CN108444152A - 全效能组合式空气源热泵系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全效能组合式空气源热泵系统，包括：空气源热泵单元，与热泵室内机出风口连接的室内气水换热单元，室内气水换热单元输出端连接基本应用单元，设置于热泵室外机出风侧的包括风力发电模块的室外排风增效单元，与室外排风增效单元出风口连接的室外气液换热单元，室外气液换热单元输出端连接废能应用单元。本发明的全效能组合式空气源热泵系统，有效解决了夏季“结露”问题和冬季频繁“化霜”影响采暖问题；室外机的风机风能转化为电能回收利用，减少了能源浪费；室外机产生的废冷废热得以回收利用，节能高效，减排环保，避免主机周围环境因过冷或过热而造成主机能效衰减或死机，机组运行稳定可靠，实现了一机多用。
Description
技术领域
本发明涉及空气源热泵中央空调技术领域，具体涉及一种全效能组合式空气源热泵系统，集制冷、制热、制取热水、风能发电、废能回收利用及蓄能等多种功能于一体。
背景技术
空气能作为清洁环保低位热源，具有取之不尽，用之不竭，处处都有，可以无偿地获取的优点，使得空气源热泵机组在家庭及企事业单位冬季采暖和夏季制冷等方面得以大量应用。但是，现有技术的空气源热泵机组仍存在以下问题亟待解决：
1、现有空气源热泵(地暖)机组系统因设计、工艺等原因，系统在冬季化霜时(空气源热泵冬季化霜为制冷状态)，特别是冬季低温高湿“雨雪雾”天，化霜过程中系统由制热状态转换为制冷状态，现在应用的热泵地暖机系统因设计上只有一次液(冷媒R410a或R22)-液(载冷热剂，如水)换热系统，没有其他化霜通道，导致系统化霜时地暖循环水路由循环热水变为循环冷水，大大降低了空气源热泵地暖机组的采暖效果，影响了采暖舒适度并且增加了能耗(即降低了制热能效比)；另外整体式机组冬季运行时绝对不能断电，否则系统易冻坏，造成设备报废。
现有空气源热泵(地暖)机组为解决机组冬季化霜系统缺陷，增加了应急措施，针对主机化霜问题改善了设计，通常采用系统加装电辅热装置或增加缓冲水箱等措施解决。但从实际应用看，即使加装了电辅热装置及小容积缓冲水箱，在冬季“雨雪雾”天制热效果仍不理想，且能耗太大；在连续低温高湿“雨雪雾”天气采暖影响尤为明显；整体式机组为了防冻，通常办法是循环水改为循环防冻液，但冬季系统补充防冻液麻烦，给用户使用检修等带来极大不便。
2、现有的空气源热泵(冷暖水系统)机组，在夏季应用于恒温毛细管冷辐射制冷时，由于设计上只有一次液(冷媒R410a或R22)-液(载冷热剂，如水)换热系统，不能实现行业提倡的高温制冷，系统控制“露点”问题不能很好解决，不能进行制冷运行时的“露点”控制；导致系统在应用于毛细管冷辐射时，冷辐射围护结构(如墙面、顶面)表面结露，致使现有的空气源热泵地暖(冷暖)机组很难应用于先进的恒温毛细管“无室内机”冷辐射制冷系统。
3、现有的风冷(即自然风循环)空气源热泵系统，夏季在制冷时，室外主机因热交换对流产生的废热没有加以利用，而是绝大部分直接排入大气，既造成一定热源的浪费，又升高了周围大气环境温度；冬季在制热时，室外主机因热交换对流产生的废冷没有加以利用，而是绝大部分直接排入大气，既造成一定冷源的浪费，又降低了周围大气环境温度。
4、现有的风冷(即自然风循环)空气源热泵系统，夏季及冬季室外主机工作时，风机电机将电能转化为机械能(即风能)后，风能没有加以利用，而是直接排入大气，造成一定的能源浪费。
