一种室内空气介质铝排管多源热泵供暖系统技术方案

本发明专利技术涉及一种室内空气介质铝排管多源热泵供暖系统，包括真空泵、节流装置、集热器，其特征是：节流装置由电动风门和与电动风门的出入口连接的细空气介质输送管道构成，节流装置的出口通过细空气介质输送管道与集热器入口连接，节流装置的入口通过细空气介质输送管道能够与室内连接；集热器的出口通过空气介质输送管道与真空泵入口连接，真空泵的出口通过空气介质输送管道能够与室内连接；本系统为开口系统，以室内的空气作为介质，通过控制电动风门的开度或真空泵转速，来控制集热器温度。其优点是：本发明专利技术相对于空气源热泵大幅度提高了能效，降低供暖运行费用；无需水循环室内散热器或地暖盘管，降低了供暖实施成本。降低了供暖实施成本。降低了供暖实施成本。

【技术实现步骤摘要】
一种室内空气介质铝排管多源热泵供暖系统


[0001]本专利技术涉及一种室内空气介质铝排管多源热泵供暖系统，属于建筑供暖


技术介绍

[0002]空气压缩制冷循环，由空气压缩机、膨胀机或膨胀阀、冷室换热器和水冷却器组成，空气介质在空气压缩机、膨胀机或膨胀阀、冷室换热器和水冷却器中闭口运行。低压低温空气介质在冷室的盘管换热器中定压吸热后进入压缩机，被压缩机绝热压缩后提高压力，同时也提高了温度，然后进入冷却器，被大气或水冷却到接近大气环境温度，后再进入膨胀机或膨胀阀。空气的物性决定了冷却器体积大。用做制热循环，冷室换热器置于室外，可以吸收空气能，但是不能吸收太阳能和风能。
[0003]空气
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空气热泵，蒸发器置于室外，风机强制通风，蒸发器吸收室外空气能。冷凝器置于室内，风机强制通风，把冷凝器散发出的热能交换到室内。蒸发器和冷凝器的外部介质都是空气。空气源热泵热风机，属于空气
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空气热泵，这种热泵广泛应用于住宅和商业建筑中。蒸发器和冷凝器的内部介质冷媒与外部介质空气必须要有温差，才能使蒸发器和冷凝器与外部介质空气进行热交换，使热泵能效降低。内部介质冷媒大都有温室效应。
[0004]1852年，英国教授汤姆逊（W.Thomson）首先提出一种热泵设想，称为热量倍增器。用蒸汽机驱动一个吸气缸和一个排气缸，工作介质是空气。吸气缸从外界（室外）吸入空气，送入储气筒，再经过排气缸送到建筑物。稳态运行下，从吸气缸吸入的空气量与建筑物向外排出的空气量相等，否则建筑物内气压会上升，此时就不是稳态。稳态运行下，建筑物向外排出空气，同时要带走热量，使“热量倍增器”的能效降低。
[0005]文件CN108917049A利用空气循环热泵同时制冷制热的特点，对新风进行预冷，提供热量供再热段使用，新风与再热段属于同一风道，空气循环热泵2的热能效果与在新风与再热段加一个功率与空气循环热泵2消耗电功率相同的电加热器热能效果一致，只需要一个电加热器，无需复杂的空气循环热泵2。新风和再热段都属于空气处理功能段组合1，空气循环热泵2产生的热量来自两部分，一部分是从新风中提取的热量，另一部分来自空气压缩机所消耗的电量，相当于直接电加热的方式。文件CN108917049A空气循环热泵2只与空气处理功能段组合1交换热量，从风道吸收热能、又送到风道里，空气循环热泵2不与外界交换热量，除了消耗电能外，没有再从外界吸收热能，因此，本质上它不是热泵。空气循环热泵2包括空气压缩机21、涡轮压气部件22、空气/水换热器23和循环水泵24，严格说还包含再热段106，部件较多。
[0006]空气源热泵不能吸收太阳能，所用的冷媒介质有温室效应。水系统空气源热泵，室内散热系统与室温用电温差，进一步降低空气源热泵的能效。
[0007]太阳能空气集热器，利用太阳能加热集热器里的空气介质，空气介质是常压的。空气集热器根据吸热板结构的不同，分为非渗透型空气集热器和渗透型空气集热器两大类。非渗透型空气集热器，有时也被称为无孔吸热板型空气集热器，在空气集热器中，空气流不
能穿过吸热板，而是在吸热板正面和（或者）背面流动，并与经过太阳能加热后的吸热板进行热交换。渗透型空气集热器，有时也被称为多孔吸热板型空气集热器，又可分为金属丝网式、重叠玻璃板式、碎玻璃多孔床式、蜂窝结构式等不同形式。太阳能空气集热器能够吸收太阳能，但是不能吸收空气能。
[0008]铝排管集热器于蒸发
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压缩
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冷凝式热泵，铝排管集热器内部流动的是非空气传热介质。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的是提供一种应用室内空气作为热泵介质，集热器能够吸收太阳能、空气能、风能，提高集热器能效，减少集热器面积，从而减少集热器造价的室内空气介质铝排管多源热泵供暖系统。
