[實(shí)用新型]自適應(yīng)匹配的太陽(yáng)能輔助空氣源熱泵裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220219235.6
• 申請(qǐng)日: 2012-05-16
• 公開（公告）號(hào): CN202675732U
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 錢華;鄭曉紅;徐騰飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): F25B30/06
• 分類號(hào): F25B30/06
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及太陽(yáng)能輔助空氣源熱泵來提高熱泵冬季運(yùn)行性能的裝置，屬于建筑節(jié)能與制冷工程領(lǐng)域。

背景技術(shù)

空氣源熱泵是一種利用空氣中的熱源，通過輸入少量的高品位熱源來實(shí)現(xiàn)低品位熱源向高品位熱源進(jìn)行供熱的一種熱泵空調(diào)系統(tǒng)裝置。空氣源熱泵以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行成本較低，安裝使用方便等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代建筑中。在綠色建筑領(lǐng)域，空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)以其所具有的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮著重要作用。冬季供暖運(yùn)行時(shí)，制冷劑在室外蒸發(fā)器側(cè)盤吸收空氣中的熱量，再經(jīng)壓縮機(jī)壓縮升溫后進(jìn)入室內(nèi)冷凝器側(cè)提供熱量或制取熱水，一般來說空氣源熱泵是一種較為節(jié)能的冬季采暖方式。空氣源熱泵也具有自身的缺點(diǎn)，例如其綜合的性能系數(shù)較低，在冬季運(yùn)行時(shí)，其供熱能力和供熱系數(shù)隨外界空氣環(huán)境溫度的降低而降低，環(huán)境溫度的變化直接影響熱泵系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性；同時(shí)，當(dāng)外界環(huán)境溫度降低到空氣露點(diǎn)溫度以下時(shí)，蒸發(fā)器外表面便會(huì)結(jié)霜的現(xiàn)象，當(dāng)室外溫度低于-10℃時(shí)，由于結(jié)霜會(huì)造成換熱效果的惡化，在除霜過程中所用到的“換向除霜”和“電加熱除霜”能夠?qū)φ舭l(fā)器的結(jié)霜現(xiàn)象進(jìn)行控制，但是這以消耗大量的電能為代價(jià)，相關(guān)研究表明，在環(huán)境溫度為0℃，相對(duì)濕度為70%時(shí)，由于除霜作用多消耗的電能可達(dá)壓縮機(jī)耗電的12%。因此，無論對(duì)建筑節(jié)能或是提高熱泵系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，對(duì)空氣源熱泵系統(tǒng)性能的優(yōu)化設(shè)計(jì)都有重要的實(shí)際意義。

????太陽(yáng)能是一種取之不盡用之不竭的清潔能源，在冬季晴朗天氣時(shí)，太陽(yáng)能集熱板收集的太陽(yáng)輻射平均可達(dá)500?W/m²以上，即使是在陰雨天氣太陽(yáng)能集熱板每平米所吸收的熱量也大于50W，因此可以通過有效的利用太陽(yáng)能集熱板所收集的低品位太陽(yáng)能來提高熱泵系統(tǒng)的在冬季運(yùn)行時(shí)熱量不足的問題。

????太陽(yáng)能熱泵是將太陽(yáng)能結(jié)合熱泵聯(lián)合運(yùn)行的一種系統(tǒng)，通過太陽(yáng)能集熱板提高環(huán)境中低溫?zé)嵩吹臏囟龋瑥亩行У奶岣呦到y(tǒng)的COP（能效比），而且太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)還可以作為輔助生活熱水系統(tǒng)，是一種運(yùn)行經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的供熱形式。根據(jù)太陽(yáng)能和熱泵系統(tǒng)的連接方式，太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)分為串聯(lián)系統(tǒng)、并聯(lián)系統(tǒng)和混合連接系統(tǒng)等形式。這些系統(tǒng)無論是直膨式的還是間接膨脹式的都存在晚上或者陰雨天氣中使用效率低或者是太陽(yáng)能集熱板吸收熱量不足導(dǎo)致室外蒸發(fā)器管外翅片結(jié)霜的問題，同時(shí)，鑒于太陽(yáng)能自身不穩(wěn)定的特點(diǎn)，太陽(yáng)能集熱板收集的熱量很難同蒸發(fā)器側(cè)所需的熱量相匹配，這導(dǎo)致太陽(yáng)能空氣源熱泵系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的要求受到不斷的質(zhì)疑。太陽(yáng)能集熱板在接受太陽(yáng)輻射的時(shí)候，表面材料往往經(jīng)過一定的特殊處理，使得材料表面對(duì)太陽(yáng)輻射吸收比增加，表面發(fā)射率減小；同時(shí)，太陽(yáng)能集熱板表面的熱傳導(dǎo)和對(duì)流作用也被弱化，其夜晚和陰雨天氣下的散熱量降低，這類太陽(yáng)能空氣源熱泵的缺點(diǎn)便是當(dāng)其在夜晚和陰雨天氣環(huán)境下系統(tǒng)不能正常工作，最極端的情況是，室外蒸發(fā)器內(nèi)的低溫低壓制冷劑不斷吸收太陽(yáng)能水循環(huán)系統(tǒng)中的熱量，而太陽(yáng)能集熱板中可吸收的熱量不足，導(dǎo)致內(nèi)部工質(zhì)溫度不斷降低，熱泵蒸發(fā)器不能從太陽(yáng)能水循環(huán)系統(tǒng)中吸收任何熱量，系統(tǒng)運(yùn)行惡化，對(duì)壓縮機(jī)也會(huì)造成嚴(yán)重的危害。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題：本實(shí)用新型的目的是提供一種自適應(yīng)匹配的太陽(yáng)能輔助空氣源熱泵裝置。該系統(tǒng)以熱泵技術(shù)以及流動(dòng)與傳熱技術(shù)為基礎(chǔ)，不僅能夠提高空氣源熱泵冬季運(yùn)行效率和控制室外蒸發(fā)器結(jié)霜，而且能夠?qū)ζ胀ㄌ?yáng)能熱泵系統(tǒng)夜晚和陰雨天氣下蒸發(fā)器吸熱不足以及熱量匹配困難的問題進(jìn)行一定的解決，同時(shí)該系統(tǒng)還可以輔助供應(yīng)生活熱水，是一種環(huán)保、節(jié)能的供熱形式。