CN116481099A - 一种双热源热泵系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双热源热泵系统，该双热源热泵系统包括第一热泵系统、第二热泵系统、与该第一热泵系统连接并进行热交换的热水系统、与该第一热泵系统连接并进行热交换的光伏冷却系统、以及与该第一热泵系统和第二热泵系统连接并进行热交换的空调系统；该光伏冷却系统包括与光伏板的散热水管连通的第一水箱，该第一水箱与该第一热泵系统的光电冷却换热器通过第一换热循环回路连通，该第一换热循环回路上设有用于促进该第一换热循环回路及第一水箱内水循环的光电冷却循环水泵。

Description

一种双热源热泵系统
技术领域
本发明涉及热泵领域，更具体地说，涉及一种双热源热泵系统。
背景技术
我国处于能源利用大国，可再生能源、清洁能源和替代能源继续开发和应用。太阳能光伏作为一种清洁绿色能源，其环保性、持续性、丰富性等优点受到人们的青睐。因为光伏电池板在工作时自身会产生热量，随着温度增加，会导致光电转换效率大幅降低。所以现有技术中在光伏电池板下分布的铝管(内充满水)就起到了对光伏电池板降温作用，另一方面，铝管内部水吸热，由于热胀冷缩原理，热水向上运动而流入存储水的水箱中，冷水向下流淌，继续冷却光伏电池板和自身吸收热量，这就导致这部分热量被浪费掉。
光伏电池板发电所产生的热量被底下铝管里水吸收带走，从而光伏电池板冷却，提高发电效率，水箱中的温度也有所上升。但是在环境温度较高，光照强烈的情况下，光伏电池板产生的热量大，而水箱散热慢，光伏电池板可能才工作很短的时间水箱内的水温就达到较高值，此时铝管内水循环的冷却作用大大减弱，光伏电池板上所产生的热量就难以被吸收，造成能源浪费，也造成光伏板降温不明显。
发明内容
本发明针对现有技术的上述缺陷，提供一种双热源热泵系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种双热源热泵系统，该双热源热泵系统包括第一热泵系统、第二热泵系统、与该第一热泵系统连接并进行热交换的热水系统、与该第一热泵系统连接并进行热交换的光伏冷却系统、以及与该第一热泵系统和第二热泵系统连接并进行热交换的空调系统；
该光伏冷却系统包括与光伏板的散热水管连通的第一水箱，该第一水箱与该第一热泵系统的光电冷却换热器通过第一换热循环回路连通，该第一换热循环回路上设有用于促进该第一换热循环回路及第一水箱内水循环的光电冷却循环水泵。
在本发明所述的双热源热泵系统中，该第一热泵系统包括第一压缩机、热泵热水换热器、第一四通阀、室外翅片换热器、第一冷凝风机、第一单向阀、第一制冷电磁阀、空调冷热水换热器、第一气液分离器，该第一压缩机、热泵热水换热器、第一四通阀、室外翅片换热器、第一单向阀、第一制冷电磁阀、空调冷热水换热器、第一气液分离器依次通过第一热泵循环回路连接并连通。
在本发明所述的双热源热泵系统中，该热水系统包括热水水箱，该热水水箱与该热泵热水换热器通过第二换热循环回路连通，该第二换热循环回路上设有用于促进该热水水箱及第二换热循环回路内水循环的热水循环水泵。
在本发明所述的双热源热泵系统中，该热水水箱内设有用于检测该热水水箱内水温的第一温度传感器、以及用于对该热水水箱内水进行加热的第一电加热器。
在本发明所述的双热源热泵系统中，该第一水箱与光伏板的散热水管通过第三换热循环回路连通，该第三换热循环回路上设有用于促进该第一水箱和散热水管之间水循环的散热循环水泵。
在本发明所述的双热源热泵系统中，该第一水箱内设有用于检测该第一水箱内水温的第二温度传感器、用于对该第一水箱内水进行加热的第二电加热器，该第一水箱上方还设有用于对该第一水箱进行散热的散热风扇。
在本发明所述的双热源热泵系统中，该空调系统包括空调主机，该空调主机与该空调冷热水换热器通过第四换热循环回路连通，该第四换热循环回路上设有促进该空调主机及第四换热循环回路内介质流动的空调循环水泵。
