CN105003952A - 三热源无霜热泵系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三热源无霜热泵系统，包括：本发明公开了一种三热源无霜热泵系统，包括太阳能集热系统、空气源热泵系统和低凝固点蓄能溶液塔系统；太阳能集热系统包括太阳能集热器、太阳能热水罐、淋浴水罐和两台循环水泵；空气源热泵系统包括第一板式换热器、第二板式换热器、风冷蒸发器、压缩机、干燥过滤器、节流装置、三通换向阀以及两个单向阀组；两个单向阀组包括第一单向阀组和第二单向阀组；低凝固点蓄能溶液塔系统包括低凝固点蓄能溶液塔、补水箱、溶液循环泵和溶液补水泵。本发明的三热源无霜热泵系统，具有集成了太阳能供热方式、空气源热泵以及能源塔供热方式等三种供热方式、能效比高、能适应不同冬季工况等优点。

Description

三热源无霜热泵系统

技术领域

本发明涉及一种热泵系统，具体涉及是一种利用太阳能、空气源、低凝固点蓄能溶液塔等三种热源的无霜热泵系统。

背景技术

如今，我国城镇的建筑面积以达到约有88亿立方米，总的采暖能耗约1.53亿吨标煤/年，约占我国城镇建筑运行能耗总量的40％，因此降低冬季采暖季节能源消耗是降低我国总体能耗的一条可行道路。

空气源热泵是一种将低位热源的热能转移到高位热源的装置，它以空气作为热源从自然界的空气获取低品位热能，经过电力做功，将其转化为可被利用的高品位热能再向人们提供，具有以其高效、节能、环保的特点。其结构简单，使用方便，相较传统供暖方式，使用成本只有电热供暖方式的1/4，而和传统的燃气供暖相比，不用耗用任何的煤气燃料，使用成本只是其的1/3。同样太阳能供暖方式，作为一种利用可再生能源的新型供暖方式，其通过太阳能集热管中工质水的升温相变收集太阳光中热能，整个过程不消耗化石燃料，不排放有害气体。将空气源热泵系统和太阳能供暖系统用以替代我国传统供暖方式可以提高能源利用率，降低能耗，有效改善我国冬季供暖能耗过大问题。然而，空气源热泵系统和太阳能集热供暖系统在具有以上优势的同时也各自具有其局限性。太阳能集热供暖系统受天气因素影响较大，只能在白天集热，供暖的时间有限和稳定系较差，当遇到连续阴雨天气时无法使用；而空气源热泵在寒冷的北方地区和高湿寒冷的南方冬季制热运行时室外翅片管换热器上会结霜。霜层会增加湿空气和翅片表面之间的导热热阻，并且加大了空气流过翅片管蒸发器的阻力，降低了空气流量；随着霜层的增厚，热泵系统制热性能将逐渐降低，严重时造成热泵系统无法工作。结霜问题是影响热泵机组冬季正常制热的主要因素，一定程度上限制了空气源热泵系统的普及应用。

为了解决空气源热泵系统结霜问题，提高热泵系统的季节和地域适应性，能源塔热泵技术由此产生。能源塔热泵技术是通过能源塔的热交换和热泵机组作用，实现供暖、制冷以及提供热水的技术。冬天它可以利用低于冰点载体介质，高效提取冰点以下的湿球水热能，实现冰点以下低温热能向高温位转移。能源塔热泵空调系统适用于冬季气候、气象条件阴雨连绵，空气湿度大，潮湿阴冷地区。相较传统空气源热泵系统，能源塔在潮湿阴冷空气湿度大条件制热运行不会产生结霜问题，因而可稳定高效提取冰点以下的湿球水体显热能。能源塔按照供热负荷能力设计其换热面积，其冬季使月波动很小的湿球温度显热能作为热源，换热性能稳定，整个冬季机组的性能系数COP可达到3.0～3.5。

基于太阳能供热，空气源热泵供热以及能源塔供热的特点设计集三种系统优点为一体的新型供暖系统是当前供暖节能技术的一个发展方向。

发明内容

本发明是为避免上述已有技术中存在的不足之处，提供一种三热源无霜热泵系统，以能够利用太阳能、空气源热泵以及低凝固点蓄能溶液塔等多种集热形式进行供暖并提供洗浴热水、节约能源。

