[發明專利]兼備制冷、供熱及熱水供應的太陽能-空氣源熱泵空調系統

有效

• 申請號: 202010006447.5
• 申請日: 2020-01-03
• 公開（公告）號: CN111156590B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 李巖;時曉軍;孫林娜
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: F24F1/0003
• 分類號: F24F1/0003;F24F5/00;F25B13/00;F25B27/00;F25B41/31;F25B47/02;F25B49/02;F24S20/40;F24S60/30
• 代理公司: 北京孚睿灣知識產權代理事務所(普通合伙) 11474
• 代理人: 王冬杰

本發明公開一種兼備制冷、供熱及熱水供應的太陽能?空氣源熱泵空調系統，其包括：室外機、太陽能集熱器、第一換熱器、第二換熱器、自來水預熱器、室內機、壓縮機、電子膨脹閥、太陽能蓄熱水箱、制熱水箱、第一四通閥、第二四通閥、第一三通閥、第二三通閥、第三三通閥、第四三通閥、第五三通閥、第六三通閥、循環泵、給水泵和閘閥；本發明將空氣能和太陽能兩種低溫熱源結合，通過調節閥門實現各類工況靈活切換，滿足民用建筑全年穩定制冷、供熱及供應生活熱水的需求，真正實現一機多用；另外，本發明可有效延緩室外環境變化的影響，提高機組熱水供應保障率及設備利用率，從而改善了熱泵的運行工況，節約能源制備成本。

技術領域

本發明涉及制冷、制熱系統技術領域，尤其涉及一種家用兼備制冷、供熱及供應生活熱水功能的太陽能-空氣源熱泵空調系統。

背景技術

目前，隨著生活水平的提高，家庭對于舒適性的要求愈來愈高，夏季制冷、冬季供熱以及供應生活熱水已經成為居民不可或缺的需求。國內民用建筑大多采用獨立的空調系統和熱水制備系統，并未將二者有機結合，造成大量能源浪費。常用熱水器有電熱水器、燃氣熱水器、太陽能熱水器、熱泵熱水器等，其中電熱水器和燃氣熱水器制備熱水成本高，經濟性差；太陽能熱水器的集熱設備占地面積大，且受到天氣、地域的影響較重；而熱泵熱水器能夠實現低成本制備熱水，耗電量小，遠遠優于其他的熱水系統，但是以空氣源或太陽能為單一低溫熱源的熱泵熱水器，在冬季運行期間，由于室外氣溫、日照的周期變化，存在熱水制備量與用戶需求在時間上的不匹配，同時空氣源熱泵熱水器在夜間運行能效低。

所以本發明在解決上述供需矛盾的基礎上實現一個多功能一體化多源互補的熱泵空調熱水系統，將空氣能和太陽能有機結合，能夠同時滿足制冷、供熱及供應生活熱水的需求。

將空氣能和太陽能有機結合，能夠有效的減少一次能源消耗，現在已經產生一些研究成果，但仍存在種種問題：空氣源熱泵輔助太陽能制備熱水系統中太陽能僅用于制備熱水，限制了太陽能集熱的高效運行；太陽能和空氣能作為熱泵復合蒸發器，將太陽能熱量儲存作為低溫熱源用于供熱和制備熱水可加強熱泵能效，但太陽能僅作為輔助蒸發器，未得到充分利用。本發明以空氣能和太陽能為低溫熱源通過四通閥切換實現兩種熱源的最優化配比，提高能源利用效率及設備利用率，保證系統穩定高效運行。

發明內容

本發明的目的是提供一種兼備制冷、供熱及熱水供應的太陽能-空氣源熱泵空調系統。結合居民夏季制冷、冬季供熱及供應生活熱水的需求，通過四通閥及三通閥的切換，實現空調與熱水制備的一機多用，將太陽能和空氣能互補，顯著提高熱泵系統的全運行周期能效，降低生活熱水的制備成本，解決現有技術成本高、節能效果差的問題。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種兼備制冷、供熱及熱水供應的太陽能-空氣源熱泵系統，其包括室外機、太陽能集熱器、第一換熱器、第二換熱器、自來水預熱器、室內機、壓縮機、電子膨脹閥、太陽能蓄熱水箱、制熱水箱、第一四通閥、第二四通閥、第一三通閥、第二三通閥、第三三通閥、第四三通閥、第五三通閥、第六三通閥、循環泵、給水泵和閘閥；