在本发明所述的双热源热泵系统中，该第四换热循环回路上还设有用于检测第四换热循环回路内介质温度的第三温度传感器、以及用于对第四换热循环回路内介质加热的第三电加热器。
在本发明所述的双热源热泵系统中，该第二热泵系统包括第二压缩机、第二四通阀、第二冷凝风机、第二单向阀、第二制冷电磁阀、第二气液分离器，该第一热泵系统和第二热泵系统共用该空调冷热水换热器，该第二压缩机、第二四通阀、第二单向阀、第二制冷电磁阀、空调冷热水换热器、第二气液分离器依次通过第五热泵循环回路连接并连通。
在本发明所述的双热源热泵系统中，该双热源热泵系统还包括第一室外冷凝器和第二室外冷凝器，该第一室外冷凝器和第二室外冷凝器均设置于该室外翅片换热器内，该双热源热泵系统还包括设置于该第一室外冷凝器周围对该第一室外冷凝器散热的第一冷凝风机、以及设置于该第二室外冷凝器周围对该第二室外冷凝器散热的第二冷凝风机。
实施本发明的双热源热泵系统，具有以下有益效果：实施本发明的双热源热泵系统时，通过将光伏板的散热水管与第一水箱连通，在光伏板产生的热量被水吸收之后，由水流传输至第一水箱内。然后由第一换热循环回路将水箱内的热量传递至光电冷却换热器并由第一热泵系统利用，实现对第一水箱内水的降温，从而达到对光伏板降温，以及热能资源充分利用的效果。本发明中，第一热泵系统将光伏板表面的热量收集带走，降低了光伏板表面的温度，在提高了光伏板的发电效率的同时，将热量回收，用于加热水和空调制冷制热。同时，第一热泵系统与第二热泵系统复合实现空调的制冷制热。此系统不仅可以实现太阳能光伏发电，而且可以实现全年光伏板和空气源系统冷却需求，同时通过双热源热泵系统实现能量回收，应用于热水生产、冬季供暖和夏季制冷需求，在系统稳定运行的同时大幅度降低了能耗。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明双热源热泵系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
如图1所示，在本发明的双热源热泵系统第一实施例中，该双热源热泵系统10包括第一热泵系统11、第二热泵系统12、与该第一热泵系统11连接并进行热交换的热水系统13、与该第一热泵系统11连接并进行热交换的光伏冷却系统14、以及与该第一热泵系统11和第二热泵系统12连接并进行热交换的空调系统15。
该光伏冷却系统14包括与光伏板的散热水管连通的第一水箱16，该第一水箱16与该第一热泵系统11的光电冷却换热器33通过第一换热循环回路17连通，该第一换热循环回路17上设有用于促进该第一换热循环回路17及第一水箱16内水循环的光电冷却循环水泵18。
实施本发明的双热源热泵系统10时，通过将光伏板的散热水管与第一水箱16连通，在光伏板产生的热量被水吸收之后，由水流传输至第一水箱16内。然后由第一换热循环回路17将水箱内的热量传递至光电冷却换热器33并由第一热泵系统11利用，实现对第一水箱16内水的降温，从而达到对光伏板降温，以及热能资源充分利用的效果。本发明中，第一热泵系统11将光伏板表面的热量收集带走，降低了光伏板表面的温度，在提高了光伏板的发电效率的同时，将热量回收，用于加热水和空调制冷制热。同时，第一热泵系统11与第二热泵系统12复合实现空调的制冷制热。此系统不仅可以实现太阳能光伏发电，而且可以实现全年光伏板和空气源系统冷却需求，同时通过双热源热泵系统实现能量回收，应用于热水生产、冬季供暖和夏季制冷需求，在系统稳定运行的同时大幅度降低了能耗。
具体的，该第一热泵系统11包括第一压缩机19、热泵热水换热器20、第一四通阀21、室外翅片换热器22、第一冷凝风机23、第一单向阀24、第一制冷电磁阀25、空调冷热水换热器26、第一气液分离器27，该第一压缩机19、热泵热水换热器20、第一四通阀21、室外翅片换热器22、第一冷凝风机23、第一单向阀24、第一制冷电磁阀25、空调冷热水换热器26、第一气液分离器27依次通过第一热泵循环回路连接并连通。
