CN203163145U

CN203163145U - 一种空气源热泵辅助太阳能综合供暖空调系统

Info

Publication number: CN203163145U
Application number: CN2013201913662U
Authority: CN
Inventors: 吴金顺; 张军; 白磊; 潘天泉; 魏鋆; 李琼; 张维亚; 崔蕾; 刘宏伟; 刘光军
Original assignee: North China Institute of Science and Technology
Current assignee: North China Institute of Science and Technology
Priority date: 2013-04-17
Filing date: 2013-04-17
Publication date: 2013-08-28
Anticipated expiration: 2023-04-17

Abstract

本实用新型提出一种空气源热泵辅助太阳能综合供暖空调系统，该系统适用于太阳能资源丰富的别墅、低层办公建筑及农村住宅的冬季供暖和夏季空调，系统特征在于由太阳能集热系统、辐射采暖系统及空气源热泵系统组成的综合供暖空调系统，本实用新型的关键技术在于采用一套太阳能集热系统，可以直接进行辐射供暖，也可以辅助空气源热泵系统进行供暖和空调，该系统利用辐射散热末端和空调器组合装置，可以充分利用太阳能资源，提高太阳能集热器的集热效率，解决了常规供暖系统的高能耗、低效率问题。

Description

一种空气源热泵辅助太阳能综合供暖空调系统

技术领域

本发明属于热泵技术领域，是一种综合利用太阳能、提高空气源热泵机组制热效率的供热空调系统。

背景技术

在冬季，我国大部分地区都有供暖需求，而传统的供暖方式具有能耗高、效率低及环境污染严重等问题，在一定程度上影响了我国经济发展。

利用热泵系统与太阳能集热系统相结合的模式进行采暖的节能措施已经开始应用，并且取得了一定的成果。其中，太阳能辅助空气源热泵辐射采暖空调的系统适合太阳能资源丰富地区的别墅、低层办公建筑及农村住宅，因此，这类系统正逐渐被人们重视。然而，对于此类系统，如何提高太阳能的利用率，降低机组能耗，提高热泵机组的效率，保证系统持续高效运行一直是该领域的难点，主要原因在于：当太阳能集热器中水温较高时，集热效率下降，太阳能的利用率降低；冬季，当室外空气温度较低时，室外换热器结霜严重，空气源热泵的效率也会降低，能耗升高。

作为太阳能辅助空气源热泵辐射供暖方式，国内学者设计了一些新的系统，如：直膨式太阳能辅助空气源热泵供暖空调模式、太阳能直接供暖与空气源热泵供暖相结合等模式，这些系统取得了一定的成果，但并没有充分利用太阳能集热系统和空气源热泵系统，系统的效率仍然较低，能耗及运行成本仍然较高，未产生实质性的突破。

发明内容

为了克服现有技术存在的问题，本发明提出一种空气源热泵辅助太阳能综合供暖空调系统，目的在于解决传统的太阳能与空气源热泵相结合供暖系统的太阳能利用率低、热泵机组制热系数低的问题，本发明适合于太阳能资源丰富地区的别墅、低层办公类型建筑和农村住宅的供暖空调。

技术方案：本发明为一种空气源热泵辅助太阳能综合供暖空调系统，至少包括空气源热泵系统、太阳能集热系统和辐射散热系统，其特征是压缩机（1）的输出端经过四通转换阀（2）与室内空调器（3）连接，室内空调器（3）的输出端经过节流阀（4）与氟水板式换热器（6）和室外换热器（9）相连，其中，氟水板式换热器（6）和室外换热器（9）并联，其输出端经过四通转换阀（2）回到压缩机（1），在氟水板式换热器（6）和室外换热器（9）的进出口分别安装有阀门一（5）、阀门二（7）、阀门三（8）和阀门四（10），太阳能集热器（12）经过水泵（11）连接氟水板式换热器（6）和毛细管网（15），氟水板式换热器（6）和毛细管网（15）并联连接，在毛细管网（15）进出口分别安装阀门五（13）和阀门六（14）。

本发明中为了充分利用太阳能，提高太阳能集热器的集热效率，室内布置了毛细管网进行散热，当太阳能集热器水温较高时，循环水可以直接进入毛细管网向室内供热；当太阳能集热器中的水温较低时，循环水进入氟水板式换热器与制冷剂换热，形成水源热泵系统，通过室内空调器向室内供暖，如此，太阳能集热系统既可以直接向室内供暖，也可以通过热泵系统间接向室内供暖，因此，显著提高太阳能集热器的集热效率和热泵系统的制热效率。

