太阳能、空气源热泵组合系统的制作方法

1.本实用新型涉及热泵技术领域，特别涉及太阳能、空气源热泵组合系统。


背景技术：

2.采暖系统是给人们生活供给热量的系统，常用的设备有热泵。热泵又称冷机，是一种高效加热装置，空气源热泵是现在市面上常见的一种热泵，采用空气源热泵的光能热水系统作为传统节能热水产品一直被众多家庭使用，空气源热泵热水系统近几年来也在家居节能生活中得到接受和认可。但是传统的光能热水系统在无光照条件下不能产热，传统的空气源热泵在低温条件下难以稳定运行，制热能效较低，将光能直接运用于空气源热泵，当光照条件较差时，光能设备反而会增加负载，势必会影响整体系统能效，现在市面上的缺乏一种能够结合光能和空气能，并保证高能效的光能热泵两联供系统。
3.因此，鉴于上述方案于实际制作及实施使用上的缺失之处，而加以修正、改良，同时本着求好的精神及理念，并由专业的知识、经验的辅助，以及在多方巧思、试验后，方创设出本实用新型，特再提供太阳能、空气源热泵组合系统，用于解决市面上缺乏能够结合光能和空气并保证高能效的光能热泵两联供系统的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供太阳能、空气源热泵组合系统，用于解决市面上缺乏高能效的光能热泵两联供系统的问题。
5.本实用新型的技术方案是这样实现的：
6.太阳能、空气源热泵组合系统，包括空气源热泵系统和光能采集系统，所述空气源热泵系统包括经管路依次连接为回路的热交换器、储液器、经济器、翅片式换热器和压缩机，储液器对回路提供预存制冷剂，同时还具有气液分离、过滤、消音和缓冲制冷剂的作用，所述热交换器用于与风机盘管内的循环水进行热交换，所述翅片式换热器用于采集空气中的热量，所述光能采集系统设置在经济器与翅片式换热器之间，所述光能采集系统包括光能集热板和电磁阀，所述光能集热板连接设置在经济器和翅片式换热器之间，所述电磁阀连接设置在经济器和翅片式换热器之间，所述电磁阀相对于所述光能集热板并联设置。
7.作为一种优选的实施方式，所述光能采集系统包括设置在光能采集板上的光热传感器，所述光热传感器与所述电磁阀通信连接，所述光热传感器用于检测光热温度。
8.光热传感器能够检测光热温度，从而控制电磁阀启闭，使光能采集系统实现自动化的启闭。
9.作为一种优选的实施方式，所述经济器与压缩机相连接。
10.作为一种优选的实施方式，所述空气源热泵系统包括第一电子膨胀阀和第一过滤器，所述第一电子膨胀阀和第一过滤器设置在所述经济器和所述光能采集系统之间。
11.作为一种优选的实施方式，所述第一过滤器设置有两个，所述第一电子膨胀阀位于两个第一过滤器之间，经济器与电磁阀之间的部件依次为第一过滤器、电子膨胀阀和第
一过滤器。
12.空气源热泵系统包括经济器和第一电子膨胀阀，以膨胀制冷的方式稳定制冷剂，提高系统容量和效率；第一电子膨胀阀两端连接设置有第一过滤器，第一过滤器能够过滤系统中的污物和杂质，防止其堵塞第一电子膨胀阀和翅片式换热器。
13.作为一种优选的实施方式，所述压缩机连接有第一排气管、第二排气管和回气管，所述空气源热泵系统包括四通阀，所述四通阀设置有第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，其中：
14.所述第一端口与热交换器相连接，所述第二端口与翅片式换热器相连接，所述第三端口与压缩机的回气管相连接，所述第四端口与压缩机的第一排气管相连接；
15.所述光能热泵系统处于制冷状态时，所述第二端口与所述第四端口连通，所述第一端口与所述第三端口连通；
16.所述光能热泵系统处于制热状态时，所述第一端口与所述第四端口连通，所述第二端口与所述第三端口连通。
