專利名稱：數(shù)碼捕熱式太陽能覆合熱泵熱水生產(chǎn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可再生能源利用領(lǐng)域，尤其是一種利用熱泵制取60°C 90°C的工藝熱水或生活衛(wèi)生熱水的高效節(jié)能裝置，具體是提供一種數(shù)碼捕熱式太陽能覆合熱泵熱水生
產(chǎn)裝置。
背景技術(shù)：
面臨能源的危機(jī)，人們有所針對(duì)性的實(shí)施各種節(jié)能措施及新能源和可再生能源的開發(fā)利用，然而，卻普遍的存在效率、效益及可靠性問題。例如普及的太陽能光/熱利用的設(shè)施效率只有30%左右。又如逆卡諾循環(huán)的熱泵采用某一工質(zhì)只是在有限的溫區(qū)作有效的熱力系運(yùn)行，實(shí)際的工藝工況往往有較大的溫區(qū)是不盡人意的。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是針對(duì)目前這些問題，提供一種數(shù)碼捕熱式太陽能覆合熱泵熱水生產(chǎn)裝置，其能夠吸取95%的太陽輻射量制取熱水。當(dāng)晝夜時(shí)自動(dòng)切換空氣源熱力系，繼續(xù)生產(chǎn)熱水。當(dāng)環(huán)境溫度較低且陽光不足的節(jié)令，高溫工質(zhì)的熱泵自動(dòng)啟動(dòng)，其蒸發(fā)器與空氣源熱泵熱力系的冷凝器作覆疊熱交換，使熱水系統(tǒng)全年全天候可用太陽能結(jié)合的覆合熱泵生產(chǎn)設(shè)定目標(biāo)溫度的熱水。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下一種數(shù)碼捕熱式太陽能覆合熱泵熱水生產(chǎn)裝置，包括數(shù)碼式太陽能捕熱，覆合熱泵，保溫生產(chǎn)熱水工作罐和熱水蓄水罐，數(shù)碼式太陽能捕熱器分別通過水管連接覆合熱泵和保溫生產(chǎn)熱水工作罐，所述的覆合熱泵通過循環(huán)管路分別連接保溫生產(chǎn)熱水工作罐和熱水蓄水罐，所述保溫生產(chǎn)熱水工作罐通過管路連接熱水蓄水罐。覆合熱泵包括泵體內(nèi)的風(fēng)冷熱泵壓縮機(jī)和水/水熱泵蒸發(fā)器，所述風(fēng)冷熱泵壓縮機(jī)一端連接風(fēng)冷熱泵冷凝器，另一端連接風(fēng)冷蒸發(fā)器，所述的風(fēng)冷熱泵冷凝器和風(fēng)冷蒸發(fā)器之間的管路上還設(shè)置有風(fēng)冷熱泵膨脹閥，所述風(fēng)冷蒸發(fā)器一側(cè)設(shè)置有風(fēng)冷熱泵風(fēng)機(jī)，所述的風(fēng)冷熱泵冷凝器通過循環(huán)管路連接所述的保溫生產(chǎn)熱水工作罐；所述的水/水熱泵壓縮機(jī)一端連接水/水熱泵冷凝器，另一端連接水/水熱泵蒸發(fā)器，所述的水/水熱泵冷凝器和水/水熱泵蒸發(fā)器之間的管路上還設(shè)置有水/水熱泵膨脹閥，所述的水/水熱泵蒸發(fā)器通過管路分別連接數(shù)碼式太陽能捕熱器和保溫生產(chǎn)熱水工作罐，所述的水/水熱泵冷凝器通過循環(huán)管路連接熱水蓄水罐，所述的泵體外壁上設(shè)置進(jìn)風(fēng)百葉和出風(fēng)百葉。 保溫生產(chǎn)熱水工作罐與數(shù)碼式太陽能捕熱器之間的管路上設(shè)置有熱水循環(huán)泵。保溫生產(chǎn)熱水工作罐與覆合熱泵之間的循環(huán)管路上設(shè)置有熱水循環(huán)泵。覆合熱泵與熱水蓄水泵之間的循環(huán)管路上設(shè)置有熱水循環(huán)泵。本發(fā)明的數(shù)碼捕熱式太陽能覆合熱泵熱水生產(chǎn)裝置，包括數(shù)碼式太陽能捕熱器，覆合熱泵，保溫生產(chǎn)熱水工作罐及熱水蓄水罐，本發(fā)明采用數(shù)碼式太陽能捕熱器，在形狀為
