太阳能空气源热泵供暖系统技术方案

本发明专利技术公开了一种太阳能空气源热泵供暖系统，包含：天气信息接收单元，用于接收天气预报信息；天气信息处理单元，用于分析天气预报信息，计算建筑耗热量，需要修正的耗热量；热量传输单元，用于将需要修正的耗热量传输给热泵系统；热量输出单元，用于输出热泵的热量供暖。本发明专利技术的优点在于：充分利用互联网+思维，将系统与互联网相连接，利用随时更新的国家气象局数据，提前调整运行模式，减小温度调节的延迟时间。时间。时间。

【技术实现步骤摘要】
太阳能空气源热泵供暖系统


[0001]本专利技术涉及一种供暖系统，尤其涉及一种太阳能空气源热泵供暖系统。

技术介绍

[0002]目前我国村镇经济相对落后、居民的节能意识比较薄弱，冬季采暖主要为分散形式，还是依靠每户燃烧常规能源达到取暖的目的。村镇住宅建筑构造技术较为落后等诸多因素，在一定程度上造成了常规能源的利用率普遍偏低，使农村居住建筑的能耗问题在我国城镇化进程中愈加凸显。面对传统能源日益枯竭、生态环境每况愈下的严峻形势，现急需改善村镇建筑的供暖情况，提高居民住宅的热舒适性，减少建筑能耗。
[0003]太阳能是一种可持续利用的清洁能源，不需要开采和输送，无污染和废物排放，使用方便安全。全国大部分地区的年日照小时数大于2000h，在建筑中积极广泛的推广太阳能，对于减轻我国对常规能源的使用情况，优化能源结构，都具有非常重要的意义。但传统的太阳能热水系统因太阳能具有间歇性和不稳定性，不能连续供应热水。空气源热泵，是将空气中的热能，通过输入少量高品位能源(如电能)来实现低品位能向高品位热能转移的一种热泵系统。
[0004]日本、瑞典、美国等一些西方国家从20世纪50年代起步，开始进行了有关太阳能热泵系统的应用研究，根据当地条件建立了相应的太阳能热泵热水系统的示范工程，并获得了相当不错的收益。
[0005]我国很多学者对太阳能与空气源热泵做了大量理论研究。对东北地区的节能环保供暖系统研究却很少，且现有的空气源热泵由于除霜等问题在东北使用的经济性能并不高，本专利技术将对空气源热泵的制冷剂及除霜的运行模式进行研究，研发出一套适合东北严寒气候的太阳能
‑
空气源供暖系统。以往的供暖系统是根据外界实时温度变化来调节运行模式，具有延迟等缺点。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种太阳能空气源热泵供暖系统，根据气候特点按照建筑布局、规划和节能的要求，设计一套太阳能
‑
空气源热泵供暖系统。
[0007]这种太阳能空气源热泵供暖系统，天气信息接收单元，用于接收天气预报信息；天气信息处理单元，用于分析天气预报信息，计算建筑耗热量，需要修正的耗热量；热量传输单元，用于将需要修正的耗热量传输给热泵系统；
[0008]热量输出单元，用于输出热泵的热量供暖。
[0009]进一步优化，所述的天气信息处理单元处理信息流程如下：
[0010]A.设置仿真浏览器环境及head；
[0011]B.调用天气预报服务API接口http://wthrcdn.etouch.cn/weather_mini？citykey＝101060801；
[0012]C.解压返回的内容得到json文件；
[0013]D.解析json，获得第二天气温、风向、风速参数；
[0014]E.结合建筑朝向，建筑耗热量，建筑传热系数，建筑冷风渗透耗热量，冷风侵入耗热量，室外气温，风向，风速参数计算热负荷，同时计算建筑耗热量的修正量。
[0015]进一步优化，所述的建筑传热系数包括外墙传热系数及内墙传热系数：
[0016]外墙惰性指标计算：
[0017][0018]式中：D——外墙传热系数惰性指标；
[0019]R
i
——材料层热阻，m2·
K/W；
[0020]S
i
——材料层蓄热系数，m2·
K/W；
[0021]λ
i
——材料层导热系数，W/m2·
K；
[0022]σ
i
——材料层厚度，m；
[0023]外墙及内墙传热系数计算：
[0024][0025]式中：K
‑
外墙传热系数；
[0026]R0——围护结构传热阻，m2·
K/W；
[0027]α
n
、α