17.四通阀能够根据实际需要切换连通的端口，从而实现系统的制冷或者制热；第三接头与压缩机之间设置有气液分离器，对制冷剂气液混合物进行气液分离，避免造成压缩机液击；压缩机的第二排气管与第二电子膨胀阀连接，第二电子膨胀阀连接至储液器与经济器之间的管路上，制热时，第二电子膨胀阀打开，进行补气增焓。
18.作为一种优选的实施方式，所述第三端口与所述压缩机之间设置有气液分离器，所述气液分离器与第三端口之间设置有针阀。
19.作为一种优选的实施方式，所述气液分离器与压缩机之间设置的管路上有低压开关，所述第四端口与压缩机之间的管路上设置有高压开关。
20.设置高压开关和低压开关，便于控制，有利于系统安全稳定地运行。
21.作为一种优选的实施方式，所述空气源热泵系统包括第二电子膨胀阀，所述经济器连接第二排气管和第二电子膨胀阀的进气端；所述第二电子膨胀阀的出气端连接至所述储液器与所述经济器之间的管路上。
22.作为一种优选的实施方式，所述空气源热泵组合系统包括第二过滤器，所述第二过滤器与所述第二电子膨胀阀的出气端相连接，所述第二电子膨胀阀与所述第二过滤器串联后连接在所述储液器与所述经济器之间的管路上。
23.第二过滤器设置在第二电子膨胀阀出气端的位置，能够过滤系统中的污物和杂质，避免堵塞第二电子膨胀阀。
24.本实用新型的有益效果是：
25.本实用新型能够将光能和空气能相结合，并且保证整体系统的高能效。该系统在制热时，光能加热板的光热传感器检测到光热温度达到达到设定值，且环温低于设定值时，电磁阀失电，处于断开状态(不通)，冷媒须流过光能加热板进行第一次蒸发，可以根据需要设置光能加热板数量(即控制光能加热板面积)，因此能够在晴好天气随心所欲的增加系统能效，灵活性更好且效能更高，大大节约了峰值电耗(白天)，经济效益可观。
26.相比于光能采集系统位于四通阀和翅片式换热器之间的设置方式，本实用新型的设计方法先经过光能加热板再经过翅片式换热器，大量的光能加热板能够提前进行蒸发吸热，再经由翅片式换热器处理，更加节能高效，使用效果更好。
27.而制冷时或无光照时，电磁阀打开，光能集热板被短接，从而实现光能集热板的切断，使得冷媒不流经光能加热板，免除光能集热板因无换热能力而造成的系统损失，避免了10％左右的冷媒换热不充分，也就不影响制冷和无光照时制热的效果，仅通过翅片式换热器换热，换热效果与普通热泵机组无异，有效保证系统能效。
28.本实用新型在制暖时，先通过光能集热板蒸发后，再利用翅片式换热器进行二次蒸发吸热，充分利用阳光中的可见光、不可见光以及周边环境和空气中显热与潜热能量，光能集热板和翅片式换热器相互配合，能够充分采集热量，很好的提高制热效果和制热效率，在制冷或无光照情况下，制冷剂不经光能集热板，仅通过翅片式换热器，有效减少系统损失，确保换热效果与普通热泵机组无异，从而有效保证系统了的稳定运行和高效能。
附图说明
29.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1为本实用新型实施方式的系统结构示意图a；
31.图2为本实用新型实施方式的系统结构示意图b；
32.图3为本实用新型实施方式制暖状态示意图；
33.图4为本实用新型实施方式制冷或无光照状态示意图；
34.图5为本实用新型实施方式外机侧视示意图；
35.图6为本实用新型实施方式外机主视示意图；
36.图7为本实用新型实施方式外机立体结构示意图。
37.图中，1-空气源热泵系统；2-光能采集系统；3-热交换器；4-储液器；5-第二过滤器；6-第二电子膨胀阀；7-经济器；8-第一过滤器；9-第一电子膨胀阀；10-电磁阀；11-光热传感器；12-光能加热板；13-翅片式换热器；14-针阀；15-四通阀；16-高压开关；17-第一排气管；18-第二排气管；19-回气管；20-压缩机；21-低压开关；22-气液分离器；e-第一端口；c-第二端口；s-第三端口；d-第四端口。
具体实施方式
38.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