“ [If，，的真空空間中的工質(zhì)受太陽的輻射熱作用發(fā)生蒸發(fā)，生成汽泡，并迅速膨脹不斷地吸熱升壓，推動(dòng)這些工質(zhì)氣泡流向真空管低溫區(qū)域。當(dāng)氣泡到達(dá)低溫區(qū)域，則馬上收縮、放熱液化。這些液化工質(zhì)受重力和推力作用下，在相鄰的立管再次流向受太陽輻射熱作用的區(qū)域。工質(zhì)不斷地在“U”型的兩條壓差的立管作數(shù)碼式氣、液相的變化過程快速地傳遞太陽能輻射熱量，提供了第一種熱源。另外由覆合熱泵的中溫工質(zhì)的空氣源熱力系吸取空氣的熱量提供了第二種熱源，并由覆合熱泵的高溫工質(zhì)的水/水熱泵熱力系與第一種和第二種熱源作單獨(dú)或組合的覆疊式加熱運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)全年全天候按需自動(dòng)切換、自動(dòng)組合生產(chǎn)熱水。數(shù)碼式太 陽能捕熱器包括下端的太陽輻射熱接收段，上端的水套管換熱段及與水泵相連的循環(huán)水管。覆合熱泵包括上層中溫工質(zhì)的空氣源熱力系，下層高溫工質(zhì)的水/水熱力系。本發(fā)明利用數(shù)碼式太陽能捕熱器，太陽輻射熱量以聲速傳遞至被加溫?zé)崴?，?shí)現(xiàn)大溫差高效率地吸取太陽輻射熱，無需溫室效應(yīng)的設(shè)施，使捕熱器的體積較大地縮小，相應(yīng)的重量減輕、成本下降。其高效利用白天的太陽能，夜間可利用空氣能，使裝置能全天候運(yùn)行。設(shè)置有兩個(gè)保溫工作罐A、B，一個(gè)保溫蓄水罐C和14個(gè)電磁閥作大溫差熱交換，在最有利的能效比工況區(qū)域切換運(yùn)行，效率高。本發(fā)明的有益效果在于I、充分利用太陽能，吸收95%以上曝輻射量。2、可在零下20°C的環(huán)境溫度下，正常的制備工藝熱水或生活用衛(wèi)生熱水。3、節(jié)能指數(shù)高，在同等的環(huán)境工況下，比現(xiàn)時(shí)的熱泵節(jié)能約40%。4、全年全天候制備的熱水溫度范圍廣，可在60V 90°C范圍內(nèi)設(shè)定運(yùn)行。5、數(shù)碼捕熱式太陽能生產(chǎn)熱水裝置重量輕，厚度只有約35_，可廣泛安裝在樓頂、墻壁面等，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的負(fù)重和外立面的影響較小。
附圖I為本發(fā)明的數(shù)碼捕熱式太陽能覆合熱泵熱水生產(chǎn)裝置的結(jié)構(gòu)原理圖。圖中1、風(fēng)冷熱泵壓縮機(jī)；2、風(fēng)冷熱泵冷凝器；3、風(fēng)冷熱泵膨脹閥；4、風(fēng)冷蒸發(fā)器；5、風(fēng)冷熱泵風(fēng)機(jī)；6、進(jìn)風(fēng)百葉；7、出風(fēng)百葉；8、水/水熱泵壓縮機(jī)；9、水/水熱泵冷凝器；10、水/水熱泵膨脹閥；11、水/水熱泵蒸發(fā)器；12、數(shù)碼式太陽能捕熱器；13、熱水循環(huán)泵；14、熱水循環(huán)泵；15、熱水循環(huán)泵；16、不銹鋼保溫生產(chǎn)熱水工作罐A ;17、不銹鋼保溫生產(chǎn)熱水工作罐B ;18、熱水蓄水罐；19、覆合熱泵；20、保溫生產(chǎn)熱水工作罐；al a5/bl b4/D、氣動(dòng)閥。