本发明提供的技术方案为：

三热源无霜热泵系统，包括：

太阳能集热系统，其包括太阳能集热器、太阳能热水罐、淋浴水罐、第一循环水泵及第二循环水泵，所述太阳能集热器通过第三三通换向阀分别与所述太阳能热水罐及供暖管路相连，所述太阳能热水罐依次通过第二三通换向阀及第二单向阀组中的一个单向阀与所述淋浴水罐中的加热盘管相连；

其中，所述第一循环水泵及所述第二循环水泵分别为驱动供暖热水和淋浴热水提供动力；

空气源热泵系统中，其包括第一板式换热器、第二板式换热器、风冷蒸发器、压缩机、干燥过滤器、节流装置、第一三通换向阀、第一单向阀组及第二单向阀组，所述第一板式换热器通过第一三通换向阀分别与所述第二板式换热器及所述风冷蒸发器相连接，所述风冷蒸发器通过第一单向阀组中的一个单向阀连接所述第一板式换热器，所述第二板式换热器通过第一单向阀组中的另一个单向阀连接所述第一板式换热器；

低凝固点蓄能溶液塔系统，其包括低凝固点蓄能溶液塔，所述低凝固点蓄能溶液塔连接所述第二板式换热器；

其中，所述空气源热泵系统通过所述第一板式换热器及第二单向阀组中的另一个单向阀与所述太阳能集热系统相连，所述空气源热泵系统通过所述第二板式换热器与低凝固点蓄能溶液塔相连；

所述热泵系统通过所述第一三通换向阀和所述第一单向阀组实现根据不同工况条件切换所述热泵系统的集热方式，使所述热泵系统能够根据不同工况在利用所述风冷蒸发器集热和利用第二板式换热器通过低凝固点溶液塔集热两种不同的工作模式间任意切换。

优选的是，在所述太阳能集热系统中，所述太阳能热水罐上安装有压力表和安全减压阀。

优选的是，在所述太阳能集热系统中，所述淋浴水罐上部设置有与自来水管相连的电磁阀，其用于控制向所述淋浴水罐中加水量。优选的是，所述太阳能集热系统中，所述太阳能热水罐和所述淋浴水罐采用串联的连接方式，所述太阳能热水罐中用于供暖的热水通过所述淋浴水罐中设置的加热盘管加热淋浴水。

优选的是，低凝固点蓄能溶液塔系统中设置补水箱，所述补水箱的上方设置有与自来水管相连的电磁阀，其用于控制所述补水箱中的补水量。

优选的是，所述的第二板式换热器采用塑料材质制成，用于防止其中溶液对管路的腐蚀。

优选的是，所述低凝固点溶液塔系统中的连接管路采用塑料PVC材料制成，用于防止长期使用过程中造成腐蚀损坏。

优选的是，所述加热盘管采用铜制盘管。

一种调节三热源无霜热泵系统运行模式的方法，利用所述的三热源无霜热泵系统；

步骤一：当所述热泵系统开启后，选择五种模式之一运行；

步骤二：当外界条件变化时，其中，运行时间在7时至当日17时，外界温度不低于0℃时，切换至太阳能独立供热模式：循环水流经第二三通换向阀，此时第二三通换向阀的右侧通路关闭且下侧通路开启，热水直接通过第二单向阀组中的一个单向阀进入淋浴水罐中的加热盘管，流出热水通过第三三通换向阀重新进入太阳能集热器完成一次循环；

运行时间在7时至当日17时，外界温度低于0℃并且不低于-5℃时，切换至太阳能、空气源热泵供热模式：循环水流经第二三通换向阀，此时第二三通换向阀右侧通路开启且下侧通路关闭，热水流经第一板式换热器，经过第一板式换热器的热水通过第二单向阀组的另一个单向阀进入位于淋浴水罐中的加热盘管，流出热水通过第三三通换向阀重新进入太阳能集热器完成一次循环；同时，第一三通换向阀的上侧通路开启且下侧通路关闭，在第一板式换热器中冷凝的制冷剂节流后流入风冷蒸发器，再流经第一单向阀组后流入第一板式换热器加热供暖热水；

