[發明專利]一種太陽能與空氣源熱泵聯合供暖兼除霜系統

在審

• 申請號: 201810601286.7
• 申請日: 2018-06-12
• 公開（公告）號: CN108731084A
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發明（設計）人: 馬洪亭;李琛;賴俊文;楊帆;李子豪
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: F24D11/02
• 分類號: F24D11/02;F25B47/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 王麗英

本發明公開了一種太陽能與空氣源熱泵聯合供暖兼除霜系統，包括室外側熱交換器、四通換向閥、氣液分離器、壓縮機、室內側熱交換器、膨脹閥、太陽能蓄熱水箱、太陽能集熱板、循環水泵、溫度傳感器、電路開關、電化霜加熱管和電磁閥。本發明的優點：(1)本發明充分利用了太陽能，可以有效降低電能的消耗。(2)本發明的供暖系統可以在三種運行模式之間切換，在滿足冬季供暖熱水需求的情況下，最大限度地節能。(3)本發明能夠在除霜時兼顧向室內供熱，避免了逆循環除霜造成的室內溫度降低、室內舒適性下降的問題(4)本發明利用太陽能蓄存的能量除霜，減少了壓縮機的耗功及除霜時間，節能效果更好。

技術領域

本發明涉及熱泵技術領域，具體涉及一種太陽能與空氣源熱泵聯合供暖兼除霜系統。

背景技術

隨著常規能源的日益短缺和環境的嚴重污染，新能源的開發和利用越來越受到重視。太陽能分布范圍廣泛、安全環保，是一種取之不盡、用之不竭的可再生能源。我國太陽能資源豐富，全年日照時間超過2200h的地區約占全國總面積的2/3，具有利用太陽能的經濟價值。全年平均太陽能總輻照量為5.86GJ/m²，具有利用太陽能的良好條件。太陽能熱水系統由于其方便經濟的為人們提供熱水而被廣泛的應用于各地，但由于天氣、晝夜等自然條件的影響，完全依靠太陽能供暖有一定的限制性，輔助能源在太陽能供暖系統中是必不可少的。

空氣源熱泵是一種利用部分高位能使熱量由低溫熱源流向高溫熱源的裝置，其具有節能環保、靈活性大、便于管理等眾多優點。因此，太陽能與空氣源熱泵聯合的供暖系統能夠兼具節能、舒適、使用靈活的優點，充分利用太陽能資源，發揮清潔能源節能環保的優越性，同時不受天氣影響，充分保證用戶冬季全天候的供暖需求。

然而，空氣源熱泵在冬季運行時存在室外側熱交換器的結霜問題。霜層的形成既增大了熱交換器表面的導熱熱阻，又增大了空氣流過熱交換器的阻力，從而降低了室外側熱交換器的傳熱系數，使機組制熱量降低。

目前最常用的除霜方式為逆循環除霜與熱氣除霜。逆循環除霜通過四通換向閥換向，使制冷劑反向流動，從室內吸熱排到室外側熱交換器以融霜，該方法存在較多缺點，如除霜時間較長、壓縮機能耗較高、降低室內溫度(除霜時需停止向室內供熱)、四通換向閥頻繁換向磨損嚴重等；熱氣除霜是將部分壓縮機高溫排氣通入室外側熱交換器以融霜，該方法也存在除霜時間較長、壓縮機能耗較高、排氣溫度較低等問題。

發明內容

本發明的目的在于克服已有技術的不足，提供一種太陽能與空氣源熱泵聯合供暖兼除霜系統，本系統能夠滿足冬季供暖熱水的需求，并充分利用可再生能源，從而減少了電能的消耗；本系統還能夠克服傳統空氣源熱泵除霜方式的缺點，利用太陽能除霜，在除霜時兼顧向室內供熱，從而解決了室內溫度降低的問題。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

本發明的一種太陽能與空氣源熱泵聯合供暖兼除霜系統，包括：

太陽能蓄熱水箱，所述太陽能蓄熱水箱的集熱出口端通過集熱循環管道依次連接循環水泵、太陽能集熱板和太陽能蓄熱水箱的集熱入口端，在所述的太陽能蓄熱水箱上安裝有用于檢測太陽能蓄熱水箱中的實時水溫的第一溫度傳感器，在所述的太陽能蓄熱水箱中安裝有太陽能蓄熱水箱的制冷劑盤管；

室內側熱交換器，在所述的室內側熱交換器內安裝有室內側熱交換器的制冷劑盤管，所述的室內側熱交換器的出水口通過裝有第三溫度傳感器的熱供水管與室內采暖末端入口連通，所述的室內側熱交換器的進水口通過裝有第二溫度傳感器以及第二電磁閥的熱回水管與室內采暖末端出口連通；安裝有第一電磁閥的第一管道用來將熱回水管內的熱回水送入太陽能蓄熱水箱，安裝有第三電磁閥的第二管道用來將太陽能蓄熱水箱內的蓄熱水送入熱回水管；所述的第二溫度傳感器和第三溫度傳感器分別用于檢測熱回水溫度及熱供水溫度，所述的第二電磁閥位于第二管道與熱回水管相連的部位以及第一管道與熱回水管相連的部位之間的熱回水管上，裝有第四電磁閥的第三管道的兩端分別與熱供水管的進水口處、熱回水管的出水口處連通；