5、现有的风冷空气源热泵系统因设计、工艺等原因，没有设计及配置热(冷)回收装置，没有设计及考虑风机电机电能一次性转化为机械能后再次把机械能转化为电能加以利用；热泵主机在工作时，有时因为主机周围通风不良、大面积主机集中安装或室外大气0-2级风时，会造成主机周围区域夏季过热，冬季过冷，直接或间接影响机组的工作效率，有时甚至会因主机周围环境过冷或过热而造成主机超工况范围死机。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种节能降耗、减排环保、实用高效的全效能组合式空气源热泵系统。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：全效能组合式空气源热泵系统，所述全效能组合式空气源热泵系统包括空气源热泵单元，所述空气源热泵单元包括通过冷媒管路连接的热泵室内机和热泵室外机；所述全效能组合式空气源热泵系统还包括：
室内气水换热单元，所述室内气水换热单元与所述热泵室内机的出风口连接，所述室内气水换热单元的输出端用于连接基本应用单元；
室外排风增效单元，所述室外排风增效单元包括风力发电模块，所述风力发电模块设置于所述热泵室外机的室外机出风侧；
室外气液换热单元，所述室外气液换热单元与所述室外排风增效单元的出风口连接，所述室外气液换热单元的输出端用于连接废能应用单元。
以下是对本发明的全效能组合式空气源热泵系统的多项进一步改进：
其中，所述室内气水换热单元包括：
气水换热器，所述气水换热器包括壳体和设置于所述壳体内腔的气水换热组件，所述壳体具有壳体进风口和壳体出风口，所述壳体进风口与所述热泵室内机的出风口连接，所述气水换热组件具有进水口和出水口，所述进水口与进水管连接，所述出水口与出水管连接，所述出水管或者所述进水管上设置有循环泵；
气水换热控制器，所述气水换热控制器设置有温湿度检测模块，所述循环泵与所述气水换热控制器电连接。
进一步地，所述气水换热组件包括内螺纹铜管铝翼镀膜换热组件。
更进一步地，所述空气源热泵单元还包括热泵控制器和设置于所述热泵室内机的内机管温传感器，所述内机管温传感器、所述热泵室内机、所述热泵室外机分别与所述热泵控制器电连接。
其中，所述风力发电模块包括风叶和由所述风叶带动的发电机,所述风力发电模块的电力输出端并入电网；或者，所述风力发电模块的电力输出端连接电辅热装置或/和增效热泵，所述电辅热装置设置于所述热泵室外机的室外机进风侧。
进一步地，所述增效热泵包括经冷媒管线连接的增效压缩机、增效冷凝蒸发器、增效蒸发冷凝器、增效换向阀，所述增效压缩机、所述增效冷凝蒸发器设置于所述室外机出风侧，所述增效蒸发冷凝器设置于所述热泵室外机的室外机进风侧。
更进一步地，所述室外排风增效单元还包括温湿度控制器，所述电辅热装置、所述增效热泵皆受控于所述温湿度控制器。
再进一步地，所述热泵室外机的室外机进风侧设置有进风侧壳体，所述进风侧壳体内设置有进风侧初效过滤器、所述增效冷凝蒸发器、所述电辅热装置；所述室外机出风侧设置有出风侧壳体，所述出风侧壳体内设置有所述风力发电模块、出风侧初效过滤器、所述增效压缩机、所述增效冷凝蒸发器。
其中，所述室外气液换热单元包括：
气液换热器，所述气液换热器包括壳体和设置于所述壳体内腔的气液换热组件，所述壳体具有壳体进风口，所述壳体进风口与所述室外排风增效单元的出风口连接，所述气液换热组件具有进液口和出液口，所述进液口与进液管连接，所述出液口与出液管连接，所述出液管或者所述进液管上设置有循环泵；
气液换热控制器，所述循环泵与所述气液换热控制器电连接。