运行时间在7时至当日17时，外界环境温度低于-5℃时，切换至太阳能、空气源热泵及低凝固点蓄能溶液塔供热模式：循环水流经第二三通换向阀，此时第二三通换向阀的右侧通路开启且下侧通路关闭，热水流经第一板式换热器，经过第一板式换热器的热水通过第二单向阀组的另一个单向阀进入位于淋浴水罐中的加热盘管，流出热水通过第三三通换向阀重新进入太阳能集热器完成一次循环；同时，第一三通换向阀的上侧通路关闭且下侧通路开启，在第一板式换热器中冷凝的制冷剂节流后流经第二板式换热器，再流经第一单向阀组后流入第一板式换热器加热供暖热水；

运行时间在17时至次日7时，外界环境温度不低于-5℃时，切换至空气源热泵独立供热模式：流出热水进入第三三通换向阀，此时第三三通换向阀上侧通路关闭且右侧通路开启，供暖热水不流回太阳能集热器，而是直接进入太阳能热水罐完成循环；

运行时间在17时至次日7时，外界环境温度低于-5℃时，切换至空气源热泵及低凝固点蓄能溶液塔供热模式：流出热水进入第三三通换向阀，此时第三三通换向阀的上侧通路关闭且右侧通路开启，供暖热水不流回太阳能集热器，而是直接进入太阳能热水罐完成循环。

本发明所述的有益效果：本发明所述的三热源无霜热泵系统，集太阳能、空气源热泵以及低凝固点蓄能溶液塔集热形式于一体同时实现了冬季房间供暖并提供洗浴等生活用热水的功能。在不同的冬季运行工况下系统可以在太阳能独立供热运行方式，太阳能、空气源热泵供热运行方式，太阳能、热泵及低凝固点溶液塔供热运行方式，空气源热泵独立供热运行方式，热泵及低凝固点溶液塔供热运行方式这五种不同的供热运行方式间切换。本发明系统基于传统的太阳能供热方式，增加了空气源热泵以及能源塔供热方式，设计集三种系统优点为一体提高了传统太阳能供暖系统对不同冬季工况的适应能力，系统具有很高的能效比，利用可再生资源的同时减少了温室气体排放，是当前供暖节能技术的一个发展方向。

本发明的三热源无霜热泵系统，具有集成了太阳能供热方式、空气源热泵以及能源塔供热方式等三种供热方式、能效比高、能适应不同冬季工况等优点。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明的三热源无霜热泵系统的系统结构图。

图2为本发明的三热源无霜热泵系统的太阳能独立供热运行方式图。

图3为本发明的三热源无霜热泵系统的太阳能、空气源热泵供热运行方式图。

图4为本发明的三热源无霜热泵系统的太阳能、空气源热泵及低凝固点蓄能溶液塔供热运行方式图。

图5为本发明的三热源无霜热泵系统的空气源热泵独立供热运行方式图。

图6为本发明的三热源无霜热泵系统的空气源热泵及低凝固点蓄能溶液塔供热运行方式图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

图1示出了根据本发明的一种实现形式：

在太阳能集热系统中，太阳能集热器1与太阳能热水罐2之间通过第一电磁阀24相连接，太阳能集热器1通过第三三通换向阀15连接太阳能热水罐2，通过第三三通换向阀15和第四电磁阀27连接供暖管路，第四电磁阀27还提供水管连接第八电磁阀31，淋浴水管依次通过第三电磁阀26、第二循环水泵19与淋浴水罐4的底部出水口相连接。供暖管路通过第二电磁阀25连接加热盘管5。淋浴水罐4顶端入水口通过第七电磁阀30连接自来水管路，淋浴水罐4的底部设置有排水阀33。

太阳能热水罐2通过第一循环水泵18、第二三通换向阀14连接第一板式换热器3；第二三通换向阀14、第一板式换热器3还分别通过第二单向阀组17的两个单向阀连接加热盘管5。

