[發明專利]一種采用儲熱介質水相變儲存太陽能的熱泵供熱系統

在審

• 申請號: 201711280054.8
• 申請日: 2017-12-06
• 公開（公告）號: CN108278784A
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發明（設計）人: 王如竹;吳迪;胡斌
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: F24S20/40
• 分類號: F24S20/40;F24S10/30;F24S60/10
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 莊文莉

本發明提供了一種采用儲熱介質水相變儲存太陽能的熱泵供熱系統，包括相變儲能系統、熱泵供熱系統以及相變儲熱器，所述相變儲熱器包括儲熱盤管和蒸發盤管，相變儲能系統與所述儲熱盤管連接；熱泵供熱系統與所述蒸發盤管連接；所述相變儲能系統用于吸收太陽能并將太陽能通過儲熱工質存儲在相變儲熱器中；所述熱泵供熱系統用于通過儲熱工質釋放儲藏在相變儲熱器中的太陽能。本發明利用水的固液相變來儲存白天充足的太陽能供夜晚供熱使用，可以充分的利用清潔可持續的太陽能，有效地提高熱泵系統的蒸發溫度，采用低供水溫度的高效散熱末端，提高系統能效比，保證系統高效穩定的運行，達到節能減排實用的效果。

技術領域

本發明涉及熱泵節能技術領域，具體地，涉及一種采用儲熱介質水相變儲存太陽能的熱泵供熱系統。

背景技術

伴隨著社會經濟的發展和物質需求的增長，能源消耗與環境污染問題越來越突出，未來能源短缺和環境污染將會是世界面臨的重大問題。大力推廣綠色節能技術，降低生產生活中的能源消耗與污染，是擺脫能源危機與減少環境污染的重要手段。為了減輕我國冬季燃煤供熱帶來的嚴重環境污染，我國目前在大力推行冬季供熱的“煤改電”、“煤代電”工程，力求通過以空氣源熱泵為代表的清潔電供熱設備取代污染環境的燃煤鍋爐?？諝庠礋岜米鳛橐环N清潔高效的供熱設備，在冬季供熱的“煤改電”工程中被廣泛應用。目前北京，天津，山東等省份均在大力的推廣空氣源熱泵代替燃煤鍋爐在冬季進行取暖。

但是在冬季空氣源熱泵供熱的過程中也發現了一些技術上的缺陷，產生了很多的問題亟待解決。目前冬季空氣源熱泵系統在0℃以上的環境溫度下可以正常運行，系統能效比能夠保持在較高的水平，但是隨著環境溫度的降低尤其是當環境溫度在-15攝氏度以下時，空氣源熱泵的蒸發溫度也進一步的降低，系統的溫差升高，壓比增大，壓縮機的耗功增大，效率降低，系統整體的能效比也降低，不僅導致系統供熱效果不佳，而且系統節能性也進一步降低。更甚于機組無法正常工作，而且過低的環境溫度也使得空氣源熱泵系統的室外蒸發器表面結霜嚴重，不利于系統的蒸發吸熱，嚴重的制約了系統的使用。因此在西藏等冬季夜晚環境溫度在-30℃左右的地區空氣源熱泵系統的使用受到了極大的限制。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種采用儲熱介質水相變儲存太陽能的熱泵供熱系統。

根據本發明提供的一種采用儲熱介質水相變儲存太陽能的熱泵供熱系統，包括相變儲能系統、熱泵供熱系統以及相變儲熱器，其中：

所述相變儲熱器包括儲熱盤管和蒸發盤管，相變儲能系統與所述儲熱盤管連接；熱泵供熱系統與所述蒸發盤管連接；

所述相變儲能系統用于吸收太陽能并將太陽能通過儲熱工質存儲在相變儲熱器中；

所述熱泵供熱系統用于通過儲熱工質釋放儲藏在相變儲熱器中的太陽能。

優選地，所述相變儲能系統包括太陽能集熱器、進熱管、循環泵以及回熱管，其中：

所述太陽能集熱器、進熱管、儲熱盤管以及回熱管形成第一循環管路，第一循環管路內流通有傳熱工質，傳熱工質在相變儲熱器內和儲熱工質熱交換；

進熱管和回熱管上分別設置有太陽能出液閥和太陽能進液閥；

所述循環泵用于循環傳熱工質。

優選地，所述傳熱工質在太陽能集熱器內受熱形成高溫傳熱工質；所述高溫傳熱工質通過進熱管進入儲熱盤管進行熱交換并形成低溫傳熱工質，所述低溫傳熱工質通過回熱管進入太陽能集熱管。

優選地，還包括電加熱管，所述電加熱管一端連接在太陽能進液閥和儲熱盤管之間的進熱管上；電加熱管另一端連接在太陽能出液閥和儲熱盤管之間的進熱管上，電加熱管上設置有電加熱器和控制電加熱管通斷的電加熱閥。