进一步地，所述进液管、所述出液管与废能应用单元连接，所述废能应用单元包括废热应用单元和/或废冷应用单元；所述废热应用单元包括生活热水单元、废热烘干单元、地源蓄热单元、相变蓄热单元；所述废冷应用单元包括辅助冷藏冷冻单元、地源蓄冷单元、相变蓄冷单元。
采用了上述技术方案后，本发明的有益效果如下：
由于本发明的全效能组合式空气源热泵系统包括空气源热泵单元、与空气源热泵单元的热泵室内机出风口连接的室内气水换热单元、与空气源热泵单元的热泵室外机出风口连接的室外排风增效单元、与室外排风增效单元的出风口连接的室外气液换热单元；空气源热泵机组工作时，通过室外排风增效单元的风力发电模块，将热泵室外机的风机风能转化为电能，加以回收利用，减少了能源浪费；通过室外气液换热单元，能够对空气源热泵主机产生的废冷废热加以回收利用，提高机组能效比，既节能降耗、减排环保、实用高效，又避免了主机周围环境因过冷或过热而造成主机能效衰减或死机，保障机组运行高效、稳定可靠。
由于热泵室内机出风口连接有室内气水换热单元，夏季制冷工况时，空气源热泵单元运行，实现冷媒与空气的一次换热，换热后的空气由热泵室内机进入气水换热器的壳体内腔，与气水换热组件内的水进行热交换，实现二次换热后的水用于室内冷辐射制冷；同时，温湿度检测模块检测室内温度与湿度指标，其中一个指标达到设定值时，气水换热控制器即控制循环泵停止运行，从而避免因湿度过高或温度过低造成冷辐射围护结构表面结露，对制冷运行时的“露点”进行了有效控制，实现了行业内倡导的“高温制冷”目标，节能舒适。
由于热泵室内机设置有内机管温传感器，冬季制热取暖需要化霜时，内机管温传感器检测热泵室内机换热管温度，管温达不到温度要求时，热泵室内机不工作(即不出风)，虽然化霜时空气源热泵单元处于制冷状态，由于热泵室内机不与气水换热器进行热交换，从而不会因主机化霜而对地暖循环水路的取暖效果造成影响，彻底解决了系统冬季主机频繁化霜对采暖系统造成的循环水不断降温的难题。
综上所述，本发明的全效能组合式空气源热泵系统，有效解决了夏季“结露”问题和冬季频繁“化霜”影响采暖问题；热泵室外机的风机风能转化为电能，加以回收利用，减少了能源浪费；热泵室外机产生的废冷废热得以回收利用，节能高效，减排环保，避免了主机周围环境因过冷或过热而造成主机能效衰减或死机，机组运行稳定可靠，并且实现了一机多用。
附图说明
图1是本发明实施例的全效能组合式空气源热泵系统结构简图；
图2是本发明实施例的全效能组合式空气源热泵系统应用流程图；
图中：A-空气源热泵系统室内部分；B-空气源热泵系统室外部分；I-空气源热泵单元；II-室内气水换热单元；III-室外排风增效单元；IV-室外气液换热单元；V-基本应用单元；VI-废能应用单元；
1-气水换热器；2-气水换热组件；3-热泵室内机；4-热泵室外机；5-冷媒管路；61-进水管；62-出水管；7-过滤器；8-压力表；9-温度表；10-循环泵；11-水暖地暖单元；111-地暖管；12-水冷制冷单元；121-毛细管网；13-生活热水单元；131-生活热水水箱；132-水箱换热管；133-电辅热装置；14-循环风道；15-空气过滤装置；16-软连接；17-热泵控制器；18-气水换热控制器；19-气液换热控制器；20-气液换热器；21-气液换热组件；23-进液管；24-出液管；25-循环泵；26-辅助冷藏冷冻单元；27-废热烘干单元；28-地源蓄能单元；29-相变蓄能单元；31A-进风侧壳体；31B-出风侧壳体；32-风力发电模块；33-增效冷凝蒸发器；34-增效压缩机；35-电辅热装置；36-增效蒸发冷凝器；37A-进风侧初效过滤器；37B-出风侧初效过滤器；38-冷媒管线；39-温湿度控制器。