在空调制冷过程中，第一压缩机19运行，第一四通阀21失电，冷凝剂在第一压缩机19内被压缩为高温高压气体，流入热泵热水换热器20给热水水箱28加热(详后述)，然后经过第一四通阀21，流入室外翅片换热器22通过第一冷凝风机23降温，之后依次经过第一单向阀24和第一制冷电磁阀25流入空调冷热水换热器26为空调系统15供冷，最后依次通过第一四通阀21和第一气液分离器27流回第一压缩机19完成制冷循环。
进一步的，该热水系统13包括热水水箱28，该热水水箱28与该热泵热水换热器20通过第二换热循环回路29连通，该第二换热循环回路29上设有用于促进该热水水箱28及第二换热循环回路29内水循环的热水循环水泵30。
热水水箱28通过热水循环水泵30从热泵热水换热器20中吸收热量用于加热水。
进一步的，该热水水箱28内设有用于检测该热水水箱28内水温的第一温度传感器31、以及用于对该热水水箱28内水进行加热的第一电加热器32。
在第一温度传感器31检测到热水水箱28内的水温低于或等于预设温度时，可控制第一电加热器32开启，对热水水箱28内的水进行加热。
具体的，该第一水箱16与光伏板的散热水管通过第三换热循环回路34连通，该第三换热循环回路34上设有用于促进该第一水箱16和散热水管之间水循环的散热循环水泵35。
进一步的，该第一水箱16内设有用于检测该第一水箱16内水温的第二温度传感器36、用于对该第一水箱16内水进行加热的第二电加热器37，该第一水箱16上方还设有用于对该第一水箱16进行散热的散热风扇。
当光伏板的冷却温度传感器感应温度达到设定值时，散热循环水泵35启动，将光伏发电系统的热量回收到第一水箱16内，当第一水箱16内的第二温度传感器36感应温度达到设定值时光电冷却循环水泵18启动，光电冷却循环电磁阀启动，第一制冷电磁阀25延迟关闭，使冷凝剂流入光电冷却换热器33将热量带走。当第二温度传感器36检测到第一水箱16内水温高于预设温度时，还可以控制散热风机启动，将带不走的热量散入空气中。
具体的，该空调系统15包括空调主机，该空调主机与该空调冷热水换热器26通过第四换热循环回路38连通，该第四换热循环回路38上设有促进该空调主机及第四换热循环回路38内介质流动的空调循环水泵39。
进一步的，该第四换热循环回路38上还设有用于检测第四换热循环回路38内介质温度的第三温度传感器40、以及用于对第四换热循环回路38内介质加热的第三电加热器41。
在空调系统15中，通过空调循环水泵39将空调冷热水换热器26的热量运输空调主机，当空调系统15的第三温度传感器40检测到回水温度低于设定值时，第三电加热器41自动打开补充热量。
具体的，该第二热泵系统12包括第二压缩机42、第二四通阀43、第二冷凝风机44、第二单向阀45、第二制冷电磁阀46、第二气液分离器47，该第一热泵系统11和第二热泵系统12共用该空调冷热水换热器26，该第二压缩机42、第二四通阀43、第二冷凝风机44、第二单向阀45、第二制冷电磁阀46、空调冷热水换热器26、第二气液分离器47依次通过第五热泵循环回路连接并连通。
进一步的，该双热源热泵系统10还包括第一室外冷凝器和第二室外冷凝器48，该第一室外冷凝器和第二室外冷凝器48均设置于该室外翅片换热器22内，该双热源热泵系统10还包括设置于该第一室外冷凝器周围对该第一室外冷凝器散热的第一冷凝风机23、以及设置于该第二室外冷凝器48周围对该第二室外冷凝器48散热的第二冷凝风机44。
在制冷过程中，冷凝剂在第二压缩机42内被压缩为高温高压气体，经过第二四通阀43流入室外翅片换热器22通过第二冷凝风机44降温，再经过第二单向阀45、第二制冷电磁阀46流入空调冷热水换热器26与空调系统15换热，最后通过第二四通阀43、第二气液分离器47流回第二压缩机42完成制冷循环。
