[發明專利]一種間接式太陽能輔助空氣源熱泵輻射供暖系統

無效

• 申請號: 201210035767.9
• 申請日: 2012-02-17
• 公開（公告）號: CN102798181A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 吳金順;張維亞;潘天泉;潘嵩;魏鋆;崔蕾
• 申請（專利權）人: 吳金順
• 主分類號: F24F5/00
• 分類號: F24F5/00;F25B29/00;F25B30/06;F24F13/30
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技術領域

?本發明屬于熱泵系統技術領域，是一種充分利用太陽能、提高機組制熱系數的節能空氣源熱泵空調系統。?

背景技術

隨著能源形式的日趨緊張，節能成為各個行業的重要任務。而占社會總能耗比例較大的建筑能耗成為節能的主要部分之一，其中空調供暖能耗占建筑能耗的80%左右，是建筑能耗的主要組成部分。因此，節約空調供暖能耗是節能減排的重要環節。?

目前，太陽能結合地源熱泵、空氣源熱泵及水源熱泵的節能措施已經開始應用，并且取得了一定的成果。其中，太陽能輔助空氣源熱泵輻射采暖的系統正逐漸被人們重視，對于此類系統，提高太陽能的利用率，降低機組能耗，保證循環水的溫度一直是該系統的難點，主要原因在于：當太陽能集熱器中水溫較高時，集熱效率下降，太陽能的利用率降低；冬季，當室外空氣溫度較低時，室外換熱器結霜嚴重，空氣源熱泵很難在室外空氣中吸取熱量，導致熱泵機組運行制熱系數較低，能耗升高。因此，傳統的太陽能直接加熱循環水輔助空氣源熱泵采暖系統難以充分利用太陽能、提高機組效率及保證循環水溫度。?

作為太陽能輔助空氣源熱泵輻射采暖方式，國內學者提出了一些新的系統，并進行了實驗研究。《煤氣與熱力》的《空氣源熱泵輔助太陽能毛細管輻射供暖系統》，在其系統中，太陽能集熱器和熱泵共用一個蓄熱水箱，由太陽能集熱器和熱泵直接加熱水箱中的水，供采暖使用。該系統中太陽能集熱器直接加熱循環水進行采暖，集熱效率較低，大大降低了太陽能的利用率，且空氣源熱泵機組的制熱效率較低。《上海鐵道科技》的《太陽能中央熱水系統輔助熱源空氣源熱泵的配置》；天津大學陳雁的碩士學位論文《太陽能輔助空氣源熱泵供暖實驗和模擬研究》，在其系統中，太陽能集熱器直接加熱室外空氣，加熱的室外空氣再與蒸發器換熱。該方法提高了室外空氣的溫度，有利于提高機組的制熱效率，卻無法蓄存多于的熱量，造成太陽能的利用率不高，且空氣的比熱較小，運行工況缺乏穩定性。?

相對于傳統的太陽能結合空氣源熱泵系統，間接式太陽能輔助空氣源熱泵輻射供暖節能系統采用了和室外蒸發器并聯一個氟水板式換熱器，室內側空調器與壁掛銅毛細管網并聯向室內供暖。該系統可以充分利用太陽能，提高了集熱管的集熱效率，解決空氣源熱泵機組冬季結霜與制熱系數偏低的問題。?

該系統主要適用于寒冷地區的辦公建筑的冬季采暖和夏季供冷，在冬季的白天，當室外空氣溫度較低時，室外蒸發器結霜嚴重，導致機組制熱系數大幅下降，嚴重的還可以導致機組停機保護，無法運行。此時，由太陽能集熱器向熱泵機組提供熱量，太陽能集熱器蓄積的熱量通過氟水板式換熱器與制冷劑換熱。即提高了太陽能集熱器的集熱效率，又提高了機組的制熱系數，節約了高品位電能，對環境沒有任何負面影響。對于室內側來說，采用了銅毛細管網進行輻射采暖，降低了冷凝溫度和壓力，減少了壓縮機功耗，提高了機組的制熱系數，同時，也提高了室內采暖舒適度。因此，該系統在充分利用可再生能源——太陽能的同時，也解決了傳統空氣源熱泵在冬季運行時突出的問題，并優化了機組的運行工況，提高了機組的制熱系數，節約了高品位電能。?

發明內容

本發明的目的在于解決傳統太陽能輔助空氣源熱泵采暖系統存在的如：太陽能利用率低、集熱管效率低、熱泵機組制熱系數低的問題，提出了一種間接式太陽能輔助空氣源熱泵輻射供暖節能系統。系統特征在于冬季采用氟水板式換熱器與室外蒸發器并聯，室內換熱器采用銅質毛細管網與空調器并聯。該發明是一種適合寒冷地區辦公類型建筑的空氣源熱泵系統，系統可以滿足辦公建筑夏季供冷、冬季采暖及全年供應熱水的需求。?