图中，箭头所示表示流体流向。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的非限制性说明。
如图1和图2共同所示，本发明的全效能组合式空气源热泵系统分为空气源热泵系统室内部分A和空气源热泵系统室外部分B，包括空气源热泵单元I、室内气水换热单元II、室外排风增效单元III、室外气液换热单元IV。
空气源热泵单元I包括热泵控制器17和通过冷媒管路5连接的热泵室内机3与热泵室外机4；公知的热泵室内机有多种不同的可选择方式，可以是变频多联机组室内机，或者风冷模块机组室内机，或者家用商用一拖一机组室内机，在此不做限定；空气源热泵的热泵室外机4设置有由电机驱动的风机(图中未示出)，用于加快主机翅片管中冷媒与大气的热交换，主机风机产生的机械能即高静压风能可达50-80Pa静压，甚至更高。空气源热泵单元I属于本领域技术人员的公知技术，在此不再详细赘述。
室内气水换热单元II与热泵室内机3的出风口连接，室内气水换热单元II的输出端连接基本应用单元V；室外排风增效单元III设置于热泵室外机4的室外机出风侧；室外气液换热单元IV与室外排风增效单元III的出风口连接，室外气液换热单元IV的输出端连接废能应用单元VI。
如图1所示，其中，室内气水换热单元II包括气水换热器1和气水换热控制器18。气水换热控制器18设置有用于检测温度和湿度的温湿度检测模块。气水换热器1包括壳体和设置于壳体内腔的气水换热组件2，壳体具有壳体进风口和壳体出风口，壳体进风口与热泵室内机3的出风口通过软连接16连接，气水换热组件2具有进水口和出水口，进水口与进水管61连接，出水口与出水管62连接，出水管62上设置有循环泵10，循环泵10与气水换热控制器18电连接，循环泵10也可以设置于进水管61上；出水管62上还设置有公知的泄压阀、过滤器7、压力表8、温度表9。
其中，为了增强换热效果，气水换热组件2优选采用高效内螺纹铜管铝翼镀膜换热组件，即，在内螺纹铜管外套设有铝翅片，并在换热组件的外表面涂覆有吸热膜。内螺纹铜管、铝翅片、吸热膜皆属于本领域技术人员的熟知技术，在此不再详细图示及赘述。
如图1所示，示意出了气水换热组件2串联设置有两个的情形。显然，气水换热组件2的数量不局限于两个，根据实际需要，气水换热组件2的数量可以有所增减，例如，为了提高换热功率，可以串联设置有三个或更多个；基本应用单元V负荷较低的情况下，还可以仅设置一个。高效内螺纹铜管铝翼镀膜换热组件的热交换功率与热泵机组主机功率匹配。在此不对其数量加以限制。
如图1所示，其中，气水换热器1的壳体出风口通过循环风道14与热泵室内机3的进风口(即回风口)连接。如此连接，可以形成如箭头所示的室内空气闭式循环。当然，也可以设计成本领域技术人员熟知的开式循环方式，在此不再赘述。
如图1所示，其中，在气水换热器1的壳体内腔靠近壳体进风口处设置有空气过滤装置15。本实施例中，空气过滤装置15具体采用了空气初效过滤网，可以把送入室内的空气尘埃粒子等过滤掉，提高室内空气品质。
如图1所示，其中，气水换热器1的壳体、热泵室内机3皆与冷凝水排放管线连接，便于汇集、排放制冷工况下产生的冷凝水。
其中，空气源热泵单元I还在其热泵室内机3的换热管设置有内机管温传感器(图中未示出)。内机管温传感器、热泵室内机3、热泵室外机4分别与热泵控制器17电连接。
