CN204630141U - 一种相变蓄能复合源热泵装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种相变蓄能复合源热泵装置，包括通过管路连接的热泵系统、太阳能集热系统、相变蓄能系统，在所述的热泵系统、太阳能集热系统、相变蓄能系统之间设置有若干个电动两通阀；相变蓄能复合源热泵装置可通过控制电动两通阀的通断，实现多种模式的切换。制热工况下装置能根据太阳能辐照量自动调节运行，由于复合了空气源和太阳能，热泵蒸发温度提高，系统运行效率得以提高，具有良好的经济效益，另外结合了相变蓄能装置，可利用夜间谷电进行热量储存，系统可靠性得到大幅度提高，能完全满足用户“全天候”用热用冷需求。
Description
技术领域
本实用新型属于暖通空调领域，特别是涉及一种带有相变蓄能系统的复合源热泵装置，可为用户供冷、供暖及提供生活热水。
背景技术
由于太阳能具有低密度、间歇性和不稳定性等特点，常规太阳能供热系统很难满足用户“全天候”的需求，为满足用户需求，通常采用电加热、空气源热泵作为辅助热源，主要有太阳能与空气源热泵两套装置并联和将太阳能作为热泵蒸发器热源两种运行方式，系统较复杂且运行经济性较差。供热系统一般采用水作为蓄热介质，蓄热能力有限且占地面积较大。
实用新型内容
本实用新型的目的在于对现有太阳能、空气源热泵结合供热存在的问题加以解决，提供一种相变蓄能复合源热泵装置，该装置具有为用户供冷、供暖及提供生活热水等多种功能，在系统运行经济性和可靠性方面均有较大改善。
为实现上述发明目的而采用的技术解决方案如下：
一种相变蓄能复合源热泵装置，包括通过管路连接的热泵系统、太阳能集热系统、相变蓄能系统，在所述的热泵系统、太阳能集热系统、相变蓄能系统之间设置有若干个控制阀门；所述的相变蓄能复合源热泵装置可通过控制阀门的通断，实现热泵系统和太阳能集热系统及相变蓄能系统三系统运行模式、太阳能集热系统和相变蓄能系统双系统运行模式、热泵系统和相变蓄能系统双系统运行模式以及相变蓄能系统单系统运行模式的切换。
上述相变蓄能复合源热泵装置中，热泵系统包括压缩机、四通换向阀、用户侧水/制冷剂换热器、热源侧水/制冷剂换热器、空气/制冷剂换热器和节流装置；
所述的压缩机排气口通过管路与四通换向阀接口A连接，四通换向阀接口B通过管路与用户侧水/制冷剂换热器进口连接，用户侧水/制冷剂换热器出口通过管路与节流装置进口连接，节流装置出口通过管路与热源侧水/制冷剂换热器进口连接，热源侧水/制冷剂换热器出口通过管路与空气/制冷剂换热器进口连接，空气/制冷剂换热器出口通过管路与四通换向阀接口D连接，四通换向阀接口C通过管路与压缩机吸气口连接。
上述相变蓄能复合源热泵装置中，太阳能集热系统包括太阳能集热器、热源侧膨胀罐、热源侧循环水泵；太阳能集热器出口通过管路与电动两通阀一进口、电动两通阀二进口相连，电动两通阀一出口通过管路与相变蓄能系统相连，电动两通阀二出口通过管路与热泵系统中热源侧水/制冷剂换热器水侧进口相连，热源侧水/制冷剂换热器水侧出口通过管路与热源侧循环水泵进口、电动两通阀四出口相连，热源侧循环水泵进口管道上安装热源侧膨胀罐，热源侧循环水泵出口通过管道与太阳能集热器进口连接。
上述相变蓄能复合源热泵装置中，相变蓄能系统包括用户侧循环水泵、辅助电加热器、相变蓄能装置、水/水换热器和用户侧膨胀罐；所述热泵系统中用户侧水/制冷剂换热器水侧出口通过管路与用户侧循环水泵进口相连，用户侧循环水泵出口、电动两通阀一出口通过管路与电动两通阀五进口、电动两通阀六进口相连，电动两通阀六出口通过管路与辅助电加热器进口连接，辅助电加热器出口通过管路与相变蓄能装置进口相连，电动两通阀五出口和相变蓄能装置出口通过管路与水/水换热器蓄热侧进口连接，水/水换热器蓄热侧出口通过管路与电动两通阀三进口、电动两通阀四进口连接，电动两通阀三出口通过管路与用户侧水/制冷剂换热器水侧进口连接，水/水换热器蓄热侧出口管路上安装用户侧膨胀罐。
上述相变蓄能复合源热泵装置中，相变蓄能复合源热泵装置可用于直膨式热泵装置中。
本实用新型具有的有益技术效果如下：