39.需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
40.另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
41.在实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”等应做广义
理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中介媒体相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
42.如图1～图4所示，太阳能、空气源热泵组合系统，包括空气源热泵系统1和光能采集系统2，空气源热泵系统1包括经管路依次连接为回路的热交换器3、储液器4、经济器7、翅片式换热器13和压缩机20，储液器4对回路提供预存制冷剂，同时还具有气液分离、过滤、消音和缓冲制冷剂的作用，热交换器3用于与风机盘管内的循环水进行热交换，翅片式换热器13用于采集空气中的热量，光能采集系统2设置在经济器7与翅片式换热器13之间，光能采集系统2包括光能集热板和电磁阀10，光能集热板连接设置在经济器7和翅片式换热器13之间，电磁阀10连接设置在经济器7和翅片式换热器13之间，电磁阀10相对于光能集热板并联设置。
43.光能采集系统2包括设置在光能采集板上的光热传感器11，光热传感器11与电磁阀10通信连接，光热传感器11用于检测光热温度。
44.光热传感器11能够检测光热温度，从而控制电磁阀10启闭，使光能采集系统2实现自动化的启闭。
45.经济器7与压缩机20相连接。
46.空气源热泵系统1包括第一电子膨胀阀9和第一过滤器8，第一电子膨胀阀9和第一过滤器8设置在经济器7和光能采集系统2之间。
47.第一过滤器8设置有两个，第一电子膨胀阀9位于两个第一过滤器8之间，经济器7与电磁阀10之间的部件依次为第一过滤器8、电子膨胀阀和第一过滤器8。
48.空气源热泵系统1包括经济器7和第一电子膨胀阀9，以膨胀制冷的方式稳定制冷剂，提高系统容量和效率；第一电子膨胀阀9两端连接设置有第一过滤器8，第一过滤器8能够过滤系统中的污物和杂质，防止其堵塞第一电子膨胀阀9和翅片式换热器13。
49.压缩机20连接有第一排气管17、第二排气管18和回气管19，空气源热泵系统1包括四通阀15，四通阀15设置有第一端口e、第二端口c、第三端口s和第四端口d，其中：
50.第一端口e与热交换器3相连接，第二端口c与翅片式换热器13相连接，第三端口s与压缩机20的回气管19相连接，第四端口d与压缩机20的第一排气管17相连接；
51.参见图4，光能热泵系统处于制冷状态时，第二端口c与第四端口d连通，第一端口e与第三端口s连通；
52.参见图3，光能热泵系统处于制热状态时，第一端口e与第四端口d连通，第二端口c与第三端口s连通。
53.四通阀15能够根据实际需要切换连通的端口，从而实现系统的制冷或者制热；第三接头与压缩机20之间设置有气液分离器22，对制冷剂气液混合物进行气液分离，避免造成压缩机20液击；压缩机20的第二排气管18与第二电子膨胀阀6连接，第二电子膨胀阀6连接至储液器4与经济器7之间的管路上，制热时，第二电子膨胀阀6打开，进行补气增焓。
54.第三端口s与压缩机20之间设置有气液分离器22，气液分离器22与第三端口s之间设置有针阀14。
55.气液分离器22与压缩机20之间设置的管路上有低压开关21，第四端口d与压缩机20之间的管路上设置有高压开关16。
56.设置高压开关16和低压开关21，便于控制，有利于系统安全稳定地运行。
57.空气源热泵系统1包括第二电子膨胀阀6，经济器7连接第二排气管18和第二电子膨胀阀6的进气端；第二电子膨胀阀6的出气端连接至储液器4与经济器7之间的管路上。
