泵，包括熱泵主機(jī)系統(tǒng)和太陽能發(fā)電板，所述熱泵主機(jī)系統(tǒng)包括壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥以及蒸發(fā)器，所述蒸發(fā)器安裝于太陽能發(fā)電板背部，且為冷媒直接膨脹式，所述太陽能電板與壓縮機(jī)通過電源線相連。
[0005]進(jìn)一步，所述太陽能電板還通過控制器與市政電網(wǎng)相連，多余電能可并網(wǎng)發(fā)電。
[0006]本發(fā)明的有益效果在于:
1、本系統(tǒng)中的蒸發(fā)器直接安裝于太陽能發(fā)電板的背部，冷媒直接吸收熱量直接膨脹形式，制冷劑通過太陽能電板時(shí)吸收發(fā)電板所產(chǎn)生的熱量和空氣中熱量而蒸發(fā)，經(jīng)過冷媒循環(huán)實(shí)現(xiàn)溫度提升，直接吸收空氣和太陽能發(fā)電板的熱量，冷媒直接膨脹，無需傳統(tǒng)空氣能熱泵需要配置風(fēng)扇和蒸發(fā)器強(qiáng)制換熱系統(tǒng)；本系統(tǒng)以太陽能為主，空氣為輔助，當(dāng)太陽輻射不足時(shí)，從空氣中收集熱量來彌補(bǔ)，提高系統(tǒng)整體效率和全年運(yùn)行穩(wěn)定性；
2、本系統(tǒng)中太陽能發(fā)電板為熱泵提供電能，同時(shí)太陽能光伏電池板和蒸發(fā)器安裝在光伏板的背部，將光伏發(fā)電技術(shù)和熱泵技術(shù)結(jié)合，形成全新的典型可再生能源的太陽能熱泵熱水器產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)零能耗生產(chǎn)熱水，同時(shí)多余電能可反向向市政電網(wǎng)輸送儲(chǔ)備；當(dāng)遇到無陽光天氣時(shí)可由儲(chǔ)備市政電網(wǎng)儲(chǔ)備的電腦直接為壓縮機(jī)供電；
3、本系統(tǒng)中制冷劑直接在太陽能電板背部的蒸發(fā)器中蒸發(fā)，有效降低了光伏電池的工作溫度，也為制冷劑系統(tǒng)提供了穩(wěn)定的熱源，同時(shí)也保證光伏電池板在面積范圍內(nèi)低溫條件下工作，提高了光電轉(zhuǎn)換效率，與同等面積的單獨(dú)光伏組件相比，電量產(chǎn)出可提高15%左右；
4、本系統(tǒng)采用光伏熱泵一體化安裝結(jié)構(gòu)，相比分離式的光伏與集熱組合系統(tǒng)，和強(qiáng)制膨脹蒸發(fā)，運(yùn)行成本為0，太陽能發(fā)電板一方面直接為熱泵供電，另外一方面可將多余電能輸送并網(wǎng)，并能獲得國家補(bǔ)貼。發(fā)電板和蒸發(fā)器結(jié)合一體，光伏-空氣能熱泵系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)緊湊，具有更高的集熱效率和熱泵性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]下面結(jié)合附圖就本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步說明，其中:
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0008]參照?qǐng)D1所示的家用太陽能光伏-空氣源復(fù)合一體式熱泵，包括太陽能發(fā)電板7，太陽能發(fā)電板7通過電源線為變頻壓縮機(jī)I供電(圖中未畫出)；太陽能發(fā)電板7背部貼合安裝有直接膨脹式蒸發(fā)器8，直接膨脹式蒸發(fā)器8 一端連接變頻壓縮機(jī)1，另一端連接膨脹閥6，變頻壓縮機(jī)I和膨脹閥6分別與套管式冷凝器2相連，套管式冷凝器2與膨脹閥6之間的冷媒循環(huán)配管11上還設(shè)有儲(chǔ)液器5，套管式冷凝器2與保溫水箱3之間通過循環(huán)水管12相連，保溫水箱3連接進(jìn)水管9和出水管10，循環(huán)水管12上設(shè)有循環(huán)水泵4，循環(huán)水泵4與保溫水箱3、套管式冷凝器2共同構(gòu)成換熱水循環(huán)。
[0009]所述直接膨脹式蒸發(fā)器8末端的銅管附近還設(shè)有感溫包16，感溫包16與膨脹閥6相連，用于感知直接膨脹式蒸發(fā)器8的末端的過熱度變化來控制膨脹閥6閥門流量，使得冷媒系統(tǒng)合理膨脹。所述太陽能電板7通過控制器13和電源線15與市政電網(wǎng)14相連。
[0010]本發(fā)明的工作原理為:由太陽能發(fā)電板7所發(fā)出的電源直接驅(qū)動(dòng)變頻壓縮機(jī)I運(yùn)行，高溫高壓的冷媒通過冷媒循環(huán)配管11進(jìn)入套管式冷凝器2中釋放大量熱量被水吸收，熱水通過循環(huán)水泵4進(jìn)入保溫水箱3，不斷加熱保溫水箱3中的水；釋放過熱量的冷媒通過儲(chǔ)液器5釋放合適量的冷媒，經(jīng)過膨脹閥6節(jié)流后變成低溫低壓的氣液混合體，然后進(jìn)入附在太陽能發(fā)電板7背部的直接膨脹式蒸發(fā)器8中直接膨脹吸收熱量，熱量來源于空氣中的熱量和太陽能發(fā)電板7發(fā)電過程中產(chǎn)生的熱量，吸收熱量的氣態(tài)冷媒被吸入變頻壓縮機(jī)I再次被壓縮，按上述過程不斷進(jìn)行循環(huán)換熱過程。
[0011 ] 在熱泵主機(jī)不工作時(shí)，多余的電能通過控制器13和電源線15輸送到市政電網(wǎng)14 ；在雨雪天陰天或沒有陽光的天氣里，由市政電網(wǎng)14為變頻壓縮機(jī)I供電運(yùn)行。
[0012]以上所述，僅為本發(fā)明較佳【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此本發(fā)明保護(hù)范圍以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種家用太陽能光伏-空氣源復(fù)合一體式熱泵，包括熱泵主機(jī)系統(tǒng)和太陽能發(fā)電板，所述熱泵主機(jī)系統(tǒng)包括壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥以及蒸發(fā)器，其特征在于:所述蒸發(fā)器為冷媒直接膨脹式蒸發(fā)器并安裝于太陽能發(fā)電板背部，所述太陽能電板與壓縮機(jī)通過電源線相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種家用太陽能光伏-空氣源復(fù)合一體式熱泵，其特征在于:所述太陽能電板還通過控制器與市政電網(wǎng)相連。
【文檔編號(hào)】F25B27/00GK104390389SQ201410692497
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月27日
【發(fā)明者】王文虎 申請(qǐng)人:王文虎, 邯鄲市飛翔太陽能科技有限公司