[發明專利]一種CO2熱泵與太陽能互補運行集中供熱系統

有效

• 申請號: 201410004432.X
• 申請日: 2014-01-06
• 公開（公告）號: CN103742966A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 楊曉川;杜培儉;羅會龍;李永亮;熊濤
• 申請（專利權）人: 昆明東啟科技股份有限公司
• 主分類號: F24D12/02
• 分類號: F24D12/02;F24D19/10;F25B27/00;F24J2/04
• 代理公司: 昆明正原專利商標代理有限公司 53100
• 代理人: 陳左

技術領域

本發明屬于建筑物集中供熱應用技術領域，涉及到CO₂熱泵與太陽能聯合運行高效節能集中供熱系統，具體來說是一種CO₂熱泵與太陽能互補運行集中供熱系統。?

背景技術

目前，國內高層建筑供熱采用分戶式和集中式二種方式，其中分戶式熱水供應以燃氣和電熱水器為主，集中式以燃氣鍋爐、燃油鍋爐、電鍋爐和太陽能為主。?

(1)?采用燃氣熱水器和電熱水器的分戶式熱水供應，其優點是控制簡單、使用方便。缺點是投資大、能耗高以及有安全性問題。?

(2)?燃氣鍋爐和燃油鍋爐集中供熱，其優點是加熱速度快。缺點是能耗高、效率低、污染大、成本高、有安全性問題。?

(3)?電鍋爐集中供熱，其優點是投資小、控制簡單、無污染。缺點是能耗高，需電力增容，有安全性問題。?

(4)?太陽能集中供熱，其優點是節能環保。不足之處在于受樓頂面積的制約熱水量有限，且受天氣影響，不能保證全天候的熱水供應。?

(5)?太陽能與燃油、燃氣、電加熱的組合供熱，雖能彌補單太陽能供熱方式的不足，但仍不能很好的解決能耗、環保、安全等方面的問題。?

????因此，需要一種新的熱泵與太陽能互補運行高效節能技術來解決高層建筑的集中熱水供應，不僅可以確保全天候運行，而且在環保、節能、運行成本、太陽能利用、安全性等方面具有較大優勢，滿足日益發展的人民物質需要。?

發明內容

本發明的目的在于設計一種一種CO₂熱泵與太陽能互補運行集中供熱系統，它是利用太陽能可再生能源利用與高效節能CO₂熱泵的互補式集中供熱系統，太陽能連接為串并聯方式，系統熱水供應以太陽能為主，CO₂熱泵為輔，熱水采用高溫區與中溫區熱水混合至目標水溫分區供給，同時可對溫度或時間進行回水循環控制，本系統能很好解決了季節、陰雨天和晝夜的影響，保證熱水的供給。關鍵技術是要保證壓力穩定、溫度恒定、熱水容量充足，最終解決高層建筑、醫院、學校、住宅、酒店等集中供熱系統中做為熱源的方式。?

本發明通過如下技術方案予以實現：一種CO₂熱泵與太陽能互補運行集中供熱系統，該系統由太陽能熱水子系統、CO₂熱泵子系統、蓄熱裝置、供熱和回水子系統以及控制系統組成。?

蓄熱裝置包括蓄熱水箱（4）的高溫區（41）、中溫區（42）和排污閥（44），中溫區（42）中設置有膨脹區（43），高溫區提高了蓄熱量，減小了水箱體積，降低了建筑物承載，該蓄熱水箱可以是一個或多個分區構成；高溫區（41）設置有高溫區水位傳感器（11）和高溫區溫度傳感器（12），中溫區（42）設置有中溫區溫度傳感器（13）；?

所述的太陽能熱水子系統包括太陽能集熱器（3）、中溫區（42）、太陽能循環管路（25）、太陽能循環管溫度傳感器（10）、太陽能循環水泵（24）、太陽能循環管電磁閥（9）、溫差控制器（8）、補水閥（20）和太陽能補水管路（28），所述的太陽能集熱器（3）采用多個串聯為一組后與中溫區（42）通過太陽能循環管路（25）連接組成太陽能循環系統，太陽能循環管路（25）上設置有太陽能循環管溫度傳感器（10）、太陽能循環水泵（24）、太陽能循環管電磁閥（9）和溫差控制器（8），中溫區（42）連接安裝有補水閥（20）的太陽能補水管路（28）；

所述的CO₂熱泵子系統包括CO₂熱泵（5）、高溫區（41）、中溫區（42）、高溫區保溫加熱電磁閥（22）、中溫區保溫加熱電磁閥（21）、熱泵保溫加熱管路（29）、熱泵高溫出水管路（30）、市政給水閘閥（1）、冷水箱（2）和電動三通閥（23），一臺CO₂熱泵（5）或多臺CO₂熱泵（5）并聯運行，并與高溫區（41）及中溫區（42）組成熱泵循環系統，高溫區（41）通過安裝有高溫區保溫加熱電磁閥（22）的熱泵保溫加熱管路（29）連接CO₂熱泵（5），中溫區（42）通過安裝有中溫區保溫加熱電磁閥（21）的熱泵保溫加熱管路（29）連接CO₂熱泵（5），冷水箱（2）通過安裝有中溫區保溫加熱電磁閥（21）的熱泵保溫加熱管路（29）連接CO₂熱泵（5），冷水箱（2）與市政給水閘閥（1）連接，CO₂熱泵（5）通過安裝有電動三通閥（23）的熱泵高溫出水管路（30）連接回高溫區（41）及中溫區（42）；