可以理解的，该第一换热循环回路17、第二换热循环回路29、第三换热循环回路34、第四换热循环回路38和第五换热循环回路均为管回路，介质可在第一换热循环回路17、第二换热循环回路29、第三换热循环回路34、第四换热循环回路38和第五换热循环回路内循环流动。
此外，在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“层叠”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种双热源热泵系统，其特征在于，所述双热源热泵系统包括第一热泵系统、第二热泵系统、与所述第一热泵系统连接并进行热交换的热水系统、与所述第一热泵系统连接并进行热交换的光伏冷却系统、以及与所述第一热泵系统和第二热泵系统连接并进行热交换的空调系统；
所述光伏冷却系统包括与光伏板的散热水管连通的第一水箱，所述第一水箱与所述第一热泵系统的光电冷却换热器通过第一换热循环回路连通，所述第一换热循环回路上设有用于促进所述第一换热循环回路及第一水箱内水循环的光电冷却循环水泵。
2.根据权利要求1所述的双热源热泵系统，其特征在于，所述第一热泵系统包括第一压缩机、热泵热水换热器、第一四通阀、室外翅片换热器、第一冷凝风机、第一单向阀、第一制冷电磁阀、空调冷热水换热器、第一气液分离器，所述第一压缩机、热泵热水换热器、第一四通阀、室外翅片换热器、第一单向阀、第一制冷电磁阀、空调冷热水换热器、第一气液分离器依次通过第一热泵循环回路连接并连通。
3.根据权利要求2所述的双热源热泵系统，其特征在于，所述热水系统包括热水水箱，所述热水水箱与所述热泵热水换热器通过第二换热循环回路连通，所述第二换热循环回路上设有用于促进所述热水水箱及第二换热循环回路内水循环的热水循环水泵。
4.根据权利要求3所述的双热源热泵系统，其特征在于，所述热水水箱内设有用于检测所述热水水箱内水温的第一温度传感器、以及用于对所述热水水箱内水进行加热的第一电加热器。
5.根据权利要求2所述的双热源热泵系统，其特征在于，所述第一水箱与光伏板的散热水管通过第三换热循环回路连通，所述第三换热循环回路上设有用于促进所述第一水箱和散热水管之间水循环的散热循环水泵。
6.根据权利要求5所述的双热源热泵系统，其特征在于，所述第一水箱内设有用于检测所述第一水箱内水温的第二温度传感器、用于对所述第一水箱内水进行加热的第二电加热器，所述第一水箱上方还设有用于对所述第一水箱进行散热的散热风扇。
7.根据权利要求2所述的双热源热泵系统，其特征在于，所述空调系统包括空调主机，所述空调主机与所述空调冷热水换热器通过第四换热循环回路连通，所述第四换热循环回路上设有促进所述空调主机及第四换热循环回路内介质流动的空调循环水泵。
8.根据权利要求7所述的双热源热泵系统，其特征在于，所述第四换热循环回路上还设有用于检测第四换热循环回路内介质温度的第三温度传感器、以及用于对第四换热循环回路内介质加热的第三电加热器。
9.根据权利要求2所述的双热源热泵系统，其特征在于，所述第二热泵系统包括第二压缩机、第二四通阀、第二冷凝风机、第二单向阀、第二制冷电磁阀、第二气液分离器，所述第一热泵系统和第二热泵系统共用所述空调冷热水换热器，所述第二压缩机、第二四通阀、第二单向阀、第二制冷电磁阀、空调冷热水换热器、第二气液分离器依次通过第五热泵循环回路连接并连通。
10.根据权利要求9所述的双热源热泵系统，其特征在于，所述双热源热泵系统还包括第一室外冷凝器和第二室外冷凝器，所述第一室外冷凝器和第二室外冷凝器均设置于所述室外翅片换热器内，所述双热源热泵系统还包括设置于所述第一室外冷凝器周围对所述第一室外冷凝器散热的第一冷凝风机、以及设置于所述第二室外冷凝器周围对所述第二室外冷凝器散热的第二冷凝风机。
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