1、本实用新型的复合源热泵装置由于可实现空气源和太阳能复合运行，热泵蒸发温度提高，系统运行效率得以提高，具有良好的经济效益，另外结合了相变蓄能装置，可利用夜间谷电进行热量储存，系统可靠性得到大幅度提高，能完全满足用户“全天候”用热用冷需求。
2、本实用新型的复合源热泵装置通过自动化控制系统之间的阀门，实现了实现热泵系统、太阳能集热系统、相变蓄能系统三系统运行模式、太阳能集热系统、相变蓄能系统双系统运行模式、热泵系统和相变蓄能系统双系统运行模式和相变蓄能系统单系统运行模式的自动切换，方便了系统的自动化运行，提高了工作效率。
附图说明
图1为本实用新型相变蓄能复合源热泵装置的工作原理。
附图标记如下：1－压缩机；2－四通换向阀；3－用户侧水/制冷剂换热器；4－热源侧水/制冷剂换热器；5－空气/制冷剂换热器；6－节流装置；7－太阳能集热器；8－用户侧循环水泵；9－辅助电加热器；10－相变蓄能装置；11－水/水换热器；12－用户侧膨胀罐；13－热源侧膨胀罐；14－热源侧循环水泵；15－电动两通阀一；16－电动两通阀二；17－电动两通阀三；18－电动两通阀四；19－电动两通阀五；20－电动两通阀六。
具体实施方式
如图1所示，相变蓄能复合源热泵装置包括通过管路连接的热泵系统、太阳能集热系统、相变蓄能系统，在所述的热泵系统、太阳能集热系统、相变蓄能系统之间设置有若干个控制阀门。
热泵系统由压缩机1、四通换向阀2、用户侧水/制冷剂换热器3、热源侧水/制冷剂换热器4、空气/制冷剂换热器5、节流装置6组成。压缩机1排气口通过管路与四通换向阀2接口A连接，四通换向阀2接口B通过管路与用户侧水/制冷剂换热器3进口连接，用户侧水/制冷剂换热器3出口通过管路与节流装置6进口连接，节流装置6出口通过管路与热源侧水/制冷剂换热器4进口连接，热源侧水/制冷剂换热器4出口通过管路与空气/制冷剂换热器5进口连接，空气/制冷剂换热器5出口通过管路与四通换向阀2接口D连接，四通换向阀2接口C通过管路与压缩机1吸气口连接。
热泵系统运行原理与蒸气压缩制冷原理一致，即制热时，四通换向阀2通电，接口AB连通，接口CD连通，压缩机1排出的高温高压气体通过管路从接口A进入四通换向阀2，从接口B排出，然后通过管路进入用户侧水/制冷剂换热器3，此时用户侧水/制冷剂换热器3作为系统冷凝器，制冷剂向相变蓄能系统释放热量，制冷剂温度降低后经过管路进入节流装置6，节流降压后通过管路依次进入热源侧水/制冷剂换热器4和空气/制冷剂换热器5，此时热源侧水/制冷剂换热器4和空气/制冷剂换热器5作为系统蒸发器，制冷剂从太阳能集热系统和室外空气中吸取热量后成为低温低压制冷剂蒸气后从接口D进入四通换向阀2，从接口C排出后通过管路进入压缩机1完成循环。制冷时，四通换向阀2不通电，接口AD连通，接口BC连通，压缩机1排气通过管路经接口A进入四通换向阀2，从接口D排出，然后通过管路进入空气/制冷剂换热器5，此时空气/制冷剂换热器5作为热泵系统冷凝器，高温高压气体降温后通过管路进入热源侧水/制冷剂换热器4，热源侧水/制冷剂换热器4此工况下不进行热量交换，制冷剂从热源侧水/制冷剂换热器4流出后通过管路进入节流装置6，降压再通过管路进入用户侧水/制冷剂换热器3，此时用户侧水/制冷剂换热器3作为热泵系统蒸发器，制冷剂从相变蓄能系统中吸取热量成为低温低压制冷剂蒸气后从接口B进入四通换向阀2，从接口C排出后通过管路进入压缩机1完成循环。
太阳能集热系统由太阳能集热器7、热源侧膨胀罐13、热源侧循环水泵14、电动两通阀一15、电动两通阀二16、电动两通阀四18组成。太阳能集热器7出口通过管路与电动两通阀一15进口、电动两通阀二16进口相连，电动两通阀一15出口通过管路与相变蓄能系统相连，电动两通阀二16出口通过管路与热泵系统中热源侧水/制冷剂换热器4水侧进口相连，热源侧水/制冷剂换热器4水侧出口通过管路与热源侧循环水泵14进口、电动两通阀四18出口相连，热源侧循环水泵14进口管道上安装热源侧膨胀罐13，热源侧循环水泵14出口通过管道与太阳能集热器7进口连接。
