太阳能和空气源热泵热能分级利用系统技术方案

本发明专利技术属于新能源装备技术领域，特别是涉及太阳能和空气源热泵热能分级利用系统。该系统包括喷气增焓压缩机、四通换向阀、冷凝器、第一电子膨胀阀、经济器、第二电子膨胀阀、蒸发器、气液分离器，还包括水箱、太阳能集热器、第一电磁阀和第二电磁阀，其中第一换热盘管、第二换热盘管置于水箱内。本发明专利技术提供的系统和控制方法，可根据环境温度和辐射强度以及用热温度需求，切换不同的运行模式，实现热能分级高效利用。该系统能提高低温适应性，在环境温度低于‑20℃时依然稳定运行；同时还能提高太阳能的利用率，使集热器在冬季和夏季均能高效运行，减少热量浪费，实现能源的最大化利用。

Thermal energy classification and utilization system of solar energy and air source heat pump

【技术实现步骤摘要】
太阳能和空气源热泵热能分级利用系统
本专利技术属于新能源设备
，特别是涉及太阳能和空气源热泵热能分级利用系统。
技术介绍
在温度较低的我国北方地区，传统的空气源热泵系统使用中存在一些问题，亟待解决。如系统的制热量随着外温的下降而迅速下降，而需热量却随着外温的下降而迅速上升，当外界温度很低时，系统的制热量将小到无法满足这些地区的冬季采暖需求。与此同时，随着室外环境温度的降低，机组COP急剧下降，压缩机的压比会越来越大，导致排气温度不断升高，长期运行必然会严重损坏压缩机。高质能源在使用的过程中，能源的温度是逐渐下降的(即能质下降)，而每种设备在消耗能源时，总有一个最经济合理的使用温度范围。这样，当高质能源在一个装置中已降至经济适用范围以外时，可转至另一个能够经济使用这种较低能质的装置中去使用，使总的能源利用率达到最高水平，极大地提高能源利用率。随着能源紧缺，太阳能的利用变得越来越广。太阳能由于受天气影响大、连续性差，在低温下集热效率较低，因而限制了太阳能在供暖或制热水中的应用。在供热领域，将太阳能和空气源热泵结合起来是一种利用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.太阳能和空气源热泵热能分级利用系统，其特征在于包括非直棚式和直棚式两种结构配置，所述非直棚式包括喷气增焓压缩机（1）、水箱（2）、四通换向阀（3）、冷凝器（4）、第一电子膨胀阀（5）、经济器（6）、第二电子膨胀阀（7）、蒸发器（8）、气液分离器（9）、太阳能集热器（10）、第一换热盘管（11）、第一电磁阀（13）、第二电磁阀（14）、第二换热盘管（17）、进水电磁阀（18）和出水电磁阀（19）；/n所述直棚式在非直棚式结构配置的基础上还包括第三电磁阀（15）和第四电磁阀（16）；/n所述系统在冬季环境温度低于0℃时，可将水箱中的水作为喷气支路的辅助热源，对经过电子膨胀阀的降压后的低温低压的...

【技术特征摘要】
1.太阳能和空气源热泵热能分级利用系统，其特征在于包括非直棚式和直棚式两种结构配置，所述非直棚式包括喷气增焓压缩机（1）、水箱（2）、四通换向阀（3）、冷凝器（4）、第一电子膨胀阀（5）、经济器（6）、第二电子膨胀阀（7）、蒸发器（8）、气液分离器（9）、太阳能集热器（10）、第一换热盘管（11）、第一电磁阀（13）、第二电磁阀（14）、第二换热盘管（17）、进水电磁阀（18）和出水电磁阀（19）；
所述直棚式在非直棚式结构配置的基础上还包括第三电磁阀（15）和第四电磁阀（16）；
所述系统在冬季环境温度低于0℃时，可将水箱中的水作为喷气支路的辅助热源，对经过电子膨胀阀的降压后的低温低压的冷媒进行加热，提高中间压力，增加压缩机排气量机组制热量，使机组在环境温度低于-20℃时依然稳定运行；在其它季节时，可将太阳能直接用于制热水。


2.根据权利要求1所述的太阳能和空气源热泵热能分级利用系统，其特征在于，所述非直棚式和直棚式结构配置各部分相同的连接关系为：所述第一换热盘管（11）、第二换热盘管（17）置于水箱（2）内，喷气增焓压缩机（1）的排气口与水箱（2）内第一换热盘管（11）的入口端相连，水箱（2）内第一换热盘管（11）的出口端与四通换向阀（3）的第一通孔相连，四通换向阀（3）的第二通孔与冷凝器（4）进口相连，冷凝器（4）出口与经济器（6）和第一电子膨胀阀（5）的入口相连，经济器（6）的第一出口与第二电子膨胀阀（7）相连，第二电子膨胀阀（7）的出口与蒸发器（8）的入口相连，经济器（6）的第二出口与第一电磁阀（13）和第二电磁阀（14）的入口相连，第一电磁阀（13）的出口与喷气增焓压缩机（1）的补气口相连，蒸发器（8）的出口与四通阀换向阀（3）的第三通孔相连，四通换向阀（3）的第四通孔与汽液分离器（9）的入口端相连，汽液分离器（9）的出口端与喷气增焓压缩机（1）吸气口相连，水箱（2）内第二换热盘管（17）的出口端与喷气增焓压缩机（1）的补气口端相连。


3.根据权利要求1所述的太阳能和空气源热泵热能分级利用系统，其特征在于，所述非直棚式结构配置独有的连接关系为：所述水箱（2）内第二换热盘管（17）的入口端与第二电磁阀（14）的出口端相连，制冷剂不进入水箱，太阳能集热器吸收的热量直接加热水箱里的水，避免水箱中换热盘管过多。


4.根据权利要求1所述的太阳能和空气源热泵热能分级利用系统，其特征在于，所述直棚式结构配置独有的连接关系为：所述第二电磁阀（14）的出口在第三电磁阀（15）和第四电磁阀（16）之间的管路上，第三电磁阀（15）设置在太阳能集热器（10）的入口端，第四电磁阀（16）设置在第二换热盘管（17）的入口端，制冷剂进入水箱，和水箱中的水进行换热。


5.根据权利要求1所述的太阳能和空气源热泵热能分级利用系统，其特征在于，所述水箱（2）包括由低导热系数材料制成的隔热板（12），隔热板（12）中间有对流孔。


6.根据权利要求1或5所述的太阳能和空气源热泵热能分级利用系统，其特征在于，所述第一换热盘管（11）在隔热板（12）上方，第二换热盘管（17）在隔热板（12）的下方。


7.根据权利要求1所述的太阳能和空气源热泵热...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱国栋，刘佳波，王金杰，张凯，
申请(专利权)人：东北电力大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22