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的數(shù)碼捕熱式太陽能覆合熱泵熱水生產(chǎn)裝置作進(jìn)一步的描述。如圖I所示，本發(fā)明的數(shù)碼捕熱式太陽能覆合熱泵熱水生產(chǎn)裝置設(shè)置有數(shù)碼式太陽能捕熱器12，覆合熱泵19 (上端為空氣源熱泵，下端為水/水熱泵)，保溫生產(chǎn)熱水工作罐20及熱水蓄水罐C 18，分別如圖I連接水管，并相應(yīng)在四個(gè)熱力循環(huán)運(yùn)行模式配置3臺(tái)水泵所組成的“數(shù)碼捕熱式太陽能覆合熱泵熱水生產(chǎn)裝置”。
所述的數(shù)碼式太陽能捕熱器12包括下端的太陽輻射熱接收段，上端的水套管換熱段及與水泵相連的循環(huán)水管。所述的覆合熱泵19包括上層中溫工質(zhì)的空氣源熱力系，下層高溫工質(zhì)的水/水熱力系；所述的“空氣源熱力系”主要由風(fēng)冷熱泵壓縮機(jī)I、風(fēng)冷熱泵冷凝器2、風(fēng)冷熱泵膨脹閥3、風(fēng)冷蒸發(fā)器4、風(fēng)冷熱泵風(fēng)機(jī)5、進(jìn)風(fēng)百葉6、出風(fēng)百葉7組成；所述“水/水熱力系”主要由水/水熱泵壓縮機(jī)8、水/水熱泵冷凝器9、水/水熱泵膨脹閥10、水/水熱泵蒸發(fā)器11組成。所述的保溫生產(chǎn)熱水工作罐20由熱水工作罐A 16、熱水工作罐B 17組成。如圖I，本發(fā)明的數(shù)碼捕熱式太陽能覆合熱泵熱水生產(chǎn)裝置的三種選擇模式和一種自動(dòng)執(zhí)行模式的工作過程如下點(diǎn)擊PLC觸屏的_水丨，如圖1，氣動(dòng)閥a4、b4導(dǎo)通，熱水工作罐A16、熱水工作罐
B17同時(shí)進(jìn)水，當(dāng)水量到達(dá)設(shè)定水位氣動(dòng)閥a4、b4自動(dòng)關(guān)閉，裝置進(jìn)入待起動(dòng)狀態(tài)，觸屏顯示三種選擇模式。當(dāng)選擇點(diǎn)擊j執(zhí)行_式二|，本發(fā)明的數(shù)碼捕熱式太陽能覆合熱泵熱水生產(chǎn)裝置采用太陽能單一熱源為整水體加熱模式運(yùn)行。具體運(yùn)行過程如下如圖1，氣動(dòng)閥al、a5導(dǎo)通一熱水循環(huán)泵13起動(dòng)，熱水工作罐A16與數(shù)碼式太陽能捕熱器12作熱力循環(huán)運(yùn)行，當(dāng)熱水工作罐A16水位到達(dá)設(shè)定溫度，al閥門關(guān)閉，氣動(dòng)閥a2導(dǎo)通，熱水工作罐A16生產(chǎn)的熱水流向熱水蓄水罐18(水流完畢氣動(dòng)閥a4自動(dòng)執(zhí)行進(jìn)水模式)。同時(shí)bl閥門導(dǎo)通，輪換熱水工作罐B17水體與數(shù)碼式太陽能捕熱器12作熱力循環(huán)運(yùn)行。二個(gè)工作罐執(zhí)行同樣模式不斷地輪換工作向熱水蓄水罐18提供熱水。當(dāng)熱水蓄水罐18水位到達(dá)設(shè)定值，a5閥門關(guān)閉，熱水循環(huán)泵15起動(dòng)一覆合熱泵19水/水熱泵壓縮機(jī)8起動(dòng)，對(duì)熱水蓄水罐18水溫與設(shè)定值的溫差作補(bǔ)償加熱，當(dāng)水溫到達(dá)設(shè)定值，水/水熱泵系統(tǒng)關(guān)閉一其它設(shè)備關(guān)閉(除氣動(dòng)閥a4自動(dòng)執(zhí)行進(jìn)水模式)，當(dāng)熱水蓄水罐18水位降低到設(shè)定值，裝置重新“執(zhí)行模式一”運(yùn)行。當(dāng)選擇點(diǎn)擊j執(zhí)行，本發(fā)明的數(shù)碼捕熱式太陽能覆合熱泵熱水生產(chǎn)裝置采
