本实用新型专利技术提供一种具有蓄热功能的太阳能—空气双热源热泵热水器，该装置由压缩机、四通换向阀、冷凝器、保温水箱、蒸发器、蒸发压力调节阀、气液分离器、蓄热器、相变蓄热介质、释热用蒸发盘管、蓄热用再冷盘管、太阳能蓄热用盘管、主路膨胀阀、蓄能用膨胀阀、太阳能集热器、水泵、电磁阀、单向阀以及连接管道组成。本申请通过蓄热器和太阳能集热器的辅助调节，以及一个四通换向阀和四个单向阀的巧妙切换组合，该热泵热水机组解决了冬季极端工况条件下的制热问题，改善了热泵热水器的能效比，拓宽了空气源热泵热水器的使用温度范围，减少了热水器的运行费用，延长了设备使用寿命，提高了空气源热泵热水器全年运行的可靠性和经济性。
A solar air double heat source heat pump water heater with heat storage function
【技术实现步骤摘要】
一种具有蓄热功能的太阳能—空气双热源热泵热水器
本技术涉及热泵热水机组
，特别是指一种具有蓄热功能的太阳能—空气双热源热泵热水器。
技术介绍
近年来，由于全国多处频发大面积、持续的雾霾天气，包括北京、河北、河南在内的各大城市、地方政府纷纷推出相关政策，加快淘汰分散燃煤小锅炉，因地制宜稳步推进“煤改电”替代改造，促进节能减排。目前，空气源热泵热水器被认为国家“煤改电”的标配，但现有的空气源热泵热水器存在以下突出问题：在低温环境条件下，由于蒸发温度过低、压缩机压缩比过大，导致系统制取高温热能的能力迅速衰减，制热量小，能效比低，同时室外换热器结霜问题严重，化霜时间长、耗电增加；甚至可能导致装置不能正常运行。总之，当室外温度过低时，常规空气源热泵热水器存在的上述突出问题，严重影响了空气源热泵热水器的推广及应用。针对常规空气源热泵热水器存在的不足，目前常用的解决方案有三种：一种采用传统的辅助电加热器方式，但效率较低，运行成本较高，几乎已经淘汰。另两种方案分别采用两级压缩式制热循环方式和复叠式制热循环方式，一定程度解决了空气源热泵高温工况或低温工况制热时压缩机压缩比过大、排气温度过高、吸气压力过高或过低的问题，提高了机组制热能力以及能效比，但该两种方案中也存在如下问题：首先是两级压缩式循环和复叠式循环随用户负荷变化时能量调节范围较小，当负荷降低时，系统能量调节过程中能量消耗的减少量较小，而系统能效比下降明显；其次是复叠式循环系统采用两套制冷循环和两种制冷剂，结构复杂、体积庞大；最后是两级压缩式循环和复叠式循环的蒸发器表面出现严重结霜时，如何高效的融霜成了一个亟待解决的问题。
技术实现思路
本技术提出一种具有蓄热功能的太阳能—空气双热源热泵热水器，解决了现有现有空气源热泵热水器在低温环境下制热时压缩机压缩比过大、排气温度过高、单位制冷剂制热量减少、系统制热性能系数和系统经济性降低等突出技术问题。本技术的技术方案是这样实现的：一种具有蓄热功能的太阳能—空气双热源热泵热水器，包括压缩机、四通换向阀、冷凝器、保温水箱、蒸发器、蒸发器侧风机、蒸发压力调节阀、气液分离器、蓄热器、相变蓄热介质、释热用蒸发盘管、蓄热用再冷盘管、太阳能蓄热用盘管、干燥过滤器、观察镜、主路膨胀阀、蓄能用膨胀阀、太阳能集热器、集热器用水泵、热水用水泵、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀、第六电磁阀、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第四单向阀以及连接管道。所述压缩机通过四通换向阀分别与冷凝器、蒸发器和蒸发压力调节阀的接口管道连接，冷凝器位于保温水箱内，冷凝器的接口分别与第一单向阀的进口和第二单向阀的出口相连接，蒸发器的接口分别与第三单向阀的进口和第四单向阀的出口相连接，蒸发器一侧设有蒸发器侧风机，蒸发压力调节阀的接口分别与第三电磁阀的出口、气液分离器的进口相连接。