太阳能集热器1采用真空集热管结构，太阳能集热器1的出口与太阳能热水罐2相连的管路上设置有第一电磁阀24，用以控制太阳能集热器中水量。太阳能热水罐2中的热水用加热于淋浴用热水并为房间供暖，第一循环水泵18与太阳能热水罐2相连，为驱动太阳能热水罐2中的热水提供动力。第二三通换向阀14通过管路将第一循环水泵18和板式换热器3水侧入口管相连，第二三通换向阀14与连接第一板式换热器3的第二单向阀组17共同作用实现供暖系统在太阳能单独供热和热泵太阳能复合供热两种运行方式间切换。第二循环水泵19与淋浴水罐4相连接，用于为驱动淋浴热水提供动力。第二电磁阀25和第四电磁阀27用来控制用户端供暖热水的水量，第三电磁阀26用来控制淋浴供水的水量，第八电磁阀31用于用户端房间供暖设备维修时排水使用。管线中的第三三通换向阀15连接太阳能集热器1和太阳能热水罐2底部入口，第三三通换向阀15的作用是将太阳能集热器短路，实现夜间等工况下通过热泵系统单独供热的运行模式。

在空气源热泵系统中，第一板式换热器3通过干燥过滤器11、节流装置12连接第一三通换向阀13，第一三通换向阀13的另外两个接口分别与所述第二板式换热器7、风冷蒸发器6相连接，风冷蒸发器6通过第一单向阀组16中的一个单向阀和压缩机10连接第一板式换热器3；第二板式换热器7通过第一单向阀组16中的另一个单向阀和压缩机10连接第一板式换热器3；其中，压缩机10压缩制冷剂气体，并为制冷剂循环提供动力，干燥过滤器11起到干燥过滤制冷剂中水分和杂质保证热泵稳定运行的作用，液态制冷剂在风冷蒸发器6中蒸发吸收外接空气中的热量，并通过第一板式换热器3将吸收的热量传递给用户端热水，实现供暖的目的，第一板式换热器3采用铝合金材料，其中通过制冷剂和供暖热水，制冷剂在第一板式换热器3冷凝放热，实现加热热水的作用。

在低凝固点蓄能溶液塔系统中，低凝固点蓄能溶液塔8的上端通过第五电磁阀28连接第二板式换热器7，所述低凝固点蓄能溶液塔8的下端通过溶液循环泵20连接第二板式换热器7，低凝固点蓄能溶液塔8的下端还通过第六电磁阀29、溶液补水泵21与补水箱9相连接。

在所述的热泵系统中，所述的第一循环水泵18和第二循环水泵19分别为驱动供暖热水和淋浴热水提供动力，所述的太阳能集热系统通过板式换热器实现与空气源热泵系统的负荷；所述第一三通换向阀13及所述第一单向阀组16起到切换热泵集热方式的作用，使热泵可以根据不同工况在利用风冷蒸发器6集热和利用第二板式换热器7通过低凝固点溶液塔集热两种不同的工作模式任意切换；所述空气源热泵系统通过第一板式换热器3和第二板式换热器7分别与太阳能集热系统和低凝固点蓄能溶液塔8相连；

在另一种实施例中，太阳能热水罐2上安装有压力表22和安全减压阀23，压力表22用于显示太阳能热水罐2中压力，安全减压阀23用于保证太阳能热水罐2中压力不超过热水罐安全压力。

在另一种实施例中，淋浴水罐4上部设置有与自来水管相连的第七电磁阀30，其用于控制向所述淋浴水罐4中加水量，加热盘管5中通过来自太阳能热水罐2中的供暖用热水，通过加热盘管5的换热实现对淋浴水罐4中的水加热的作用。

在另一种实施例中，太阳能热水罐2和淋浴水罐4采用串联的连接方式，太阳能热水罐2中用于供暖的热水通过淋浴水罐4中设置的加热盘管5加热淋浴水。

在另一种实施例中，所述溶液补水泵21与补水箱9相连，为向低凝固点溶液塔中补充溶液提供动力，补水过程的补水量通过第六电磁阀29控制，所述补水箱9上方设置有与自来水管相连的第九电磁阀32用于向补水箱9中加水，溶液循环泵20为驱动溶液在低凝固点蓄能溶液塔8和第二板式换热器7之间循环提供动力，第五电磁阀28用来控制循环过程中溶液的水量。