用太陽能加熱水體的低溫段(可調(diào)整)，采用空氣源熱泵加熱水體的高溫段的模式運(yùn)行。具體的運(yùn)行過程如下如圖1，執(zhí)行模式二，當(dāng)水體低溫段時(shí)，本發(fā)明的數(shù)碼捕熱式太陽能覆合熱泵熱水
生產(chǎn)裝置的運(yùn)行模式與I執(zhí)行模相同模式運(yùn)行。當(dāng)熱水工作罐A16水溫未達(dá)到設(shè)定溫
度，數(shù)碼式太陽能捕熱器12的進(jìn)出水溫差彡5°C時(shí)，熱水循環(huán)泵13關(guān)閉，al閥門關(guān)閉，同時(shí)氣動(dòng)閥a3導(dǎo)通，熱水循環(huán)泵14起動(dòng)，覆合熱泵19的風(fēng)冷熱泵壓縮機(jī)I及風(fēng)冷熱泵風(fēng)機(jī)5起動(dòng)，熱水工作罐A16水體繼續(xù)與空氣源熱泵作熱力循環(huán)。當(dāng)水體到達(dá)設(shè)定溫度，氣動(dòng)閥a3關(guān)閉、氣動(dòng)閥a2導(dǎo)通，熱水工作罐A16生產(chǎn)的熱水流向熱水蓄水罐18 (水流完畢氣動(dòng)閥a4自動(dòng)執(zhí)行進(jìn)水模式)，同時(shí)氣動(dòng)閥bl閥門導(dǎo)通，輪換熱水工作罐B17水體與數(shù)碼式太陽能捕熱器12作熱力循環(huán)運(yùn)行。二個(gè)工作罐執(zhí)行同樣模式不斷地輪換工作向熱水蓄水罐18
提供熱水。對(duì)熱水蓄水罐18溫差補(bǔ)償加熱運(yùn)行與j執(zhí)行模相同，當(dāng)熱水蓄水罐18水
位降低到設(shè)定值，裝置重新“執(zhí)行模式二”運(yùn)行。
當(dāng)選擇點(diǎn)擊$行模式三|，熱水蓄水罐18水體的熱量由覆合熱泵19的水/水熱泵熱力系吸取數(shù)碼捕熱式太陽能與覆合熱泵空氣源熱力系的熱量所運(yùn)行的模式，與執(zhí)行模式二I基本相同，只是工作罐的目標(biāo)溫度設(shè)定值約40°C (可調(diào)整)，并且熱水循環(huán)泵15啟動(dòng)時(shí)，氣動(dòng)閥閥門D導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)環(huán)境低溫下的運(yùn)行模式。以上所述的實(shí)施例，只是本發(fā)明較優(yōu)選的具體實(shí)施方式
的一種，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)進(jìn)行的通常變化和替換都應(yīng)包含 在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)碼捕熱式太陽能覆合熱泵熱水生產(chǎn)裝置，包括數(shù)碼式太陽能捕熱，覆合熱泵，保溫生產(chǎn)熱水工作罐和熱水蓄水罐，其特征在于，所述的數(shù)碼式太陽能捕熱器分別通過水管連接覆合熱泵和保溫生產(chǎn)熱水工作罐，所述的覆合熱泵通過循環(huán)管路分別連接保溫生產(chǎn)熱水工作罐和熱水蓄水罐，所述保溫生產(chǎn)熱水工作罐通過管路連接熱水蓄水罐。