如图1所示，其中，基本应用单元V通过进水管61、出水管62与气水换热单元II连接，基本应用单元V包括并联设置的水暖地暖单元11、水冷制冷单元12、生活热水单元13。
如图2所示，其中，水暖地暖单元11包括敷设于室内地面的地暖管111，地暖管111的进水端、出水端分别与出水管62、进水管61连接，地暖管111直径大致在16-20mm。地暖管111通常并联设置有多路，通过地暖系统输入端集分水器分别与出水管62、进水管61连接。
如图2所示，其中，水冷制冷单元12包括敷设于室内墙面及顶面的毛细管网121，毛细管网121的进水端、出水端分别与出水管62、进水管61连接，毛细管网121直径大致在6-9mm。毛细管网121通常并联设置有多路，通过毛细管冷辐射系统输入端集分水器分别与出水管62、进水管61连接。
如图2所示，其中，生活热水单元13包括生活热水水箱131和设置于生活热水水箱131内的水箱换热管132，水箱换热管132的进水端、出水端分别与出水管62、进水管61连接。生活热水水箱131内还进一步地设置有公知的电辅热装置133，以备热力不足时，采用电加热方式。生活热水单元13不局限于上述的水箱内置管式换热器的形式，还可以采用公知的小型钎焊式板式换热器方式。
如图1所示，其中，室外排风增效单元III包括：风力发电模块32、由风力发电模块32供电的电辅热装置35和增效热泵，还包括由风力发电模块32供电或者由空气源热泵主机供电的温湿度控制器39，电辅热装置35和增效热泵皆受控于温湿度控制器39，风力发电模块32设置于热泵室外机4的室外机出风侧，风力发电模块32包括风叶(图中未示出)和由风叶带动的发电机(图中未示出)，风力发电模块32的电力输出端(即发电机电力输出端)连接电辅热装置35和增效热泵。
其中，电辅热装置35设置于热泵室外机4的室外机进风侧。电辅热装置35优选采用红外线加热管。更进一步地，最好采用碳纤维红外线加热管(或者均匀布置于主机进风侧的碳纤维红外线加热管群)。
其中，增效热泵包括经冷媒管线38连接的增效压缩机34、增效冷凝蒸发器33、增效蒸发冷凝器36、增效换向阀及储液罐等管路附件(图中未示出)，增效压缩机34、增效冷凝蒸发器33设置于热泵室外机4的室外机出风侧，增效蒸发冷凝器36设置于热泵室外机4的室外机进风侧。增效压缩机34可以是定频压缩机，也可以是变频压缩机，优选采用变频压缩机。
如图1所示，其中，热泵室外机4的室外机进风侧还设置有进风侧壳体31A，进风侧壳体31A内沿风向依次设置有进风侧初效过滤器37A、所述增效冷凝蒸发器36、所述电辅热装置35；室外机出风侧还设置有出风侧壳体31B，出风侧壳体31B内设置有所述风力发电模块32、出风侧初效过滤器37B、所述增效压缩机34、所述增效冷凝蒸发器33、以及冷媒管路附件。室外机进风侧的各部件集成在进风侧壳体31A内，形成进风侧模块；室外机出风侧的各部件集成在出风侧壳体31B内，形成出风侧模块，进风侧模块与出风侧模块为分体式结构，结构更加合理，安装更灵活方便。
显然，室外排风增效单元III的风力发电模块32将室外主机风机的排风风能转化为电能加以回收利用的方式，不局限于上述方式，还可以采用以下应用方式：
不设置增效热泵，仅设置由风力发电模块32供电的电辅热装置35，以及温湿度控制器39。形成结构简单的室外排风增效单元，主要用于冬季“雨雪雾”等低温高湿天气。
不设置电辅热装置，仅设置由风力发电模块32供电的增效热泵，以及温湿度控制器39。形成另一种结构简单的室外排风增效单元，可以用于夏季和冬季。