所述相变蓄热介质、释热用蒸发盘管、蓄热用再冷盘管和太阳能蓄热用盘管位于蓄热器内部，释热用蒸发盘管的一端出口与蓄能用膨胀阀相连、另一端与第三电磁阀相连，蓄热用再冷盘管的一端出口与第一电磁阀相连、另一端分别与第二电磁阀的出口和干燥过滤器的进口管道连接，太阳能蓄热用盘管的出口通过第四电磁阀分别与太阳能集热器的出口和保温水箱相连接，第四电磁阀与保温水箱之间设有第五电磁阀。所述保温水箱还与第六电磁阀的进口、热水用水泵的进口以及第一单向阀和第二单向阀管道连接，第六电磁阀分别与集热器用水泵、太阳能蓄热用盘管管道连接，集热器用水泵再与太阳能集热器的进口相连。所述干燥过滤器与主路膨胀阀之间的管道上设有观察镜，主路膨胀阀的出口分别与第二单向阀和第四单向阀相连。所述压缩机为定频压缩机、变转速压缩机、数码涡旋式压缩机、双阶压缩机中的任意一种形式；冷凝器为套管式换热器、板式换热器、壳管式换热器中的任意一种结构形式，所述的蒸发器为翅片管式换热器、层叠式换热器、平行流式换热器中的任意一种结构形式。所述的蒸发器侧风机为变频风机、定频风机、调挡风机中的任意一种形式；蒸发压力调节阀是一种受阀前压力控制的比例型调节阀，为直动式蒸发压力调节阀、继动式蒸发压力调节阀中的任意一种调节机构形式。所述主路膨胀阀、蓄能用膨胀阀为手动膨胀阀、阻流式膨胀阀、浮球式膨胀阀、热力膨胀阀、电子膨胀阀中的任意一种节流机构形式。所述相变蓄热介质为固-液相变材料、固-固相变材料、固-气相变材料、液-气相变材料中的任意一种相变蓄能材料形式。所述太阳能集热器为平板型集热器、真空管集热器中的任意一种太阳能集热器形式；集热器用水泵、热水用水泵为容积式水泵、叶片泵中的任意一种水泵形式。本技术的有益效果在于:本申请提供一种具有蓄热功能的太阳能—空气双热源热泵热水器，其构思新颖，机组设计优化巧妙，与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果：（1）通过蓄热器和太阳能集热器的辅助调节，以及一个四通换向阀和四个单向阀的巧妙切换组合，该热泵热水器解决了低温工况下空气源热泵热水器压缩机压缩比过大、排气温度过高、供热性能急剧下降的突出问题，拓宽了空气源热泵热水器的使用温度范围，提高了设备使用寿命和经济性。（2）该热泵热水器也可解决用电高峰期间国家电网负荷过大的突出问题，通过制定不同工况下的节能运行控制策略，减少机组运行电费，获取最佳经济和环保效益。（3）该热泵热水器在冬季采用逆循环除霜方式运行时，可吸取蓄热器储蓄的热量，实现蒸发器表面霜层的快速融解。本申请的一种具有蓄热功能的太阳能—空气双热源热泵热水器提高了空气源热泵热水器全年运行的可靠性、稳定性和经济性，可以广泛应用于民用建筑、公共建筑、别墅建筑等所有可以采用空气源热泵热水器的场所。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术的结构原理图。图2为太阳能制热工作模式流程图。图3为太阳能制热+蓄热工作模式流程图。图4为空气源制热工作模式流程图。图5为空气源制热+蓄热工作模式流程图。图6为空气源+蓄热源制热工作模式流程图。图7为太阳能蓄热+空气源制热+空气源蓄热工作模式流程图。图8为蓄热源制热工作模式流程图。图9为太阳能蓄热+蓄热源制热工作模式流程图。图10为太阳能蓄热+蓄热源制热+空气源制热工作模式流程图。图11为蒸发器快速除霜工作模式流程图。