58.空气源热泵组合系统1包括第二过滤器5，第二过滤器5与第二电子膨胀阀6的出气端相连接，第二电子膨胀阀6与第二过滤器5串联后连接在储液器4与经济器7之间的管路上。
59.第二过滤器5设置在第二电子膨胀阀6出气端的位置，能够过滤系统中的污物和杂质，避免堵塞第二电子膨胀阀6。
60.外机即本实用新型的具体实现方式，图5～图7为本实用新型系统外机结构示意图，光能集热板斜置在外机的一侧。
61.参见图1、图2和图3，制热模式下的原理及工作过程：
62.当符和设定的逻辑条件(光热传感器11检测到光热温度达到设定值，且环温低于设定值)后，电磁阀10处于断开状态(不通)：
63.冷媒经压缩机20压缩后从排气管流出
→
四通阀15d
→
四通阀15e
→
热交换器3(壳管或板换)，进行冷凝散热
→
储液器4
→
经济器7(第二电子膨胀阀6打开，进行补气增焓)
→
第一电子膨胀阀9，进行节流、降温
→
光能采集板，进行一次蒸发吸热
→
翅片热交换器3，进行二次蒸发吸热
→
四通阀15c
→
四通阀15s
→
气液分离器22
→
压缩机20回气管19
→
压缩机20，完成一个逆卡诺循环。
64.参见图1、图2和图4，制冷模式下，或者制热模式下的原理及工作过程：
65.制冷模式下或者制热模式下不符和设定的逻辑条件，电磁阀10处于导通状态，对集热板进行旁通：
66.冷媒经压缩机20压缩后从排气管流出
→
四通阀15d
→
四通阀15c
→
翅片热交换器3(进行冷凝放热)
→
电磁阀10(对光能采集板进行旁通，冷媒基本不流经光能采集板,从而相当于切除了光能采集板，免除制冷时或制热无光热时其对系统不利影响)
→
第一电子膨胀阀9，进行节流、降温
→
经济器7(第二电子膨胀阀6关闭，经济器7进行隔热保护，此时经济器7只是作为冷媒通道)
→
储液器4(储液器4进行隔热，此时储液器4只是作为冷媒通道)
→
热交换器3(壳管或板换)
→
四通阀15e
→
四通阀15s
→
气液分离器22
→
压缩机20回气管19
→
压缩机20，完成一个逆卡诺循环。
67.本实用新型能够将光能和空气能相结合，并且保证整体系统的高能效。该系统在制热时，光能加热板12的光热传感器11检测到光热温度达到达到设定值，且环温低于设定值时，电磁阀10失电，处于断开状态(不通)，冷媒须流过光能加热板12进行第一次蒸发，可以根据需要设置光能加热板12数量(即控制光能加热板12面积)，因此能够在晴好天气随心所欲的增加系统能效，灵活性更好且效能更高，大大节约了峰值电耗(白天)，经济效益可观。
68.相比于光能采集系统2位于四通阀15和翅片式换热器13之间的设置方式，本实用新型的设计方法先经过光能加热板12再经过翅片式换热器13，大量的光能加热板12能够提前进行蒸发吸热，再经由翅片式换热器13处理，更加节能高效，使用效果更好。
69.而制冷时或无光照时，电磁阀10打开，光能集热板被短接，从而实现光能集热板的切断，使得冷媒不流经光能加热板12，免除光能集热板因无换热能力而造成的系统损失，避
免了10％左右的冷媒换热不充分，也就不影响制冷和无光照时制热的效果，仅通过翅片式换热器13换热，换热效果与普通热泵机组无异，有效保证系统能效。
70.本实用新型在制暖时，先通过光能集热板蒸发后，再利用翅片式换热器13进行二次蒸发吸热，充分利用阳光中的可见光、不可见光以及周边环境和空气中显热与潜热能量，光能集热板和翅片式换热器13相互配合，能够充分采集热量，很好的提高制热效果和制热效率，在制冷或无光照情况下，制冷剂不经光能集热板，仅通过翅片式换热器13，有效减少系统损失，确保换热效果与普通热泵机组无异，从而有效保证系统了的稳定运行和高效能。
71.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础；当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