在另一种实施例中，与所述低凝固点溶液塔系统相连接的第二板式换热器7采用塑料材质制成，以防长期使用过程中造成腐蚀损坏，其中通过低压制冷剂液体和来自低凝固点蓄能溶液塔的溶液，通过低压制冷剂蒸发吸收溶液中的热量，实现从低凝固点溶液塔中集热的运行模式。

在另一种实施例中，所述低凝固点溶液塔系统中的连接管路采用塑料PVC材料制成，用于防止其中溶液对管路的腐蚀。

在另一种实施例中，所述太阳能集热系统中的加热盘管采用铜质盘管，利用其较高的传热效率，使加热盘管中的热水与所述淋浴水罐中的水进行快速的热交换，并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此，在实施本发明时，可以根据使用者需求选择传热效率更高的材质进行替换。

本发明所述的三热源无霜热泵系统，可以根据不同工况，利用PLC或工控机等控制装置，通过太阳能集热系统和热泵系统中的三通换向阀和单向阀组实现根据不同运行工况，切换系统运行模式，利用本发明的三热源无霜热泵系统的运行模式有五种，分别为：(1)太阳能独立供热运行模式；(2)太阳能、空气源热泵供热运行模式；(3)太阳能、空气源热泵及低凝固点蓄能溶液塔供热运行模式；(4)空气源热泵独立供热运行模式；(5)空气源热泵及低凝固点蓄能溶液塔供热运行模式。

本发明所述的三热源无霜热泵系统采用如下步骤进行运行：

步骤一：当所述热泵系统开启后，选择五种模式之一运行；

步骤二：当外界条件发生变化时再调节不同的运行模式：

图2示出了根据本发明所述热泵系统的太阳能独立供热运行方式：运行时间在7时至当日17时，外界温度不低于0℃时，切换至太阳能独立供热的运行方式，此时供暖用循环水在太阳能集热器1中吸收太阳的热量被加热后进入太阳能热水罐2，在第一循环水泵18的驱动下流经第二三通换向阀14，第二三通换向阀14采用电子控制方式，此时第二三通换向阀14的右侧通路关闭且下侧通路开启，热水不流经第一板式换热器3，而是直接通过第二单向阀组17进入位于淋浴水罐4中的加热盘管5，热水流过加热盘管5不断加热淋浴水罐4中淋浴用水，直到加热盘管5中水温与淋浴水罐4水温达到相同温度，热水流出加热盘管5后进入用户房间进行房间供暖，供暖热水的水量通过第二电磁阀25和第四电磁阀27控制，流出用户房间的供暖热水通过第三三通换向阀15重新进入太阳能集热器1完成一次循环。

图3示出了根据本发明所述热泵系统的太阳能、空气源热泵供热运行方式：运行时间在7时至当日17时，外界温度低于0℃并且不低于-5℃时，切换至太阳能、空气源热泵供热的运行方式，此时供暖用循环水在太阳能集热器1中吸收太阳的热量被加热后进入太阳能热水罐2，在第一循环水泵18的驱动下流经第二三通换向阀14，第二三通换向阀14采用电子控制方式，此时第二三通换向阀14右侧通路开启且下侧通路关闭，热水流经第一板式换热器3与热泵系统进行换热，第一板式换热器3相当于热泵系统冷凝器，制冷剂在其中冷凝放热补充太阳能系统由于阳光不足不能满足的供热量，经过第一板式换热器3补充热量的供暖热水通过第二单向阀组17进入位于淋浴水罐4中的加热盘管5，热水流过加热盘管5不断加热淋浴水罐4中淋浴用水，直到加热盘管5中水温与淋浴水罐4水温达到相同温度，热水流出加热盘管5后进入用户房间进行房间供暖，供暖热水的水量通过第二电磁阀25和第四电磁阀27控制，流出用户房间的供暖热水通过第三三通换向阀15重新进入太阳能集热器1完成一次循环。

