[實用新型]太陽能熱風輔助的空氣源熱泵系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720458309.4
• 申請日: 2017-04-27
• 公開（公告）號: CN206755657U
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發(fā)明（設計）人: 劉華凱;成琳琳;張海洋;李郁武
• 申請（專利權）人: 山東省產品質量檢驗研究院
• 主分類號: F25B30/06
• 分類號: F25B30/06;F25B27/00
• 代理公司: 濟南日新專利代理事務所37224
• 代理人: 王書剛

技術領域

本實用新型涉及一種空氣源熱泵系統(tǒng)，屬于空氣源熱泵技術領域。

背景技術

空氣源熱泵與太陽能和地源熱泵是三大免費能源。空氣源熱泵吸收空氣中大量的低溫熱能，通過壓縮機的壓縮變?yōu)楦邷責崮埽谶\行中，蒸發(fā)器從空氣中的環(huán)境熱能中吸取熱量以蒸發(fā)傳熱工質，工質蒸氣經(jīng)壓縮機壓縮后壓力和溫度上升，高溫蒸氣通過貯水箱外表面的冷凝器冷凝成液體時，釋放出的熱量傳遞給了貯水箱中的水，冷凝后的傳熱工質通過膨脹閥返回到蒸發(fā)器，然后再被蒸發(fā)，如此循環(huán)往復。空氣源熱泵系統(tǒng)通過空氣蓄熱獲取低溫熱源，再經(jīng)集熱整合后成為高熱源，具有集熱效率高、適用范圍廣、運行成本低、環(huán)保清潔、性能穩(wěn)定、安全性能好、使用壽命長、維護費用低等優(yōu)點，可以用于家用采暖、生活熱水、空調等多個領域。

但是由于空氣能是分散能源，導致空氣源熱泵制熱速度慢，熱效率較低。另外，空氣源熱泵的應用受到環(huán)境溫度的約束，隨著室外溫度的降低，空氣源熱泵的制熱量、COP(性能系數(shù)，制冷量(或制熱量)與消耗的能量(可以是電、熱或燃料)的比率)、熱負荷等降低，其效率也顯著下降，容易出現(xiàn)管路凍傷、臟堵、腐蝕等問題，在寒冷季節(jié)及地區(qū)應用受到限制。

因此，目前出現(xiàn)了太陽能輔助空氣源熱泵系統(tǒng)，以解決空氣源熱泵在寒冷地區(qū)的運行問題。如中國專利文獻CN102645055A公開的《自適應匹配的太陽能輔助空氣源熱泵裝置》，該裝置包括制冷劑循環(huán)回路子系統(tǒng)、太陽能熱水循環(huán)回路子系統(tǒng)和用戶熱水回路子系統(tǒng)。CN102798181A公開的《一種間接式太陽能輔助空氣源熱泵輻射供暖系統(tǒng)》，包括太陽能集熱裝置、熱泵裝置、氟水板式換熱器、輻射換熱毛細管網(wǎng)、空調器及循環(huán)水泵。CN101581516公開了一種《可實現(xiàn)多模式運行的太陽能輔助空氣源熱泵裝置》，該系統(tǒng)包括制冷劑循環(huán)回路、太陽能熱源回路、太陽能冷熱水回路。CN103196176A公開了一種《太陽能輔助空氣源熱泵多戶型供熱水系統(tǒng)》，太陽能集熱器陣列的出水口分別通過三通閥接保溫水箱和蓄熱池，蓄熱池出水口接聯(lián)箱，聯(lián)箱一路出水口接太陽能集熱器陣列進水口，聯(lián)箱另一路出水口接保溫水箱進水口；空氣源熱泵與保溫水箱連接。

上述太陽能輔助空氣源熱泵系統(tǒng)具有太陽能熱水和空氣源熱泵兩套系統(tǒng)，雖然做到了將太陽能與空氣源熱泵結合，能解決空氣源熱泵在室外蒸發(fā)器結霜嚴重的情況下不能正常運行的問題，但是結構復雜，兩者之間復合的難度較大，系統(tǒng)的COP(制熱系數(shù))仍有待提高(目前空氣源熱泵系統(tǒng)COP僅為1-3)。

發(fā)明內容

本實用新型針對現(xiàn)有空氣源熱泵技術存在的不足，提供一種易于太陽能集熱與熱泵系統(tǒng)復合、避免或減少結霜、COP高的太陽能熱風輔助的空氣源熱泵系統(tǒng)。

本實用新型的太陽能熱風輔助的空氣源熱泵系統(tǒng)，采用下述技術方案：

該系統(tǒng)，包括循環(huán)風管和儲熱水箱；循環(huán)風管中連接有混風罩、空氣集熱器、循環(huán)泵和回風罩，混風罩與回風罩相對布置，兩者之間設置有風冷蒸發(fā)器，混風罩一端與循環(huán)風管連接，一端與風冷蒸發(fā)器，混風罩內設置有控制閥；儲熱水箱中設置有兩組熱泵冷凝器，兩組熱泵冷凝器分別與風冷蒸發(fā)器和循環(huán)風管連接，風冷蒸發(fā)器與一組熱泵冷凝器的連接管路上設置有熱泵壓縮機，另一組熱泵冷凝器通過中間換熱器與循環(huán)風管連接，連接管路上設置有循環(huán)風機。

所述風冷蒸發(fā)器與熱泵冷凝器的連接管路上設置有節(jié)流閥。

所述中間換熱器與循環(huán)風管處于混風罩和空氣集熱器之間的部分連接。

空氣集熱器為太陽能空氣集熱器。

上述系統(tǒng)采用空氣集熱器為空氣源熱泵提供熱量，設置的中間換熱器，既可用以向水箱存儲空氣集熱器提供的熱量，也可以從水箱取熱用于加熱空氣為空氣源熱泵提供熱量；混風罩具有直通和角通兩種工作狀態(tài)，可以根據(jù)需要使循環(huán)空氣流經(jīng)或不流經(jīng)熱泵風冷蒸發(fā)器，同時可以調整外界環(huán)境進風量。

本實用新型具有以下特點：

1.風冷蒸發(fā)器進風溫度可處于較高溫度水平，保持熱泵系統(tǒng)處于高效運行狀態(tài)，避免或減少結霜，整個系統(tǒng)的COP可達到3-4以上；

2.采用空氣集熱循環(huán)，可有效防止管路凍傷、臟堵、腐蝕等相關問題，運行穩(wěn)定可靠；

3.實現(xiàn)了太陽能集熱與熱泵系統(tǒng)的有機結合，降低了兩者之間復合的技術難度。

附圖說明

圖1是本實用新型太陽能熱風輔助的空氣源熱泵系統(tǒng)的結構原理示意圖。

圖中：1.回風罩；2.風冷蒸發(fā)器；3.混風罩；4.中間換熱器；5.空氣集熱器；6.循環(huán)泵；7.循環(huán)風機；8、儲熱水箱；9.熱泵冷凝器；10.熱泵壓縮機；11.節(jié)流閥；12.循環(huán)風管。

具體實施方式