技术特征：
1.太阳能、空气源热泵组合系统，其特征在于，包括空气源热泵系统和光能采集系统，所述空气源热泵系统包括经管路依次连接为回路的热交换器、储液器、经济器、翅片式换热器和压缩机，所述热交换器用于与风机盘管内的循环水进行热交换，所述翅片式换热器用于采集空气中的热量，所述光能采集系统设置在经济器与翅片式换热器之间，所述光能采集系统包括光能集热板和电磁阀，所述光能集热板连接设置在经济器和翅片式换热器之间，所述电磁阀连接设置在经济器和翅片式换热器之间，所述电磁阀相对于所述光能集热板并联设置。2.根据权利要求1所述的太阳能、空气源热泵组合系统，其特征在于，所述光能采集系统包括设置在光能采集板上的光热传感器，所述光热传感器与所述电磁阀通信连接，所述光热传感器用于检测光热温度。3.根据权利要求1所述的太阳能、空气源热泵组合系统，其特征在于，所述经济器与压缩机相连接。4.根据权利要求1所述的太阳能、空气源热泵组合系统，其特征在于，所述空气源热泵系统包括第一电子膨胀阀和第一过滤器，所述第一电子膨胀阀和第一过滤器设置在所述经济器和所述光能采集系统之间。5.根据权利要求4所述的太阳能、空气源热泵组合系统，其特征在于，所述第一过滤器设置有两个，所述第一电子膨胀阀位于两个第一过滤器之间。6.根据权利要求1所述的太阳能、空气源热泵组合系统，其特征在于，所述压缩机连接有第一排气管、第二排气管和回气管，所述空气源热泵系统包括四通阀，所述四通阀设置有第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，其中：所述第一端口与热交换器相连接，所述第二端口与翅片式换热器相连接，所述第三端口与压缩机的回气管相连接，所述第四端口与压缩机的第一排气管相连接；所述光能热泵系统处于制冷状态时，所述第二端口与所述第四端口连通，所述第一端口与所述第三端口连通；所述光能热泵系统处于制热状态时，所述第一端口与所述第四端口连通，所述第二端口与所述第三端口连通。7.根据权利要求6所述的太阳能、空气源热泵组合系统，其特征在于，所述第三端口与所述压缩机之间设置有气液分离器，所述气液分离器与第三端口之间设置有针阀。8.根据权利要求7所述的太阳能、空气源热泵组合系统，其特征在于，所述气液分离器与压缩机之间设置的管路上有低压开关，所述第四端口与压缩机之间的管路上设置有高压开关。9.根据权利要求6所述的太阳能、空气源热泵组合系统，其特征在于，所述空气源热泵系统包括第二电子膨胀阀，所述经济器连接第二排气管和第二电子膨胀阀的进气端；所述第二电子膨胀阀的出气端连接至所述储液器与所述经济器之间的管路上。10.根据权利要求9所述的太阳能、空气源热泵组合系统，其特征在于，所述空气源热泵组合系统包括第二过滤器，所述第二过滤器与所述第二电子膨胀阀的出气端相连接，所述第二电子膨胀阀与所述第二过滤器串联后连接在所述储液器与所述经济器之间的管路上。

技术总结
本实用新型公开了太阳能、空气源热泵组合系统，涉及热泵技术领域，太阳能、空气源热泵组合系统，包括空气源热泵系统和光能采集系统，所述空气源热泵系统包括经管路依次连接为回路的热交换器、储液器、经济器、翅片式换热器和压缩机，所述光能采集系统设置在经济器与翅片式换热器之间，所述光能采集系统包括光能集热板和电磁阀，所述光能集热板连接设置在经济器和翅片式换热器之间，所述电磁阀相对于所述光能集热板并联设置，本实用新型能够将光能和空气能相结合，并且保证整体系统的高能效，在制热时，可以根据需要设置光能加热板数量，因此能够在晴好天气随心所欲的增加系统能效，灵活性更好且效能更高，节约了峰值电耗，经济效益可观。可观。可观。


技术研发人员：宫传安
受保护的技术使用者：青岛中科能匠科技有限公司
技术研发日：2022.09.05
技术公布日：2023/7/23