在此运行模式中的热泵系统，第一三通换向阀13的上侧通路开启且下侧通路关闭时，在第一板式换热器3中冷凝的制冷剂节流后不流经第二板式换热器7，而是流入风冷蒸发器6并从外界环境中吸收热量，再流经第一单向阀组16后经过压缩机10压缩后流入第一板式换热器3加热供暖热水。

图4示出了根据本发明所述热泵系统的太阳能、空气源热泵及低凝固点蓄能溶液塔供热运行方式：运行时间在7时至当日17时，外界环境温度低于-5℃时，切换至这种运行方式，此时供暖用循环水在太阳能集热器1中吸收太阳的热量被加热后进入太阳能热水罐2，在第一循环水泵18的驱动下流经第二三通换向阀14，此时第二三通换向阀14的右侧通路开启且下侧通路关闭，热水流经第一板式换热器3与热泵系统进行换热补充太阳能系统由于阳光不足不能满足的供热量，经过第一板式换热器3补充热量的供暖热水通过第二单向阀组17进入位于淋浴水罐4中的加热盘管5，热水流过加热盘管5不断加热淋浴水罐4中淋浴用水，直到加热盘管5中水温与淋浴水罐4水温达到相同温度，热水流出加热盘管5后进入用户房间进行房间供暖，供暖热水的水量通过第二电磁阀25和第四电磁阀27控制，流出用户房间的供暖热水通过第三三通换向阀15重新进入太阳能集热器1完成一次循环。

在此运行模式中的热泵系统，通过第二板式换热器7从低凝固点蓄能溶液塔中吸热，以避免外界环境温度过低造成的蒸发器结霜问题，此时第一三通换向阀13的上侧通路关闭且下侧通路开启，在第一板式换热器3中冷凝的制冷剂节流后流经第二板式换热器7，并从其中循环的溶液中吸收热量后流经第一单向阀组16后经过压缩机10压缩后流入第一板式换热器3加热供暖热水。

在此运行模式中的热泵系统，低凝固点溶液塔能源系统通过第二板式换热器7向系统提供补充热量，低凝固点溶液塔能源系统的循环通过溶液循环泵20驱动，通过第五电磁阀28来控制通过第二板式换热器7的溶液循环量，溶液通过低凝固点蓄能溶液塔8顶部喷淋吸收空气中的热量，由于溶液的冻点很低因此可在室外环境温度很低的工况下集热，利用低凝固点蓄能溶液塔系统实现了系统在低温工况下的高效供暖。

图5示出了根据本发明所述热泵系统的空气源热泵独立供热运行方式：运行时间在17时至次日7时，外界环境温度不低于-5℃时，切换至这种运行方式，此时供暖用循环水在第一循环水泵18的驱动下流经第二三通换向阀14，第二三通换向阀14采用电子控制方式，此时第二三通换向阀14右侧通路开启且下侧通路关闭，热水流经第一板式换热器3与热泵系统进行换热，第一板式换热器3相当于热泵系统冷凝器，制冷剂在其中冷凝放热进行供能，经过第一板式换热器3补充热量的供暖热水通过第二单向阀组17进入位于淋浴水罐4中的加热盘管5，热水流过加热盘管5不断加热淋浴水罐4中淋浴用水，直到加热盘管5中水温与淋浴水罐4水温达到相同温度，热水流出加热盘管5后进入用户房间进行房间供暖，供暖热水的水量通过第二电磁阀25和第四电磁阀27控制，流出用户房间的供暖热水进入第三三通换向阀15，此时第三三通换向阀15上侧通路关闭且右侧通路开启，供暖热水不流回太阳能集热器1，而是直接进入太阳能热水罐2完成循环，以避免夜间热水流经太阳能集热器1造成热量损失。

在此运行模式中的热泵系统，第一三通换向阀13的上侧通路开启且下侧通路关闭时，在第一板式换热器3中冷凝的制冷剂节流后不流经第二板式换热器7，而是流入风冷蒸发器6并从外界环境中吸收热量，再流经第一单向阀组16后经过压缩机10压缩后流入第一板式换热器3加热供暖热水。