具体实现方法：（一）冬季运行工况：1.太阳能集热器（12）中水温在7℃-30℃之间且室外空气温度低时，启动压缩机（1）和水泵（11），关闭阀门五（13）和阀门六（14），太阳能集热器（12）中的循环水进入氟水板式换热器（6）进行换热，热泵机组通过氟水板式换热器（6）吸收循环水中的热量，此时，室外换热器（9）进出口阀门三（8）与阀门四（10）关闭，室内侧通过室内空调器（3）供热； 2. 太阳能集热器（12）中水温高于30℃时，阀门五（13）和阀门六（14）打开，关闭压缩机（1），启动水泵（11），直接利用太阳能集热器（12）中循环水向室内供暖，室内采用毛细管网（15）进行辐射供暖；3. 太阳能集热器（12）中水温低于7℃时，按照空气源热泵模式运行，即：关闭水泵（11）、阀门一（5）和阀门二（7），打开阀门三（8）和阀门四（10），启动压缩机（1）；（二）夏季运行工况：关闭水泵（11）、阀门一（5）和阀门二（7），打开阀门三（8）和阀门四（10），启动压缩机（1）。

在本发明中，若太阳能集热器中的水温低于4时，要加强水管路的保温或采取其他防冻措施，防止管道及设备冻裂；

本发明对比已有技术具有以下创新点：

（1）太阳能集热系统不但可以直接向室内毛细管网供热，也可以通过氟水板式换热器及热泵循环间接向室内供热，与传统的太阳能利用模式相比，本发明高效、综合地利用了太阳能资源；（2）系统把氟水板式换热器与空气源热泵的室外换热器并联，当不能直接利用太阳能进行供暖时，可以采用太阳能辅助空气源热泵模式或空气源热泵模式进行供暖，创新之处在于改变了传统的单一供暖方式。

本发明对比已有技术具有以下显著优点：

本发明结构简单、合理，系统运行节能、环保，末端采用了毛细管网和空调器组合供暖方式，室内温度梯度小，热舒适度高；采用毛细管网末端，所需要的总水量较小，水温低，约35℃，安全，可靠，毛细管网的寿命长；该系统主要是靠太阳能系统采暖，因此能耗设备主要是水泵，运行费用较低，约是普通供暖系统费用的1/3。

附图说明

图1为本发明的系统原理图

图中：1压缩机，2四通转换阀，3室内空调器，4节流阀，5阀门一，6氟水板式换热器，7阀门二，8阀门三，9室外换热器，10阀门四，11水泵，12太阳能集热器，13阀门五，14阀门六，15毛细管网。

具体实施方式

参照附图，一种空气源热泵辅助太阳能综合供暖空调系统，压缩机1的出口连接四通转换阀2，四通转换阀2经过室内空调器3与节流阀4的一端连接，另一端连接氟水板式换热器6和室外空调器9，氟水板式换热器6和室外空调器并联连接，并在各自进出口分别安装有阀门一5、阀门二7、阀门三8和阀门四10，氟水板式换热器6和室外空调器出口经过四通转换阀2连接压缩机1，太阳能集热器12经过水泵11与氟水板式换热器6和毛细管网15连接，氟水板式换热器6和毛细管网15并联连接，且在毛细管网15的进出口分别安装阀门五13和阀门六14，由此完成了整个系统的安装。

Claims

1.一种空气源热泵辅助太阳能综合供暖空调系统，其特征是压缩机（1）的输出端经过四通转换阀（2）与室内空调器（3）连接，室内空调器（3）的输出端经过节流阀（4）与氟水板式换热器（6）和室外换热器（9）相连，其中，氟水板式换热器（6）和室外换热器（9）并联，其输出端经过四通转换阀（2）回到压缩机（1），在氟水板式换热器（6）和室外换热器（9）的进出口分别安装有阀门一（5）、阀门二（7）、阀门三（8）和阀门四（10），太阳能集热器（12）经过水泵（11）连接氟水板式换热器（6）和毛细管网（15），氟水板式换热器（6）和毛细管网（15）并联连接，在毛细管网（15）进出口分别安装阀门五（13）和阀门六（14）。