w
——围护结构内、外表面换热系数；
[0028]λ
i
——材料层导热系数，W/m2·
K；
[0029]σ
i
——材料层厚度，m。
[0030]进一步优化，所述的建筑的耗热量计算如下：
[0031]Q1＝αKF(t
n
‑
t
w
)
[0032]式中：α——围护结构温差修正系数；
[0033]K——围护结构传热系数，W/(m2·
K)；
[0034]F——围护结构面积，m2；
[0035]t
n
——冬季室内计算温度，℃；
[0036]t
w
——供暖室外计算温度，℃。
[0037]进一步优化，所述的建筑冷风渗透耗热量计算如下： Q2＝0.278V
n
ρ
W
c
p
n
k
(t
n
‑
t
w
′
)
[0038]式中：Q2——冷风渗透耗热量，W；
[0039]V
n
——房间的内部体积，m3；
[0040]ρ
w
——供暖室外计算下的空气密度，kg/m3；
[0041]c
p
——冷空气的定压比热，c＝1kJ/(kg
·
K)；
[0042]t
n
——冬季室内计算温度，℃；
[0043]t
′
w
——供暖室外计算温度，℃。
[0044]进一步优化，所述的冷风侵入耗热量计算：
[0045]Q3＝NQ1·
j
·
m
[0046]式中：Q3——冷风侵入耗热量，W；
[0047]Q1·
j
·
m
——外门的基本耗热量，W；
[0048]N——冷风侵入的外门附加率。
[0049]进一步优化，所述的建筑耗热量的修正量计算：
[0050]Q1′
＝Q1·
j
′
′
+Q1·
x
′
＝(1+x
g
)∑αKF(t
n
‑
t
w
′
)(1+x
ch
+x
f
)
[0051]式中：Q1′
——围护结构耗热量，W；
[0052]x
ch
——朝向修正率；
[0053]x
f
——风力附加率；
[0054]x
g
——高度附加率，15≥x
g
≥0。
[0055]本专利技术的优点在于：充分利用互联网+思维，将系统与互联网相连接，利用随时更新的国家气象局数据，提前调整运行模式，减小温度调节的延迟时间。
附图说明
[0056]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.太阳能空气源热泵供暖系统，包含：天气信息接收单元，用于接收天气预报信息；天气信息处理单元，用于分析天气预报信息，计算建筑耗热量，需要修正的耗热量；热量传输单元，用于将需要修正的耗热量传输给热泵系统；热量输出单元，用于输出热泵的热量供暖。2.根据权利要求1所述的太阳能空气源热泵供暖系统,其特征在于：所述的天气信息处理单元处理信息流程如下：A.设置仿真浏览器环境及head；B.调用天气预报服务API接口http://wthrcdn.etouch.cn/weather_mini？citykey＝101060801；C.解压返回的内容得到json文件；D.解析json，获得第二天气温、风向、风速参数E.结合建筑朝向，建筑耗热量，建筑传热系数，建筑冷风渗透耗热量，冷风侵入耗热量，室外气温，风向，风速参数计算热负荷，同时计算建筑耗热量的修正量。3.根据权利要求2所述的太阳能空气源热泵供暖系统,其特征在于：所述的建筑传热系数包括外墙传热系数及内墙传热系数：外墙惰性指标计算：式中：D——外墙传热系数惰性指标；R
i
——材料层热阻，m2·
K/W；S
i
——材料层蓄热系数，m2·
K/W；λ
i
——材料层导热系数，W/m2·
K；σ
i
——材料层厚度，m；外墙及内墙传热系数计算：式中：K
‑
外墙传热系数；R0——围护结构传热阻，m2·
K/W；α
n
、α
w
——围护结构内、外表面换热系数；λ
i
——材料层导热系数，W/m2·
K；σ
i
——材料层厚度，m。4.根据权利要求2所述的太阳能空气源热泵供暖系统,其特征在于：所述的建筑的耗热量计算如下：Q1＝αKF(t
n
‑
t
w
)式中：α——围护结构温差修正系数；K——围护结构传热系数，W/(m2·
K)；F——围护结构面积，m2；t
n

【专利技术属性】
技术研发人员：孙宝座，杨香锐，刘淼，孙誉晋，
申请(专利权)人：东北石油大学，
类型：发明
国别省市：