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脱电独立运行复合式热泵空调系统及其控制方法技术方案

技术编号:15634155 阅读:217 留言:0更新日期:2017-06-14 17:57
本发明专利技术公开了一种脱电独立运行复合式热泵空调系统及其控制方法。它解决现有空调热泵系统运行稳定性差的问题。包括基于光伏光热利用的空气源热泵系统,基于光伏光热利用的空气源热泵系统以内燃机输出的机械能作为的输入能源向建筑物提供冷热量;光伏换热器的光电板通过线路与逆变控制器、蓄电池依次连接构成发电系统向系统供电。余热回收系统采用两种余热利用方式,在冬季运行时,余热作为高温热源来进一步加热系统回水;在夏季运行时,余热作为溴化锂吸收式制冷机组的驱动热源。本发明专利技术是一种能源利用率高、环境污染小、运行成本低、运行稳定的新型绿色高效热泵空调系统。

【技术实现步骤摘要】
脱电独立运行复合式热泵空调系统及其控制方法
本专利技术属于空调节能设备
,具体涉及一种脱电独立运行复合式热泵空调系统及其控制方法。
技术介绍
随着人们生活水平的不断提高,人们对生活和工作环境的舒适度及洁净度要求愈来愈高。因此,我国大部分地区的建筑都具有冬季供热、夏季空调及全年提供生活热水的多重需求,电动热泵虽然在冷热源及系统内部采用了各种较为先进的节能技术而具有较高的能量利用率,但由于我国的电网电力大多是由燃煤电厂供应,增加用电设备基本上等同于增加环境污染,因此从提高大气环境质量及减少温室气体排放角度考虑有必要推广其它能源的建筑冷热源系统。以天然气或其他燃料为输入能源的内燃机热泵空调系统具有高效、节能、安全、环保等众多优点而日益受到广泛的关注。对于常规燃气热泵系统的辅助设备如风机、水泵、控制仪器等仍然需要消耗少量电力供应,这些电力要由电网提供,因此系统不能脱离电网独立运行,一旦由于出现电力供应紧张而出现电力供应中断它们也将同电力空调一样陷入瘫痪。因此脱电独立运行燃气热泵系统成为人们关注的重点。从目前公开发表的资料看,脱电独立运行燃气热泵系统主要有以下几种方式实现:1.燃气机拖动发电机来实现系统独立运行[CN201310010199.1],由于燃气机热泵系统需要根据负荷变化调节发动机的转速,因此该方式存在系统容量调节和发电机恒速之间的矛盾,同时由于发电机发电效率相对较低,能源浪费相对较大;2.利用太阳能光伏发电来实现系统独立运行[CN201310365773.5],由于太阳能电池吸收的太阳辐射大部分没有被转变为电能,而是升高了电池的温度,电池温度的升高又减小了太阳能电池的光电转换效率,因此该方式存在光电转换效率与电池温度升高之间的矛盾;同时燃气热泵末端水泵由于功率较大,耗电量较多,而太阳能发电受外界环境影响较大,很难保证系统完全独立于电网运行;3.光电光热综合利用来实现系统独立运行[CN201410222276.4],该专利只说明冬季供热时光电光热综合利用的方法,没有给出夏季供冷时光热与光电利用方式,存在一定的局限性。对于燃气热泵技术研究一个很重要的方面就是余热利用技术,目前对于燃气热泵余热利用主要用于供热或提供生活热水,但是在天气炎热的夏季,不需要供热而且对热水的需求量相对较少,因此大量的余热不能有效的利用,能源浪费十分严重。因此,解决提高燃气热泵系统的余热利用率,减轻电力系统的负担,提高冬夏季太阳能光伏光热利用效率等问题具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述问题,提供一种将太阳能光伏光热利用技术、内燃机热泵技术、吸收式制冷技术以及多级传动技术有机结合的脱电独立运行复合式热泵空调系统。本专利技术的另一个目的是针对上述问题,提供一种自动化程度高、脱电独立运行的脱电独立运行复合式热泵空调系统。