图6示出了根据本发明所述热泵系统的空气源热泵系统及低凝固点蓄能溶液塔供热运行方式：运行时间在17时至次日7时，外界环境温度低于-5℃时，切换至这种运行方式，此时供暖用循环水在第一循环水泵18的驱动下流经第二三通换向阀14，此时第二三通换向阀14的右侧通路开启且下侧通路关闭，热水流经第一板式换热器3与热泵系统进行换热，第一板式换热器3相当于热泵系统冷凝器，制冷剂在其中冷凝放热进行供能，经过第一板式换热器3补充热量的供暖热水通过第二单向阀组17进入位于淋浴水罐4中的加热盘管5，热水流过加热盘管5不断加热淋浴水罐4中淋浴用水，直到加热盘管5中水温与淋浴水罐4水温达到相同温度，热水流出加热盘管5后进入用户房间进行房间供暖，供暖热水的水量通过第二电磁阀25和第四电磁阀27控制，流出用户房间的供暖热水进入第三三通换向阀15，此时第三三通换向阀15的上侧通路关闭且右侧通路开启，供暖热水不流回太阳能集热器1直接进入太阳能热水罐2完成循环，以避免夜间热水流经太阳能集热器1造成热量损失。

在此运行模式中的热泵系统，通过第二板式换热器7从低凝固点蓄能溶液塔中吸热，以避免外界环境温度过低造成的蒸发器结霜问题，此时第一三通换向阀13的上侧通路关闭且下侧通路开启，在第一板式换热器3中冷凝的制冷剂节流后流经第二板式换热器7，并从其中循环的溶液中吸收热量后流经第一单向阀组16后经过压缩机10压缩后流入第一板式换热器3加热供暖热水。

在此运行模式中的热泵系统，低凝固点溶液塔能源系统通过第二板式换热器7向系统提供补充热量，低凝固点溶液塔能源系统的循环通过溶液循环泵20驱动，通过第五电磁阀28来控制通过第二板式换热器7的溶液循环量，溶液通过低凝固点蓄能溶液塔8顶部喷淋吸收空气中的热量，由于溶液的冻点很低因此可在室外环境温度很低的工况下集热，利用低凝固点蓄能溶液塔系统实现了系统在低温工况下的高效供暖。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.三热源无霜热泵系统，其特征在于，包括：

太阳能集热系统，其包括太阳能集热器、太阳能热水罐、淋浴水罐、第一循环水泵及第二循环水泵，所述太阳能集热器通过第三三通换向阀分别与所述太阳能热水罐及供暖管路相连，所述太阳能热水罐依次通过第二三通换向阀及第二单向阀组中的一个单向阀与所述淋浴水罐中的加热盘管相连；

其中，所述第一循环水泵及所述第二循环水泵分别为驱动供暖热水和淋浴热水提供动力；

空气源热泵系统中，其包括第一板式换热器、第二板式换热器、风冷蒸发器、压缩机、干燥过滤器、节流装置、第一三通换向阀、第一单向阀组及第二单向阀组，所述第一板式换热器通过第一三通换向阀分别与所述第二板式换热器及所述风冷蒸发器相连接，所述风冷蒸发器通过第一单向阀组中的一个单向阀连接所述第一板式换热器，所述第二板式换热器通过第一单向阀组中的另一个单向阀连接所述第一板式换热器；

低凝固点蓄能溶液塔系统，其包括低凝固点蓄能溶液塔，所述低凝固点蓄能溶液塔连接所述第二板式换热器；

其中，所述空气源热泵系统通过所述第一板式换热器及第二单向阀组中的另一个单向阀与所述太阳能集热系统相连，所述空气源热泵系统通过所述第二板式换热器与低凝固点蓄能溶液塔相连；

所述热泵系统通过所述第一三通换向阀和所述第一单向阀组实现根据不同工况条件切换所述热泵系统的集热方式，使所述热泵系统能够根据不同工况在利用所述风冷蒸发器集热和利用第二板式换热器通过低凝固点溶液塔集热两种不同的工作模式间任意切换。