相变蓄能系统由用户侧循环水泵8、辅助电加热器9、相变蓄能装置10、水/水换热器11、用户侧膨胀罐12、电动两通阀三17、电动两通阀五19、电动两通阀六20组成。热泵系统中用户侧水/制冷剂换热器3水侧出口通过管路与用户侧循环水泵8进口相连，用户侧循环水泵8出口、电动两通阀一15出口通过管路与电动两通阀五19进口、电动两通阀六20进口相连，电动两通阀六20出口通过管路与辅助电加热器9进口连接，辅助电加热器9出口通过管路与相变蓄能装置10进口相连，电动两通阀五19出口和相变蓄能装置10出口通过管路与水/水换热器11蓄热侧进口连接，水/水换热器11蓄热侧出口通过管路与电动两通阀三17进口、电动两通阀四18进口连接、电动两通阀三17出口通过管路与用户侧水/制冷剂换热器3水侧进口连接，水/水换热器11蓄热侧出口管路上安装用户侧膨胀罐12。
本实用新型的具体工作方式如下：
(1)制热工况
当太阳辐照量大时，热泵系统不参与工作，太阳能集热系统和相变蓄能系统串联运行，此时电动两通阀一15、电动两通阀四18、电动两通阀六20通电打开，电动两通阀二16、电动两通阀三17、电动两通阀五19关闭，热源侧循环水泵14运行，用户侧循环水泵8和辅助电加热器9停止工作，由太阳能集热器7、电动两通阀一15、电动两通阀六20、辅助电加热器9、相变蓄能装置10、水/水换热器11、用户侧膨胀罐12、电动两通阀四18、热源侧膨胀罐13、热源侧循环水泵14及管路构成闭式循环，太阳能集热器7收集的热量经水/水换热器11为用户提供热量，富余热量由相变蓄能装置10进行储存。
太阳能辐照量不足时，装置三个系统均参与运行，此时电动两通阀二16、电动两通阀三17、电动两通阀六20通电打开，电动两通阀一15、电动两通阀四18、电动两通阀五19关闭，用户侧循环水泵8和热源侧循环水泵14运行，辅助电加热器9停止工作，太阳能集热系统由太阳能集热器7、电动两通阀二16、热源侧水/制冷剂换热器4、热源侧膨胀罐13、热源侧循环水泵14及管路构成闭式循环，太阳能集热器7收集的热量通过热源侧水/制冷剂换热器4供给热泵系统，不足部分可通过热泵系统中空气/制冷剂换热器5从室外空气进行补充。相变蓄能系统由用户侧水/制冷剂换热器3、用户侧循环水泵8、辅助电加热器9、电动两通阀20、相变蓄能装置10、水/水换热器11、用户侧膨胀罐12、电动两通阀17及管路构成闭式循环，相变蓄热系统将热泵系统中用户侧水/制冷剂换热器3提供的热量通过水/水换热器11供给用户，富余热量同样由相变蓄能装置10进行储存。
太阳能辐照量极弱但具备空气源热泵运行条件时，太阳能集热系统退出运行，此时仅运行热泵系统和相变蓄能系统，电动两通阀三17、电动两通阀六20通电打开，电动两通阀一15、电动两通阀二16、电动两通阀四18、电动两通阀五19关闭，用户侧循环水泵8运行，辅助电加热器9停止工作，除太阳能集热系统外装置运行流程与太阳能辐照量不足时运行流程一致。
无太阳能可利用且空气温度较低不能满足热泵系统运行条件时，辅助电加热器9可利用夜间谷电对相变蓄能装置10进行充热，此时仅运行相变蓄能系统，电动两通阀三17、电动两通阀六20通电打开，电动两通阀一15、电动两通阀二16、电动两通阀四18、电动两通阀五19关闭，用户侧循环水泵8运行，辅助电加热器9通电工作，相变蓄能系统运行流程与太阳能辐照量不足时相变蓄热系统运行流程一致。相变蓄热装置放热时，装置仅运行相变蓄能系统，由相变蓄能装置10释放已储存的热量，运行流程与谷电充热流程一致，此时辅助电加热器9停止工作。
(2)制冷工况
相变蓄能复合源热泵装置仅运行热泵系统和相变蓄能系统，热泵系统按照制冷模式运行，电动两通阀三17、电动两通阀五19通电打开，电动两通阀一15、电动两通阀二16、电动两通阀四18、电动两通阀六20关闭，用户侧循环水泵8运行，辅助电加热器9停止工作，相变蓄能系统由用户侧水/制冷剂换热器3、用户侧循环水泵8、电动两通阀五19、水/水换热器11、用户侧膨胀罐12、电动两通阀三17及管路构成闭式循环，相变蓄热系统将热泵系统中用户侧水/制冷剂换热器3提供的冷量通过水/水换热器11供给用户，热量由热泵系统中空气/制冷剂换热器5散入室外空气。
Claims (5)
1.一种相变蓄能复合源热泵装置，其特征在于：包括通过管路连接的热泵系统、太阳能集热系统、相变蓄能系统，在所述的热泵系统、太阳能集热系统、相变蓄能系统之间设置有若干个电动两通阀；
