CN1869555A - 空气源太阳能水源热泵空调 - Google Patents

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CN1869555A CN 200610012529 CN200610012529A CN1869555A CN 1869555 A CN1869555 A CN 1869555A CN 200610012529 CN200610012529 CN 200610012529 CN 200610012529 A CN200610012529 A CN 200610012529A CN 1869555 A CN1869555 A CN 1869555A
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一种空气源太阳能水源热泵空调，它包括有水源热泵，其两台水源热泵经配置循环水泵的管路相连接构成第一级空气源热泵和第二级人工水源热泵，所述的第二级人工水源热泵的输出端经配置循环水泵的管路连接空调末端设备，所述的第一级空气源热泵经配置循环水泵的管路连接空气源换热装置。本发明将两级水源热泵串联使用，并为前级热泵配置空气源换热装置，用于获取空气中的低温热能，使其构成一个具有第一级空气源热泵和第二级人工水源热泵的热泵空调系统，从而既有效地解决了目前水源热泵空调需埋设土壤换热器和打地下水井带来的诸多问题，又使热泵空调适合在－7℃以下室外气温的环境中安全、可靠和高效的供暖运行。

Description

空气源太阳能水源热泵空调
技术领域
本发明涉及水源热泵空调，具体涉及一种空气源太阳能水源热泵空调。
背景技术
水源热泵空调是目前被公认的节能和高效的空调设备。但水源热泵需要一个外界低温水源，用以吸收低温水源热量，并将该低温热量传至高温采暖循环水中，向室内采暖供热。目前水源热泵的水源获取主要是以埋设土壤换热器和打地下水井的方式，然而埋设土壤换热器需要占用大面积的土地，并且施工难度大，工程造价昂贵。打地下水井为水源热泵提供水源的方式，虽然工程造价相对较低，但存在着井水回灌困难的问题，并且由于地下水通过出水井和回灌井与空气接触后，水中的二价铁与空气氧分子发生化学反应，变成三价铁，使地下水变成红褐色，造成地下水的污染，因此受到有关部门的严格限制。由于上述原因，使水源热泵空调的应用受到极大的限制。而目前的风冷式冷热水空调，由于只能适用室外气温在-7℃以上的环境中正常供热运行，在寒冷地区亦无法得到广泛的应用。
发明内容
本发明的目的在于针对上述问题，提供一种能够应用在寒冷地区高效供热运行，又无需埋设土壤换热器和打地下水井获取地温水源的空气源太阳能水源热泵空调。
实现本发明目的的技术方案是：一种空气源太阳能水源热泵空调，它包括有水源热泵，其两台水源热泵经配置循环水泵的管路相连接构成第一级空气源热泵和第二级人工水源热泵，其第二级人工水源热泵的输出端经配置循环水泵的管路连接空调末端设备，第一级空气源热泵的输入端经配置循环水泵的管路连接空气源换热装置。
本发明所述的空气源换热装置由带翅片的蛇形盘管和配置的风机组成，或者由水塔和经配置循环水泵的板式换热器组成，或者由与配置板式换热器的水塔串联装配配置风机和翅片的蛇形盘管组成。
本发明将两级水源热泵串联使用，并为前级水源热泵配置空气源换热装置，用于获取空气中的低温热能，使其构成一个具有第一级空气源热泵和第二级人工水源热泵的热泵空调系统，从而既有效的解决了目前水源热泵需埋设土壤换热器和打地下水井带来的诸多问题，又使热泵空调适合在-7℃以下室外气温环境中安全、可靠和高效的供暖运行。
附图说明
附图1为本空气源太阳能水源热泵空调系统原理图；
附图2为本空气源太阳能水源热泵空调一实施例系统原理图；
附图3为本空气源太阳能水源热泵空调又一实施例系统原理图；
附图4为本空气源太阳能水源热泵空调另一实施例系统原理图。
具体实施方式