仅设置风力发电模块32，不设置电辅热装置和增效热泵，结构最为简单，风力发电模块32的电力输出端并入电网使用。
如图1所示，其中，室外气液换热单元IV包括气液换热器20和气液换热控制器19。气液换热器20包括壳体和设置于壳体内腔的气液换热组件21，壳体具有壳体进风口和壳体出风口，壳体进风口与室外排风增效单元III的出风侧壳体31B出风口连接，气液换热组件21具有进液口和出液口，进液口与进液管23连接，出液口与出液管24连接，出液管24或者进液管23上设置有与气液换热控制器19电连接的循环泵25；出液管24还设置有公知的过滤器、压力表等器件。其中，气液换热组件21内的液体优选采用-20至-30℃的防冻液，防冻液具有冬天防冻，夏天防沸，全年防水垢，防腐蚀等优良性能，有利于保障系统的顺畅运行。
其中，气液换热组件21的结构与上述气水换热组件2的结构基本相同，为了增强换热效果，气液换热组件21亦采用高效内螺纹铜管铝翼镀膜换热组件。
其中，如图1所示，示意出了气液换热组件21串联设置有两个的情形。显然，气液换热组件21的数量不局限于两个，根据实际需要，气液换热组件21的数量可以有所增减，例如，为了提高换热功率，可以串联设置有三个或更多个；废能应用单元VI负荷较低的情况下，还可以仅设置一个。高效内螺纹铜管铝翼镀膜换热组件的热交换功率与热泵机组主机功率匹配。在此不对其数量加以限制。
其中，气液换热器20与室外排风增效单元III的出风侧模块优化设计为分体式组装结构。使得室外机结构紧凑，安装灵活方便。
如图2所示，其中，进液管23、出液管24与废能应用单元VI连接，废能应用单元VI包括废热应用单元、废冷应用单元。废热应用单元包括上述生活热水单元13、废热烘干单元27、地源蓄热单元、相变蓄热单元等；废热烘干单元27，例如，可以是用于煤泥、酒渣类、薯渣类、豆渣等各种物料的烘干单元。废冷应用单元包括辅助冷藏冷冻单元26、地源蓄冷单元、相变蓄冷单元等，辅助冷藏冷冻单元26可用于自带冷藏源的食品冷藏或冷冻库的辅助制冷。其中，地源蓄能单元28包括埋设于地表以下30-50米土壤中的直径在25-32毫米的立式双U型蓄能管网(图中未示出)，在制冷工况时，地源蓄能单元28可用作地源蓄热单元，实现地源蓄热功能，以备冬季应用辅助制热；在制热工况时，地源蓄能单元28可用作地源蓄冷单元，实现地源蓄冷能，以备夏季应用辅助制冷。其中，相变蓄能单元29具体可以是采用相变材料制作的蓄能罐或者蓄能箱，在制冷工况时，相变蓄能单元29可用作相变蓄热单元，实现相变蓄热功能，以备冬季应用辅助制热；在制热工况时，相变蓄能单元29可用作相变蓄冷单元，实现相变蓄冷功能，以备夏季应用辅助制冷，相变蓄能是本领域人员的公知技术，在此不做赘述。
显然，废热应用单元、废冷应用单元不局限于上述列举的几种方式，还可应用于其他需要用热、用冷的场合。
本发明的全效能组合式空气源热泵系统工作过程如下：
夏季，制冷工况时，空气源热泵单元I运行，实现冷媒与空气的热交换，即系统的一次换热；换热后的空气由热泵室内机3进入气水换热器1的壳体内腔，与气水换热组件2内的水进行热交换，即实现系统的二次换热，二次换热后的低温水通过循环泵10在水冷制冷单元12的毛细管网121循环，实现室内制冷；同时，温湿度检测模块检测室内温度与湿度指标，只要其中一个指标达到设定值时，气水换热控制器18即控制循环泵10停止运行，滞后一段时间后，停止空气源热泵单元I的运行，从而避免因湿度过高或温度过低造成墙面或/和屋顶等冷辐射围护结构表面结露，对制冷运行时的“露点”进行了有效控制，实现了行业内倡导的“高温制冷”目标，并且节能舒适。