[0010]本专利技术是由以下技术方案实现的：本专利技术的室内空气介质铝排管多源热泵供暖系统，包括：真空泵、节流装置、集热器，其特征是：节流装置由电动风门和与电动风门的出入口连接的细空气介质输送管道构成，节流装置的出口通过细空气介质输送管道与集热器入口连接，节流装置的入口通过细空气介质输送管道能够与室内连接；集热器的出口通过空气介质输送管道与真空泵入口连接，真空泵的出口通过空气介质输送管道能够与室内连接；本系统为开口系统，以室内的空气作为介质通过节流装置送到集热器，集热器吸收太阳能、空气能、风能后使输出集热器的空气介质焓增，真空泵入口从集热器吸出来自室内的空气介质，真空泵出口空气介质直接送到室内供暖。
[0011]所述真空泵采用活塞式空气压缩机；活塞式空气压缩机技术成熟、价格便宜、完全国产化，空气介质在真空泵（活塞式空气压缩机）中流动是绝热过程，出口焓是入口焓与真空泵轴功的和。
[0012]所述细空气介质输送管道的截面积为与所述真空泵出口连接的空气介质输送管道截面积的20%以下；目的是减小构成节流装置的电动风门与细空气介质输送管道尺寸，从而减少节流装置造价。
[0013]所述集热器是由铝排管构成的铝排管集热器，空气介质在铝排管内部流动，集热器吸收的太阳能与迎太阳有效面积以及太阳常数成正比，集热器迎太阳有效面积为铝排管迎太阳有效面积。集热器是固定安装的，不跟踪太阳。本专利技术集热器取消了太阳能空气集热器的外壳和保温设施，组成集热器的铝排管裸露在大气中，铝排管内部流动空气介质。集热器之铝排管通过辐射换热吸收太阳能、通过对流换热吸收空气热能，铝排管吸收的太阳能和空气能通过导热换热传递给铝排管内部流动空气介质。
[0014]集热器温度可控，空气介质流量一定时，空气介质压力越低，真空度越大、温度就越低，通过控制集热器中空气介质压力来控制集热器温度；集热器中空气介质压力是通过控制电动风门的开度或真空泵转速进行控制。控制集热器温度低于气温工况，气温高于铝排管及其内部流动的空气介质温度，空气的热能可以自然地通过对流换热传递到集热器之铝排管，同时铝排管金属容易通过辐射换热吸收太阳能辐射能，铝排管吸收的空气热能和太阳能辐射能通过导热换热传递给铝排管内部流动空气介质。风能是流动空气的机械能，流动空气流过集热器受阻，使集热器迎风面气压提高、温度提高，集热器吸收了风能，另外
风强化了集热器空气对流换热，因此该工况，同一集热器同时吸收了太阳能、空气能和风能，提高了集热器能效，一个采暖期的综合能效（供热系数）达3以上，减少了集热器面积，从而减少集热器造价。集热器可以同时吸收太阳能、空气能、风能，本专利技术热泵是多源热泵。
[0015]在所述节流装置中细空气介质输送管道起空气介质节流的作用，电动风门也是起空气介质节流的作用，细空气介质输送管道和电动风门同时起到节流作用，控制电动风门的开度来控制整个节流装置的节流大小，细空气介质输送管道和电动风门一同构成了可调节节流装置，细空气介质输送管道截面积为与真空泵出口连接的空气介质输送管道截面积的20%以下。减小空气介质输送管道截面积，一方面可以使空气介质输送管道起节流作用，同时可以减小电动风门与空气介质输送管道的尺本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种室内空气介质铝排管多源热泵供暖系统，包括：真空泵、节流装置、集热器，其特征是：节流装置由电动风门和与电动风门的出入口连接的细空气介质输送管道构成，节流装置的出口通过细空气介质输送管道与集热器入口连接，节流装置的入口通过细空气介质输送管道能够与室内连接；集热器的出口通过空气介质输送管道与真空泵入口连接，真空泵的出口通过空气介质输送管道与室内连接；本系统为开口系统，以室内的空气作为介质通过节流装置送到集热器，集热器吸收太阳能、空气能、风能后使输出集热器的空气介质焓增，真空泵入口从集热器吸出来自室内的空气介质，真空泵出口空气介质直接送到室内供暖。2.根据权利要求1所述的室内空气介质铝排管多源热泵供暖系统，其特征是：所述真空泵采用活塞式空气压缩机。3.根据权利要求1所述的室内空气介质铝排管多源热泵供暖系统，其特征是：空气介质在真空泵中流动是绝热过程，出口焓是入口焓与真空泵轴功的和。4.根据权利要求1所述的室内空气介质铝排管多源热泵供暖系统，其特征是：所述细空气介质输送管道的截面积为与所述真空泵出口连接的空气介质输送管道截面积的20%以下。5.根据权利要求1所述的室内空气介质铝排管多源热泵供暖系统，其特征是：集热器由铝排管构成的铝排管集热器；集热器吸收的太阳能与迎太阳有效面积以及太阳常数成正比，集热器迎太阳有效面积为铝排管迎太阳有效面积。6.根据权利要求1所述的室内空气介质铝排管多...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏毅立，吴振奎，杨培宏，张继红，张自雷，
申请(专利权)人：包头市爱能控制工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：