图中各部件的序号和名称如下：1-压缩机、2-四通换向阀、3-冷凝器、4-保温水箱、5-蒸发器、6-蒸发器侧风机、7-蒸发压力调节阀、8-气液分离器、9-蓄热器、10-相变蓄热介质、11-释热用蒸发盘管、12-蓄热用再冷盘管、13-太阳能蓄热用盘管、14-干燥过滤器、15-观本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种具有蓄热功能的太阳能—空气双热源热泵热水器，其特征在于：包括压缩机（1）、四通换向阀（2）、冷凝器（3）、保温水箱（4）、蒸发器（5）、蒸发器侧风机（6）、蒸发压力调节阀（7）、气液分离器（8）、蓄热器（9）、相变蓄热介质（10）、释热用蒸发盘管（11）、蓄热用再冷盘管（12）、太阳能蓄热用盘管（13）、干燥过滤器（14）、观察镜（15）、主路膨胀阀（16）、蓄能用膨胀阀（17）、太阳能集热器（18）、集热器用水泵（19）、热水用水泵（20）、第一电磁阀（21）、第二电磁阀（22）、第三电磁阀（23）、第四电磁阀（24）、第五电磁阀（25）、第六电磁阀（26）、第一单向阀（27）、第二单向阀（28）、第三单向阀（29）、第四单向阀（30）以及连接管道。/n
【技术特征摘要】
1.一种具有蓄热功能的太阳能—空气双热源热泵热水器，其特征在于：包括压缩机（1）、四通换向阀（2）、冷凝器（3）、保温水箱（4）、蒸发器（5）、蒸发器侧风机（6）、蒸发压力调节阀（7）、气液分离器（8）、蓄热器（9）、相变蓄热介质（10）、释热用蒸发盘管（11）、蓄热用再冷盘管（12）、太阳能蓄热用盘管（13）、干燥过滤器（14）、观察镜（15）、主路膨胀阀（16）、蓄能用膨胀阀（17）、太阳能集热器（18）、集热器用水泵（19）、热水用水泵（20）、第一电磁阀（21）、第二电磁阀（22）、第三电磁阀（23）、第四电磁阀（24）、第五电磁阀（25）、第六电磁阀（26）、第一单向阀（27）、第二单向阀（28）、第三单向阀（29）、第四单向阀（30）以及连接管道。
2.根据权利要求1所述的具有蓄热功能的太阳能—空气双热源热泵热水器，其特征在于：所述压缩机（1）通过四通换向阀（2）分别与冷凝器（3）、蒸发器（5）和蒸发压力调节阀（7）的接口管道连接，冷凝器（3）位于保温水箱（4）内，冷凝器（3）的接口分别与第一单向阀（27）的进口和第二单向阀（28）的出口相连接，蒸发器（5）的接口分别与第三单向阀（29）的进口和第四单向阀（30）的出口相连接，蒸发器（5）一侧设有蒸发器侧风机（6），蒸发压力调节阀（7）的接口分别与第三电磁阀（23）的出口、气液分离器（8）的进口相连接。
3.根据权利要求1所述的一种具有蓄热功能的太阳能—空气双热源热泵热水器，其特征在于：所述相变蓄热介质（10）、释热用蒸发盘管（11）、蓄热用再冷盘管（12）和太阳能蓄热用盘管（13）位于蓄热器（9）内部，释热用蒸发盘管（11）的一端出口与蓄能用膨胀阀（17）相连、另一端与第三电磁阀（23）相连，蓄热用再冷盘管（12）的一端出口与第一电磁阀（21）相连、另一端分别与第二电磁阀（22）的出口和干燥过滤器（14）的进口管道连接，太阳能蓄热用盘管（13）的出口通过第四电磁阀（24）分别与太阳能集热器（18）的出口和保温水箱（4）相连接，第四电磁阀（24）与保温水箱（4）之间设有第五电磁阀（25）。
4.根据权利要求3所述的一种具有蓄热功能的太阳能—空气双热源热泵热水器，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：白静，崔四齐，苏之勇，刘寅，桑翎，王辉，张淑林，
申请(专利权)人：中原工学院，
类型：新型
国别省市：河南;41
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。