制冷工况时，风力发电模块32回收的电能通过设置在室外机进风侧的增效蒸发冷凝器36(制冷侧)用作蒸发器给热泵室外机4的进风降温，提高制冷效率，并且避免因主机周围环境过热而造成主机超工况范围或死机，此工况下，热泵室外机4出风侧的增效冷凝蒸发器33用作冷凝器。制冷工况时，由室外排风增效单元III的出风侧模块的出风口排出的高温空气进入气液换热器20的壳体内腔，与气液换热组件21内的液体进行热交换，高温空气的废热能量转移至气液换热组件21内的液体，高温空气降温后排放；气液换热组件21内的液体温度升高，通过运行循环泵25，将高温液体运载至生活热水单元13、废热烘干单元27等热源需求之处，或者将热能通过地源蓄能单元28、相变蓄能单元29存储，以备冬季应用辅助制热，使空气源热泵主机产生的废热得以回收利用。
冬季，制热工况时，空气源热泵单元I运行，实现冷媒与空气的热交换，即系统的一次换热；换热后的空气由热泵室内机3进入气水换热器1的壳体内腔，与气水换热组件2内的低温水进行热交换，即实现系统的二次换热，二次换热升温后的高温水通过循环泵10在水暖地暖单元11的地暖管111循环，实现室内制热；当遭遇冬季低温高湿“雨雪雾”天，室外机需要化霜时，空气源热泵单元I运行在制冷工况，由于热泵室内机3设置有内机管温传感器，使机组在化霜时具有“防冷风”功能，内机管温传感器检测热泵室内机3的换热管温度并上传热泵控制器17，当管温温度达不到要求时，热泵室内机3不工作(即不出风)，虽然化霜时空气源热泵单元I处于制冷状态，由于热泵室内机3不与气水换热器1进行热交换，从而不会因主机化霜而对地暖循环水路的取暖效果造成影响，彻底解决了系统冬季主机频繁化霜对采暖系统造成的循环水不断降温的难题。制热工况时，风力发电模块32回收的电能通过增效蒸发冷凝器36(制热侧)用作冷凝器给热泵室外机4的进风升温，提高制热效率，且避免因主机周围环境过冷而造成主机超工况范围或死机，此工况下，增效冷凝蒸发器33用作蒸发器；冬季如遇“雨雪雾”等低温高湿天气，因风力发电模块32功率有限，因此通过温湿度控制器39进行控制，当检测到环境温度及湿度指标达到设定值时，停止增效热泵的运行，启动运行电辅热装置35，将风力发电模块32产生的电力转换应用到热泵室外机4进风侧的碳纤维红外线加热管群，由于红外线加热管具有热辐射距离远、温升速度快、热效率高的特点，同时红外线能被空气中的水分子吸收产生共振摩擦热效应，具有对环境升温除湿等优点，产生高效的热辐射供给热泵室外机4的进风侧利用，对进风升温除湿，使主机翅片不宜结霜，能有效延迟主机结霜速度，减少主机化霜次数，大幅提高主机制热效率。制热工况时，由室外排风增效单元III的出风侧模块的出风口排出的低温空气进入气液换热器20的壳体内腔，与气液换热组件21内的液体进行热交换，低温空气的废冷能量转移至气液换热组件21内的液体，低温空气升温后排放，避免热泵室外机4因周围环境过冷而造成主机能效衰减或死机；气液换热组件21内的液体温度降低，通过运行循环泵25，将低温液体运载至辅助冷藏冷冻单元26等冷源需求之处，或者将冷能通过地源蓄能单元28、相变蓄能单元29存储，以备夏季应用辅助制冷，使空气源热泵主机产生的废冷得以回收利用。
Claims (10)
1.全效能组合式空气源热泵系统，所述全效能组合式空气源热泵系统包括空气源热泵单元，所述空气源热泵单元包括通过冷媒管路连接的热泵室内机和热泵室外机；其特征在于，所述全效能组合式空气源热泵系统还包括：