结合附图和实施例对本发明的具体实施方式进行说明。
如附图1给出的，本发明包括有水源热泵，其两台水源热泵经配置循环水泵5的管路相连接构成第一级空气源热泵1和第二级人工水源热泵2，其第二级人工水源热泵的输出端经配置循环水泵4的管路连接空调末端设备3，第一级空气源热泵的输入端经配置循环水泵6的管路连接空气源换热装置7。
本发明采用了由配置空气源换热装置的第一级空气源热泵和第二级人工水源热泵的系统组成结构，使其能够在-7℃至-45℃低气温室外环境工况有效制热运行。为了提高第一级空气源热泵在-45℃恶劣低气温的制热运行能效比，将第一级空气源热泵的输出热水水温控制在15℃左右，那么冷凝温度便是20℃左右，-45℃气温环境下第一级空气源热泵的蒸发温度就是-50℃，该热泵的COP值是1.227。相对的，第二级人工水源热泵的水源温度为15℃，所对应的蒸发温度是10℃，第二级人工水源热泵的供热采暖水温是45℃，对应的冷凝温度是50℃，如果第二级制冷回路使用R134a制冷剂时，其COP值是4.84，两级平均COP值为3.033，可见在-45℃恶劣的严寒地区本发明热泵空调可获得高能效比运行。
附图2给出了本发明的一个实施例。其与第一级空气源热泵1配置的空气源换热装置7由带翅片的蛇形盘管8和配置的风机9组成。为适合冬季制热运行，空气源换热装置内介质应使用盐水或乙二醇水溶液，运行时，经循环水泵6换热介质在蛇形盘管8和第一级空气源热泵1的水源输入端形成循环，空气源热泵1热水输出端经水泵5将第一级空气源热泵输出的15℃热水送入第二级人工水源热泵2的水源输入端，第二级人工水源热泵2的热水输出端输出45℃的采暖热水，经循环水泵4送入空调末端设备3，向室内供热采暖。其发明具体实施时，蛇形盘管8的盘面应朝向太阳光线侧，并且进行黑化处理，风机9安装在背向太阳光线侧，以增强其对太阳能热量的吸收。
附图3给出了本发明的第二个实施例。其与第一级空气源热泵1配置的空气源换热装置7由水塔11和经配置循环水泵10的板式换热器12组成。具体实施时，换热介质可选用具有防冻效果的盐水，运行时，盐水在水塔喷淋的过程中经风机强迫通风，以吸收空气中的低温热量，并经循环水泵10使其通过板式换热器12进行循环，将热量传递给第一级空气源热泵1，其配置的换热器采用具有耐盐水腐蚀性能的防腐板式换热器。
附图4实施例中的空气源换热装置7为前两个实施例中空气源换热装置的组合应用，即在第二个实施例的基础上，再与水塔11串联装配配置风机9和带翅片的蛇形盘管8。
本发明具体实施时，在两级水源热泵1和2之间的连接管路上设置电子传感器，用于检测空气源热泵1输出热水的温差，来控制空气源热泵1的制热量，以稳定人工水源的温度，保证人工水源热泵制热供暖运行稳定可靠。
本发明热泵空调的夏季制冷运行通过系统内设置的阀门互相转换，即可实现。
本发明通过配置于系统内相应阀门的转换，可实现单级热泵系统的制热采暖或制冷运行，以利于节省运行费用。

Claims (4)

1、一种空气源太阳能水源热泵空调，包括有水源热泵，其特征是：两台水源热泵经配置循环水泵(5)的管路相连接构成第一级空气源热泵(1)和第二级人工水源热泵(2)，其第二级人工水源热泵(2)的输出端经配置循环水泵(4)的管路连接空调末端设备(3)，第一级空气源热泵(1)的输入端经配置循环水泵(6)的管路连接空气源换热装置(7)。
2、根据权利要求1所述的空气源太阳能水源热泵空调，其特征是：所述的空气源换热装置(7)由带翅片的蛇形盘管(8)和配置的风机(9)组成。
3、根据权利要求1所述的空气源太阳能水源热泵空调，其特征是：所述的空气源换热装置(7)由水塔(11)和经配置循环水泵(10)的板式换热器(12)组成。
4、根据权利要求3所述的空气源太阳能水源热泵空调，其特征是：与水塔(11)串联装配有配置风机(9)和带翅片的蛇形盘管(8)。
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