CN201387059Y - 一种太阳能低温空气源热泵一体化采暖热水空调装置 - Google Patents

Abstract

一种太阳能低温空气源热泵一体化采暖热水空调装置，将新型高效太阳能采暖技术与低温空气源热泵和冷暖双效热泵和先进专家系统结合起来，形成一体化采暖热水空调装置，以达到利用太阳能和空气能源进行高效廉价采暖、制取生活热水及夏季空调供冷的目的，实现低温环境下安全可靠运行、成本大大低于现有热水、热水及空调供冷系统、使用寿命长、易维护的效果，实现了重大技术和实用进展，成为当前利用太阳能和空气能驱动热工装置全面实现低温采暖、全年制热水和夏季空调供冷的具有节能性、环保性、经济性和实用性的领先的系统设计方案和应用装置。

Description

一种太阳能低温空气源热泵一体化采暖热水空调装置

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能低温空气源热泵一体化采暖热水空调装置，属于太阳能热泵空调技术领域。

背景技术

商业及民用领域采暖、热水及供冷系统的节能、环保问题日益引起全社会的重视，传统上采用单独设置一套空调系统、一套锅炉采暖系统和独立的热水设备分别解决用户使用需求的模式，由于其初投资大、设备占用空间大、系统维护复杂、能耗大、消耗大量资源、污染严重、不利于环境保护等问题，已经越练越落后于时代发展的需要了。

目前采用太阳能技术只能解决制热水问题，冬季由于能量密度低、吸热及转化效率差导致初投资过大而不实用，因此太阳能采暖难以普遍性地解决南北方广东地区用户的需要。同时，依靠太阳能实现供冷的现有各种技术方案均难以在技术效果和经济性等方面取得平衡，因而难以实现实用化。

采用低温空气源热泵全面解决供冷采暖制热水的问题，已经成为新的技术产品发展的热点，但是受限于的技术路线问题，已有产品的能耗过大、运行经济性差、设备可靠度低，亟需从技术路线与产品优化的角度发展新型低温热泵技术与产品。

同时，目前空调制冷机、热水器作为两个独立行业产品，每类产品单独工作时都会耗费大量一次或二次能源，且经济性差。若由同一中设备实现同时供冷和供热，且可把供冷用户中所吸收到的低温废热转移到供热用户中，且冷、热两端均可实现100％的能量利用，将可极大的提高能源利用效益，目前的冷暖双效热泵技术已经开始走向成熟，有待于进一步落实到工程实践中。

另外，如同冰蓄冷这样的集多种关键设备及其独立运行方式于一体的集成式系统在工程实践应用上难以很快取得广阔应用的主要技术障碍即是在于，在工程实践中往往各种设备只是简单的组合在一起，未能真正组成协调有效的节能运行方式，因此有必要设立统一的节能专家系统，将所有相关设备统一于一个智能控制系统中落实全系统的最优控制，真正实现相关系统设备的节能优势。

只有从技术路线的根本上解决了上述问题，才有可能将太阳能技术与低温热泵和冷暖双效热泵技术结合起来，全面实现太阳能热泵一体化热水与采暖与供冷，这一节能环保的新技术产品才会真正实用化，并在广大地区特别是北方寒冷地区获得大规模应用。

发明内容

本实用新型的目的和任务是，研制一种太阳能低温空气源热泵一体化采暖热水空调装置，将新型高效太阳能采暖技术与低温空气源热泵和冷暖双效热泵和先进专家系统结合起来，形成一体化采暖热水空调装置，以达到利用太阳能和空气能源进行高效廉价采暖、制取生活热水及夏季空调供冷的目的，实现低温环境下安全可靠运行、成本大大低于现有热水、热水及空调供冷系统、使用寿命长、易维护的效果。

本实用新型的具体描述是：

一种太阳能低温空气源热泵一体化采暖热水空调装置，由低温空气源热泵模块、太阳能模块、热水空调水力模块、节能专家系统及其它附属部件组成，其中低温空气源热泵模块和太阳能模块共同组成系统中的组合式冷热源，向空调和热水用户供应冷、热水，水力模块包括蓄能罐和水泵、阀门等水路管件系统并集成为一体，空调水系统通往作为空调末端的风机盘管或采暖地板，生活热水系统通往作为热水末端的洗澡用花洒、洗手洗菜用水龙头或洗衣机用阀门等，节能专家系统中的中央智能控制器采集包括低温空气源热泵、太阳能、水泵等在内的所有电力系统设备及其传感器的信号，并根据全年系统优化运行的需要实时控制各相关执行器，上述主要设备、部件集成为一个整体，以简化用户的设计、安装与节能运行。

太阳能集热器采用但不限于高效紫金管、U型管和热管太阳能集热元件。

低温空气源热泵模块采用但不限于带有冷暖双效功能的闪发式或换热式低温增焓空气源热泵、带喷射泵的低温增焓空气源热泵、双级压缩式低温空气源热泵和带储分器的单级压缩式低温空气源热泵等结构，其中的压缩机采用但不限于带中间补气的涡旋式或螺杆式压缩机、变频转子式压缩机。