室内气水换热单元，所述室内气水换热单元与所述热泵室内机的出风口连接，所述室内气水换热单元的输出端用于连接基本应用单元；
室外排风增效单元，所述室外排风增效单元包括风力发电模块，所述风力发电模块设置于所述热泵室外机的室外机出风侧；
室外气液换热单元，所述室外气液换热单元与所述室外排风增效单元的出风口连接，所述室外气液换热单元的输出端用于连接废能应用单元。
2.如权利要求1所述的全效能组合式空气源热泵系统，其特征在于，所述室内气水换热单元包括：
气水换热器，所述气水换热器包括壳体和设置于所述壳体内腔的气水换热组件，所述壳体具有壳体进风口和壳体出风口，所述壳体进风口与所述热泵室内机的出风口连接，所述气水换热组件具有进水口和出水口，所述进水口与进水管连接，所述出水口与出水管连接，所述出水管或者所述进水管上设置有循环泵；
气水换热控制器，所述气水换热控制器设置有温湿度检测模块，所述循环泵与所述气水换热控制器电连接。
3.如权利要求2所述的全效能组合式空气源热泵系统，其特征在于，所述气水换热组件包括内螺纹铜管铝翼镀膜换热组件。
4.如权利要求2所述的全效能组合式空气源热泵系统，其特征在于，所述空气源热泵单元还包括热泵控制器和设置于所述热泵室内机的内机管温传感器，所述内机管温传感器、所述热泵室内机、所述热泵室外机分别与所述热泵控制器电连接。
5.如权利要求1所述的全效能组合式空气源热泵系统，其特征在于，所述风力发电模块包括风叶和由所述风叶带动的发电机,所述风力发电模块的电力输出端并入电网；或者，所述风力发电模块的电力输出端连接电辅热装置或/和增效热泵，所述电辅热装置设置于所述热泵室外机的室外机进风侧。
6.如权利要求5所述的全效能组合式空气源热泵系统，其特征在于，所述增效热泵包括经冷媒管线连接的增效压缩机、增效冷凝蒸发器、增效蒸发冷凝器、增效换向阀，所述增效压缩机、所述增效冷凝蒸发器设置于所述室外机出风侧，所述增效蒸发冷凝器设置于所述热泵室外机的室外机进风侧。
7.如权利要求5所述的全效能组合式空气源热泵系统，其特征在于，所述室外排风增效单元还包括温湿度控制器，所述电辅热装置、所述增效热泵皆受控于所述温湿度控制器。
8.如权利要求6所述的全效能组合式空气源热泵系统，其特征在于，所述热泵室外机的室外机进风侧设置有进风侧壳体，所述进风侧壳体内设置有进风侧初效过滤器、所述增效冷凝蒸发器、所述电辅热装置；所述室外机出风侧设置有出风侧壳体，所述出风侧壳体内设置有所述风力发电模块、出风侧初效过滤器、所述增效压缩机、所述增效冷凝蒸发器。
9.如权利要求1所述的全效能组合式空气源热泵系统，其特征在于，所述室外气液换热单元包括：
气液换热器，所述气液换热器包括壳体和设置于所述壳体内腔的气液换热组件，所述壳体具有壳体进风口，所述壳体进风口与所述室外排风增效单元的出风口连接，所述气液换热组件具有进液口和出液口，所述进液口与进液管连接，所述出液口与出液管连接，所述出液管或者所述进液管上设置有循环泵；
气液换热控制器，所述循环泵与所述气液换热控制器电连接。
10.如权利要求9所述的全效能组合式空气源热泵系统，其特征在于，所述进液管、所述出液管与废能应用单元连接，所述废能应用单元包括废热应用单元和/或废冷应用单元；所述废热应用单元包括生活热水单元、废热烘干单元、地源蓄热单元、相变蓄热单元；所述废冷应用单元包括辅助冷藏冷冻单元、地源蓄冷单元、相变蓄冷单元。
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