所述的相变蓄能复合源热泵装置可通过控制电动两通阀的通断，实现热泵系统和太阳能集热系统及相变蓄能系统三系统运行模式、太阳能集热系统和相变蓄能系统双系统运行模式、热泵系统和相变蓄能系统双系统运行模式以及相变蓄能系统单系统运行模式的切换。
2.根据权利要求1所述的相变蓄能复合源热泵装置，其特征在于：所述的热泵系统包括压缩机(1)、四通换向阀(2)、用户侧水/制冷剂换热器(3)、热源侧水/制冷剂换热器(4)、空气/制冷剂换热器(5)和节流装置(6)；
所述的压缩机(1)排气口通过管路与四通换向阀(2)接口A连接，四通换向阀(2)接口B通过管路与用户侧水/制冷剂换热器(3)进口连接，用户侧水/制冷剂换热器(3)出口通过管路与节流装置(6)进口连接，节流装置(6)出口通过管路与热源侧水/制冷剂换热器(4)进口连接，热源侧水/制冷剂换热器(4)出口通过管路与空气/制冷剂换热器(5)进口连接，空气/制冷剂换热器(5)出口通过管路与四通换向阀(2)接口D连接，四通换向阀(2)接口C通过管路与压缩机(1)吸气口连接。
3.根据权利要求1所述的相变蓄能复合源热泵装置，其特征在于：所述的太阳能集热系统包括太阳能集热器(7)、热源侧膨胀罐(13)、热源侧循环水泵(14)；
所述的太阳能集热器(7)出口通过管路与电动两通阀一(15)进口、电动两通阀二(16)进口相连，电动两通阀一(15)出口通过管路与相变蓄能系统相连，电动两通阀二(16)出口通过管路与热泵系统中热源侧水/制冷剂换热器(4)水侧进口相连，热源侧水/制冷剂换热器(4)水侧出口通过管路与热源侧循环水泵(14)进口、电动两通阀四(18)出口相连，热源侧循环水泵(14)进口管道上安装热源侧膨胀罐(13)，热源侧循环水泵(14)出口通过管道与太阳能集热器(7)进口连接。
4.根据权利要求1所述的相变蓄能复合源热泵装置，其特征在于：所述的相变蓄能系统包括用户侧循环水泵(8)、辅助电加热器(9)、相变蓄能装置(10)、水/水换热器(11)和用户侧膨胀罐(12)；
所述热泵系统中用户侧水/制冷剂换热器(3)水侧出口通过管路与用户侧循环水泵(8)进口相连，用户侧循环水泵(8)出口、电动两通阀一(15)出口通过管路与电动两通阀五(19)进口、电动两通阀六(20)进口相连，电动两通阀六(20)出口通过管路与辅助电加热器(9)进口连接，辅助电加热器(9)出口通过管路与相变蓄能装置(10)进口相连，电动两通阀五(19)出口和相变蓄能装置(10)出口通过管路与水/水换热器(11)蓄热侧进口连接，水/水换热器(11)蓄热侧出口通过管路与电动两通阀三(17)进口、电动两通阀四(18)进口连接，电动两通阀三(17)出口通过管路与用户侧水/制冷剂换热器(3)水侧进口连接，水/水换热器(11)蓄热侧出口管路上安装用户侧膨胀罐(12)。
5.根据权利要求1所述的相变蓄能复合源热泵装置，其特征在于：所述的相变蓄能复合源热泵装置可用于直膨式热泵装置中。
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| CN201520295690.8U CN204630141U (zh) | 2015-05-08 | 2015-05-08 | 一种相变蓄能复合源热泵装置 |
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Publications (1)
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| CN204630141U true CN204630141U (zh) | 2015-09-09 |
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| CN (1) | CN204630141U (zh) |
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2015
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