考虑到系统防冻需要，可将热水换热器内置于蓄能罐内，从而采用制冷剂管连接方式，也可考虑对整个系统采取统一的水路防冻措施，将热水换热器与蓄能罐分离设置。

本一体化装置将当前最先进的太阳能集热技术和冷暖双效低温热泵技术结合在一起，组成由太阳能和电力联合驱动的新型节能环保设备系统，为我国南北方地区的广大商业和居民用户提供冬季采暖和全年廉价制热水的服务，同时夏季还可利用热泵进行空调供冷，该项目不但适合南方地区用户，而且针对性的解决了北方寒冷地区冬季采用太阳能和热泵采暖的技术难题，从而实现了采用一套太阳能热泵空调设备即可全面解决用户的采暖、热水及供冷的多种需要。

该设备系统用户用于采暖和热水的能量来自于太阳能和环境空气，属于可再生能源，并且全年运行均可保持在很高的能源利用水平，这一绿色空调采暖热水系统体现了节能环保的时代主题。

该新型太阳能热泵一体化节能系统重点解决了设备的高效性、安全性、可靠性、实用性、可维护性、初投资及运行费用等方面的全面平衡解决和落实，可从根本上避免当前太阳能用于采暖经济性差、低温空气源热泵冬季运行效能过低等问题，真正实现利用自然界能量进行采暖、供热水及供冷，安全可靠，成本低，易于维护，设备系统寿命长，地域及气候适应性广，适于大规模生产和应用，可取得巨大节能、环保效益，并具有很高的经济效益，便于生产、安装，推广应用价值高。

附图说明

图1是本实用新型的系统示意图。

图1中各部件编号与名称如下：

空调换热器1、压缩机2、翅片式换热器3、热水换热器4、风机5、蓄能罐6、热水末端7、太阳能集热器8、空调末端9、中央智能控制器10。

具体实施方式

图1是本实用新型的系统示意图。

由低温空气源热泵模块、太阳能模块、热水空调水力模块、节能专家系统及其它附属部件组成一体化装置，其中低温空气源热泵模块和太阳能模块共同组成系统中的组合式冷热源，向空调和热水用户供应冷、热水，水力模块包括蓄能罐和水泵、阀门等水路管件系统并集成为一体，空调水系统通往作为空调末端的风机盘管，生活热水系统通往作为热水末端的洗澡用花洒，节能专家系统中的中央智能控制器采集包括低温空气源热泵、太阳能、水泵等在内的所有电力系统设备及其传感器的信号，并根据全年系统优化运行的需要实时控制各相关执行器，上述主要设备、部件集成为一个整体，以简化用户的设计、安装与节能运行。

太阳能集热器采用先进热管太阳能集热元件。

低温空气源热泵模块采用带有冷暖双效功能的闪发器的喷射泵式低温增焓空气源热泵，其中的压缩机为带中间补气的涡旋式压缩机。

热水换热器与蓄能罐分离设置，整个水路系统采取统一的低温泵循环式防冻措施。

Claims (4)

1、一种太阳能低温空气源热泵一体化采暖热水空调装置，由低温空气源热泵模块、太阳能模块、热水空调水力模块、节能专家系统及其它附属部件组成，其特征在于所述的太阳能模块中的太阳能集热器(8)的进出水口分别与低温空气源热泵模块中的空调换热器(1)的进出水口相连后通往空调末端(9)的进出水口，低温空气源热泵模块中的压缩机(2)的制冷剂侧进出口分别与热水换热器(4)、装设有风机(5)的翅片式换热器(3)和空调换热器(1)的制冷剂侧进出口相连，热水换热器(4)的水侧进出口分别经过热水空调水力模块的蓄能器(6)及其水力部件与热水终端(7)相连，节能专家系统的中央处理器(10)分别与低温空气源热泵模块、太阳能模块、热水空调水力模块及其它附属部件的传感器和执行机构相连。

2、如权利要求1所述的太阳能低温空气源热泵一体化采暖热水空调装置，其特征在于所述的太阳能集热器(8)采用高效紫金管、U型管或热管太阳能集热元件。

3、如权利要求1所述的太阳能低温空气源热泵一体化采暖热水空调装置，其特征在于所述的低温空气源热泵模块采用带冷暖双效功能的闪发式或换热式低温增焓空气源热泵、带喷射泵的低温增焓空气源热泵、双级压缩式低温空气源热泵或带储分器的单级压缩式低温空气源热泵结构，其中的压缩机(2)采用带中间补气的涡旋式或螺杆式压缩机、变频转子式压缩机。

4、如权利要求1所述的太阳能低温空气源热泵一体化采暖热水空调装置，其特征在于所述的热水换热器(4)当内置于蓄能罐(6)时，蓄能罐(6)与低温空气源热泵模块之间由制冷剂管相连，当外置于蓄能罐(6)时，蓄能罐(6)与低温空气源热泵模块之间由水管相连。

Images