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種數(shù)碼捕熱式太陽能覆合熱泵熱水生產(chǎn)裝置，其特征在于，所述的覆合熱泵包括泵體內(nèi)的風(fēng)冷熱泵壓縮機(jī)和水/水熱泵蒸發(fā)器，所述風(fēng)冷熱泵壓縮機(jī)一端連接風(fēng)冷熱泵冷凝器，另一端連接風(fēng)冷蒸發(fā)器，所述的風(fēng)冷熱泵冷凝器和風(fēng)冷蒸發(fā)器之間的管路上還設(shè)置有風(fēng)冷熱泵膨脹閥，所述風(fēng)冷蒸發(fā)器一側(cè)設(shè)置有風(fēng)冷熱泵風(fēng)機(jī)，所述的風(fēng)冷熱泵冷凝器通過循環(huán)管路連接所述的保溫生產(chǎn)熱水工作罐；所述的水/水熱泵壓縮機(jī)一端連接水/水熱泵冷凝器，另一端連接水/水熱泵蒸發(fā)器，所述的水/水熱泵冷凝器和水/水熱泵蒸發(fā)器之間的管路上還設(shè)置有水/水熱泵膨脹閥，所述的水/水熱泵蒸發(fā)器通過管路分別連接數(shù)碼式太陽能捕熱器和保溫生產(chǎn)熱水工作罐，所述的水/水熱泵冷凝器通過循環(huán)管路連接熱水蓄水罐，所述的泵體外壁上設(shè)置進(jìn)風(fēng)百葉和出風(fēng)百葉。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種數(shù)碼捕熱式太陽能覆合熱泵熱水生產(chǎn)裝置，其特征在于，所述的保溫生產(chǎn)熱水工作罐與數(shù)碼式太陽能捕熱器之間的管路上設(shè)置有熱水循環(huán)栗。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種數(shù)碼捕熱式太陽能覆合熱泵熱水生產(chǎn)裝置，其特征在于，所述的保溫生產(chǎn)熱水工作罐與覆合熱泵之間的循環(huán)管路上設(shè)置有熱水循環(huán)泵。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種數(shù)碼捕熱式太陽能覆合熱泵熱水生產(chǎn)裝置，其特征在于，所述的覆合熱泵與熱水蓄水泵之間的循環(huán)管路上設(shè)置有熱水循環(huán)泵。
全文摘要
本發(fā)明涉及可再生能源利用領(lǐng)域，尤其是一種利用熱泵制取60℃～90℃的工藝熱水或生活衛(wèi)生熱水的高效節(jié)能裝置，具體是提供一種數(shù)碼捕熱式太陽能覆合熱泵熱水生產(chǎn)裝置，其結(jié)構(gòu)包括數(shù)碼式太陽能捕熱，覆合熱泵，保溫生產(chǎn)熱水工作罐和熱水蓄水罐，其特征在于，所述的數(shù)碼式太陽能捕熱器分別通過水管連接覆合熱泵和保溫生產(chǎn)熱水工作罐，所述的覆合熱泵通過循環(huán)管路分別連接保溫生產(chǎn)熱水工作罐和熱水蓄水罐，所述保溫生產(chǎn)熱水工作罐通過管路連接熱水蓄水罐。本發(fā)明的數(shù)碼捕熱式太陽能覆合熱泵熱水生產(chǎn)裝置其能夠吸取95％的太陽輻射量制取熱水。當(dāng)環(huán)境溫度較低且陽光不足的節(jié)令，高溫工質(zhì)的熱泵自動(dòng)啟動(dòng)，其蒸發(fā)器與空氣源熱泵熱力系的冷凝器作覆疊熱交換，使熱水系統(tǒng)全年全天候可用太陽能結(jié)合的覆合熱泵生產(chǎn)設(shè)定目標(biāo)溫度的熱水。
文檔編號(hào)F24J2/00GK102645030SQ20121015604
公開日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2012年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月17日
發(fā)明者莫少民 申請(qǐng)人:莫少民