为达到上述目的,本专利技术采用了下列技术方案:本脱电独立运行复合式热泵空调系统,其特征在于,本系统包括压缩机,所述的压缩机出口端通过管道依次与所述的四通换向阀、板式换热器和电子膨胀阀连接,在所述的电子膨胀阀出口管路分别连接有光伏光热利用系统和热泵空调系统,所述的热泵空调系统包括相互并联的光伏换热器和翅片管换热器,所述的光伏光热利用系统包括与光伏换热器相连的逆变控制器,所述的逆变控制器通过蓄电池与用电侧相连,所述的压缩机通过第一电磁离合变速器与多级机械传动机构相连,且所述的多级机械传动机构与内燃机连接,本系统还包括余热回收系统,且所述的余热回收系统包括与板式换热器相连的用户侧回水管路,且所述的用户侧回水管路分别连接有第一回水管路和第二回水管路。在上述的脱电独立运行复合式热泵空调系统中,所述的电子膨胀阀出口管路分为两路;所述的电子膨胀阀一路与所述的翅片管换热器和第一电磁阀相连;电子膨胀阀另一路与光伏换热器的制冷剂管路和第二电磁阀相连;所述的第一电磁阀出口与第二电磁阀出口通过管路连接后依次与所述的四通换向阀,且所述的四通换向阀与压缩机进口相连。在上述的脱电独立运行复合式热泵空调系统中,所述的光伏换热器的冷却水管路通过管道依次与第七截止阀和蓄热水箱以及第八截止阀连接构成冷却水回路,所述光伏换热器的制冷剂回路通过制冷剂管道分别与翅片管换热器和第二电磁阀相连。在上述的脱电独立运行复合式热泵空调系统中,所述的第一回水管路包括通过管道与用户侧回水管路依次相连的板式换热器和用户侧循环水泵,所述的用户侧循环水泵出口管路分为两路;所述的用户侧循环水泵一路通过管道与所述的第九截止阀和所述的第十截止阀相连;所述的用户侧循环水泵另一路与所述的第一截止阀相连;所述的第一截止阀出口分为两路;所述的第一截止阀一路通过管道依次与缸套水换热器、烟气换热器以及第二截止阀相连,所述的第一截止阀另一路连接有溴化锂制冷机组高温水回路,且所述的溴化锂制冷机组高温水回路包括通过管道与第一截止阀依次相连的第五截止阀、高温水水泵以及溴化锂制冷机组的高温管路,所述的溴化锂制冷机组的高温管路依次与高温水箱、第六截止阀以及烟气换热器相连。在上述的脱电独立运行复合式热泵空调系统中,所述的第二回水管路包括通过与用户侧回水管路相连的溴化锂制冷机组冷冻水回路,所述的溴化锂制冷机组冷冻水回路包括与用户侧回水管路相连的第三截止阀,所述的第三截止阀通过溴化锂制冷机组的冷冻水管路依次与第四截止阀和第二截止阀出口管路相连。在上述的脱电独立运行复合式热泵空调系统中,所述的溴化锂制冷机组连接有溴化锂制冷机组冷却水回路,且所述的溴化锂制冷机组冷却水回路包括与溴化锂制冷机组的冷却水管路相连的冷却水水泵,所述的冷却水水泵与空冷塔相连。在上述的脱电独立运行复合式热泵空调系统中,所述的用户侧循环水泵、冷却水水泵和高温水水泵分别通过第二电磁离合变速器、第三电磁离合变速器、第四电磁离合变速器与多级机械传动机构相连,且所述的用户侧循环水泵、冷却水水泵和高温水水泵的启停控制及转速控制均通过电磁离合变速器进行控制。在上述的脱电独立运行复合式热泵空调系统中,所述的光伏换热器包括相互平行设置的第一铝合金板和第二铝合金板,所述的光伏换热器的冷却水管路和制冷剂回路依次交替设置在第一铝合金板和第二铝合金板之间,且所述的第一铝合金板一侧通过导热胶依次设有若干光电玻璃板,所述的第二铝合金板外侧表面设有绝热材料层。在上述的脱电独立运行复合式热泵空调系统中,所述的冷却水管路和制冷剂回路的横截面均呈正方形且冷却水管路和制冷剂回路互不相通。基于上述脱电独立运行复合式热泵空调系统的脱电独立运行复合式热泵空调系统的控制方法如下所述:本脱电独立运行复合式热泵空调系统的控制方法,包括下述步骤:A、冬季运行:光伏换热器和翅片管换热器并联使用,光伏换热器表面的光电板吸收太阳光后产生电能,一部分作为电能储存在蓄电池中,一部分向系统供电,余热回收系统将余热作为高温热源来进一步加热系统回水,余热回收系统提供系统供水温度;B、夏季运行:光伏换热器只作为发电不作为换热使用,翅片管换热器作为冷凝器使用,余热回收系统将余热余热作为余热回收系统的驱动热源,将热量转化为冷量向用户侧供冷。与现有的技术相比,本专利技术的优点在于:1.本专利技术在冬季运行,当太阳辐射强度较好时,一方面通过光伏换热器吸收太阳能发电向系统供电,同时将多余的电量通过蓄电池储存起来本文档来自技高网
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脱电独立运行复合式热泵空调系统及其控制方法

