[發明專利]雙源并階式熱泵熱水空調系統

無效

• 申請號: 200910131077.1
• 申請日: 2009-04-22
• 公開（公告）號: CN101871700A
• 公開（公告）日: 2010-10-27
• 發明（設計）人: 錢偉民
• 申請（專利權）人: 錢偉民
• 主分類號: F25B13/00
• 分類號: F25B13/00;F25B29/00;F25B27/00;F25B30/06;F24F12/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明專利屬于建筑能源的收集、儲存及供應系統設備的設計及開發。主要涉及太陽能或者電加熱及燃煤燃氣鍋爐等高溫熱源集熱、熱水蓄熱及生活熱水供應、蒸汽壓縮制冷循環、地源熱泵和供熱空調設備。

背景技術

在科技高速發展的二十一世紀，社會各行各業都正在經歷著日新月異的變革。這使得整個社會在生產和生活領域里的能源消耗都產生了巨大的增長。能源已經成為本世紀最關鍵的社會經濟問題，能源危機正以人們意想不到的速度走進我們的生活。傳統一次能源的需求量與日俱增，可產量是有限的，因此消費成本也越來越高。人們只能從新的途徑尋找希望。太陽能和土壤源熱能都是很好的新能源，但是因其品位較低也比較分散，一直不能得到很好的利用。目前太陽能光熱轉換技術也只能應用于生活熱水方面。而在建筑能耗中，生活熱水只占非常有限的份額。真正的建筑能耗大項是采暖和空調，據統計數字顯示，建筑能耗大體占全國總能耗的30——40％，其中采暖和空調能耗占建筑總能耗的55％，但是大部分的采暖和空調設備都是利用傳統的優質化石能源或電能，但是利用效率并不高，同時還不可避免的對環境造成污染，這一點尤其體現在建筑采暖過程中。因此應用新能源技術替代采暖和空調這兩部分低效且不環保的能源消耗才算是解決了建筑能耗的實質性問題。但是各種新能源單獨用于采暖又都有自己的弱點，出于這一點的考慮，我們必須尋求多種能源綜合利用的合理途徑，在充分利用太陽能等新能源的基礎上，盡可能的節約傳統一次能源(包括煤炭，石油及天然氣)的消耗，在產品系統化的進程中尋求產業升級的動力。

發明內容

本發明專利所描述的雙源并階式熱泵熱水空調系統正是出于上述目的而開發的新型能源復合式采集、儲存并通過熱泵對熱源溫度適當調整的供熱水、采暖及空調一體化系統，它可以根據不同的環境狀況及建筑能耗需求的變化來調整自身的運行方式，從而實現能源優化配置的綜合節能效果。

雙源并階式熱泵熱水空調系統由高溫熱源換熱循環、室內冷暖空調循環、低溫熱源換熱循環及四閥并階熱泵循環組成，高溫熱源換熱循環直接與蓄熱水箱連接，循環中是由高溫換熱循環泵將蓄熱水箱中的低溫水經過高溫回水管路輸送到高溫熱源換熱器中被加熱，經過高溫熱源加熱的水再由高溫供水管路返回蓄熱水箱；室內冷暖空調循環將空調末端設備與階梯熱泵中的用戶換熱器及直接連接蓄熱水箱的供熱端這兩個相互并聯的熱源換熱端相連，并由空調循環泵提供循環動力；低溫熱源換熱循環將一個低溫熱源與雙閥階梯熱泵循環的低溫蒸發換熱器相連；四閥并階熱泵循環通過兩個四通換向閥，以及兩個三通換向閥，還有膨脹閥將循環各組件連接起來。

四閥并階熱泵循環通過兩個四通換向閥，上位四通閥和下位四通閥，以及兩個三通換向閥，吸氣三通閥和膨脹三通閥，還有膨脹閥將循環各組件連接起來，上位四通閥的主進口與壓縮機的排氣口連接，主出口與吸氣三通閥的一個分流口相連，它的另外一對可切換的進、出口分別接高溫換熱器的上口和下位四通閥的主進口；下位四通閥的主出口與吸氣三通閥的另一分流口相連，它的另一對可切換進、出口分別與用戶換熱器和低溫蒸發換熱器的上口相連；吸氣三通閥的匯流口與壓縮機吸氣口相連；用戶換熱器的下口和高溫換熱器的下口分別與雙向膨脹閥的進、出口相連，低溫蒸發換熱器的下口與膨脹三通閥匯流口相連，膨脹三通閥的兩個分流口分別并聯到雙向膨脹閥的進、出口兩端。

系統中的四閥并階熱泵循環可通過與雙向膨脹閥并聯的膨脹三通閥與其它三個構成品字形串接結構的上位四通閥、下位四通閥和吸氣三通閥的協調配合并聯合切換，實現用戶換熱器，高溫換熱器和低溫蒸發換熱器之間的多種三選二工況轉換，以提供各種不同而且穩定可靠的全天候供熱、制冷空調或供生活熱水的功能。

系統中的室內冷暖空調循環，由空調循環泵推動換熱媒質從空調末端設備流向蓄熱水箱和用戶換熱器這兩個相互并聯的換熱端，這兩個并聯的換熱端通過各支路上設置的電磁閥，即直接電磁閥和間接電磁閥實現通斷切換。

雙閥階梯熱泵循環中的高溫換熱器水側與蓄熱水箱直接連接來進行換熱。

高溫熱源換熱循環中的高溫熱源可以是太陽能集熱器，也可以是電加熱器還可以是燃煤、燃氣或燃油鍋爐，而且也可以是上述熱源串、并聯的組合。

低溫熱源換熱循環中的低溫熱源既可以是土壤源，也可以是水源或者空氣源。