2.如权利要求1所述的三热源无霜热泵系统，其特征在于，在所述太阳能集热系统中，所述太阳能热水罐上安装有压力表和安全减压阀。

3.如权利要求1或2所述的三热源无霜热泵系统，其特征在于，在所述太阳能集热系统中，所述淋浴水罐上部设置有与自来水管相连的电磁阀，其用于控制向所述淋浴水罐中加水量。

4.如权利要求3所述的三热源无霜热泵系统，其特征在于，所述太阳能集热系统中，所述太阳能热水罐和所述淋浴水罐采用串联的连接方式，所述太阳能热水罐中用于供暖的热水通过所述淋浴水罐中设置的加热盘管加热淋浴水。

5.如权利要求3所述的三热源无霜热泵系统，其特征在于，低凝固点蓄能溶液塔系统中设置补水箱，所述补水箱的上方设置有与自来水管相连的电磁阀，其用于控制所述补水箱中的补水量。

6.如权利要求4所述的三热源无霜热泵系统，其特征在于，所述的第二板式换热器采用塑料材质制成，用于防止其中溶液对管路的腐蚀。

7.如权利要求5中所述的三热源无霜热泵系统，其特征在于，所述低凝固点溶液塔系统中的连接管路采用塑料PVC材料制成，用于防止长期使用过程中造成腐蚀损坏。

8.如权利要求1、2、4-7中任一项所述的三热源无霜热泵系统，其特征在于，所述加热盘管采用铜制盘管。

9.一种调节三热源无霜热泵系统运行模式的方法，其特征在于，利用如权利要求1-8中任一项所述的三热源无霜热泵系统；

步骤一：当所述热泵系统开启后，选择五种模式之一运行；

步骤二：当外界条件变化时，其中，运行时间在7时至当日17时，外界温度不低于0℃时，切换至太阳能独立供热模式：循环水流经第二三通换向阀，此时第二三通换向阀的右侧通路关闭且下侧通路开启，热水直接通过第二单向阀组中的一个单向阀进入淋浴水罐中的加热盘管，流出热水通过第三三通换向阀重新进入太阳能集热器完成一次循环；

运行时间在7时至当日17时，外界温度低于0℃并且不低于-5℃时，切换至太阳能、空气源热泵供热模式：循环水流经第二三通换向阀，此时第二三通换向阀右侧通路开启且下侧通路关闭，热水流经第一板式换热器，经过第一板式换热器的热水通过第二单向阀组的另一个单向阀进入位于淋浴水罐中的加热盘管，流出热水通过第三三通换向阀重新进入太阳能集热器完成一次循环；同时，第一三通换向阀的上侧通路开启且下侧通路关闭，在第一板式换热器中冷凝的制冷剂节流后流入风冷蒸发器，再流经第一单向阀组后流入第一板式换热器加热供暖热水；

运行时间在7时至当日17时，外界环境温度低于-5℃时，切换至太阳能、空气源热泵及低凝固点蓄能溶液塔供热模式：循环水流经第二三通换向阀，此时第二三通换向阀的右侧通路开启且下侧通路关闭，热水流经第一板式换热器，经过第一板式换热器的热水通过第二单向阀组的另一个单向阀进入位于淋浴水罐中的加热盘管，流出热水通过第三三通换向阀重新进入太阳能集热器完成一次循环；同时，第一三通换向阀的上侧通路关闭且下侧通路开启，在第一板式换热器中冷凝的制冷剂节流后流经第二板式换热器，再流经第一单向阀组后流入第一板式换热器加热供暖热水；

运行时间在17时至次日7时，外界环境温度不低于-5℃时，切换至空气源热泵独立供热模式：流出热水进入第三三通换向阀，此时第三三通换向阀上侧通路关闭且右侧通路开启，供暖热水不流回太阳能集热器，而是直接进入太阳能热水罐完成循环；

运行时间在17时至次日7时，外界环境温度低于-5℃时，切换至空气源热泵及低凝固点蓄能溶液塔供热模式：流出热水进入第三三通换向阀，此时第三三通换向阀的上侧通路关闭且右侧通路开启，供暖热水不流回太阳能集热器，而是直接进入太阳能热水罐完成循环。