【技术保护点】
一种脱电独立运行复合式热泵空调系统,其特征在于,本系统包括压缩机(1),所述的压缩机(1)出口端通过管道依次与所述的四通换向阀(5)、板式换热器(2)和电子膨胀阀(3)连接,在所述的电子膨胀阀(3)出口管路分别连接有光伏光热利用系统和热泵空调系统,所述的热泵空调系统包括相互并联的光伏换热器(6)和翅片管换热器(4),所述的光伏光热利用系统包括与光伏换热器(6)相连的逆变控制器(7),所述的逆变控制器(7)通过蓄电池(8)与用电侧相连,所述的压缩机(1)通过第一电磁离合变速器(20)与多级机械传动机构(19)相连,且所述的多级机械传动机构(19)与内燃机(12)连接,本系统还包括余热回收系统,且所述的余热回收系统包括与板式换热器(2)相连的用户侧回水管路,且所述的用户侧回水管路分别连接有第一回水管路和第二回水管路。

【技术特征摘要】
1.一种脱电独立运行复合式热泵空调系统,其特征在于,本系统包括压缩机(1),所述的压缩机(1)出口端通过管道依次与所述的四通换向阀(5)、板式换热器(2)和电子膨胀阀(3)连接,在所述的电子膨胀阀(3)出口管路分别连接有光伏光热利用系统和热泵空调系统,所述的热泵空调系统包括相互并联的光伏换热器(6)和翅片管换热器(4),所述的光伏光热利用系统包括与光伏换热器(6)相连的逆变控制器(7),所述的逆变控制器(7)通过蓄电池(8)与用电侧相连,所述的压缩机(1)通过第一电磁离合变速器(20)与多级机械传动机构(19)相连,且所述的多级机械传动机构(19)与内燃机(12)连接,本系统还包括余热回收系统,且所述的余热回收系统包括与板式换热器(2)相连的用户侧回水管路,且所述的用户侧回水管路分别连接有第一回水管路和第二回水管路。2.根据权利要求1所述的脱电独立运行复合式热泵空调系统,其特征在于,所述的电子膨胀阀(3)出口管路分为两路;所述的电子膨胀阀(3)一路与所述的翅片管换热器(4)和第一电磁阀(10)相连;电子膨胀阀(3)另一路与光伏换热器(6)的制冷剂管路和第二电磁阀(11)相连;所述的第一电磁阀(10)出口与第二电磁阀(11)出口通过管路连接后依次与所述的四通换向阀(5),且所述的四通换向阀(5)与压缩机(1)进口相连。3.根据权利要求2所述的脱电独立运行复合式热泵空调系统,其特征在于,所述的光伏换热器(6)的冷却水管路(65)通过管道依次与第七截止阀(32)和蓄热水箱(25)以及第八截止阀(33)连接构成冷却水回路,所述光伏换热器(6)的制冷剂回路(66)通过制冷剂管道分别与翅片管换热器(4)和第二电磁阀(11)相连。4.根据权利要求3所述的脱电独立运行复合式热泵空调系统,其特征在于,所述的第一回水管路包括通过管道与用户侧回水管路依次相连的板式换热器(2)和用户侧循环水泵(16),所述的用户侧循环水泵(16)出口管路分为两路;所述的用户侧循环水泵(16)一路通过管道与所述的第九截止阀(34)和所述的第十截止阀(35)相连;所述的用户侧循环水泵(16)另一路与所述的第一截止阀(26)相连;所述的第一截止阀(26)出口分为两路;所述的第一截止阀(26)一路通过管道依次与缸套水换热器(13)、烟气换热器(14)以及第二截止阀(27)相连,所述的第一截止阀(26)另一路连接有溴化锂制冷机组高温水回路,且所述的溴化锂制冷机组高温水回路包括通过管道与第一截止阀(26)依次相连的第五截止阀(30)、高温水水泵(18)以及溴化锂制冷机组(15)的高温管路,所述的溴化锂制冷机组(15)的高温管路依...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈轶光周湘江吴晓艳阳季春江清阳侯景鑫
申请(专利权)人:嘉兴学院
类型:发明
国别省市:浙江,33

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