CN205245609U - 一种太阳能双源热泵供热采暖空调系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种太阳能双源热泵供热采暖空调系统，其特征在于：包括太阳能集热器阵列、生活热水末端、自来水补水源、空调末端、由上层和下层构成的分层蓄热水箱、空气源热泵和由蒸发器和冷凝器构成的水源热泵，所述的生活热水末端、自来水补水源分别与分层蓄热水箱连通设置，所述的太阳能集热器阵列、空气源热泵、蒸发器分别与分层蓄热水箱循环连通设置，所述的空气源热泵、冷凝器分别与空调末端循环连通设置；本实用新型可以同时可满足建筑制冷、采暖供热和全年生活热水的需求，系统设计结构简单、技术成熟，设备易于施工安装，相对成本较低。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能供热应用技术领域，尤其涉及一种太阳能双源热泵供热采暖空调系统。
背景技术
目前太阳能供热应用技术非常广泛，但是由于太阳能自身的特点，能量密度小，一年四季分布不均，导致太阳能独立系统无法满足供热的连续性和稳定性，因而在技术上通常要采用其他的常规能源设备辅助来实现连续稳性供热的需求。
太阳能与其他供热设备联合使用的解决方案已成为近几年太阳能拓展的方向和应用，太阳能跨界应用与热泵机组设备的联姻系统，是一个非常好的技术开发方向。目前已提出了一些系统解决的技术方案，在专利200620023910.2中，提出一种空气源太阳能水源热泵空调，包含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热泵和第二级人工水源热泵，实施时，将蛇形盘管的盘面朝向太阳能光线侧，并进行黑化处理，风机安装在背向太阳能光线侧，以增强其对太阳能热量的吸收，虽然提到了太阳能的应用和空气源的应用，但没有涉及太阳能集热设备和空气源热泵机组；在发明专利201110081003.9中，提出一种空气源模块式三合一空调热水系统，可实现制冷、采暖供热和生活热水生产应用，但没有涉及太阳能的相关应用；在发明专利201110293191.X中，提出一种复合式太阳能热泵热水系统，主要涉及太阳能与水源热泵结合的供热水系统；在发明专利201410297217.3中，提出一种综合利用太阳能和空气能供暖空调系统及运行方法，虽然把太阳能，空气能冷热机组和水源制热机组结合，但其中空气源与水热泵采用的是耦合的方式，系统较为复杂，成本较高。
发明内容
为了解决现有技术中的不足，本实用新型的目的在于提供一种太阳能双源热泵供热采暖空调系统，本系统同时可满足建筑制冷、采暖供热和全年生活热水的需求，系统设计结构简单、技术成熟，设备易于施工安装，相对成本较低。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种太阳能双源热泵供热采暖空调系统，其特征在于：包括太阳能集热器阵列、生活热水末端、自来水补水源、空调末端、由上层和下层构成的分层蓄热水箱、空气源热泵和由蒸发器和冷凝器构成的水源热泵，所述的生活热水末端、自来水补水源分别与分层蓄热水箱连通设置，所述的太阳能集热器阵列、空气源热泵、蒸发器分别与分层蓄热水箱循环连通设置，所述的空气源热泵、冷凝器分别与空调末端循环连通设置。
所述的太阳能集热器阵列的出口通过三通换向阀分别与分层蓄热水箱的上层的太阳能循环进口和下层的太阳能循环进口连通设置，太阳能集热器阵列的进口通过太阳能循环泵与分层蓄热水箱的下层的太阳能循环出口连通设置。
所述的空气源热泵的进口依次通过空气源热泵循环泵和第一截止阀与分层蓄热水箱下层的空气源热泵机组循环出口连通设置，空气源热泵的进口通过第二截止阀与分层蓄热水箱下层的空气源热泵机组循环进口连通设置。
所述的空气源热泵循环泵与第一截止阀之间还通过第三截止阀与空调末端的出口连通设置，空气源热泵的进口与第二截止阀之间还通过第四截止阀与空调末端的进口连通设置。
所述的蒸发器的进口通过蒸发器循环泵与分层蓄热水箱下层的水源热泵机组循环出口连通设置，蒸发器的出口与分层蓄热水箱下层的水源热泵机组循环进口连通设置。
所述的冷凝器的进口通过第五截止阀与空调末端的出口连通设置，冷凝器的出口依次通过冷凝器循环泵和第六截止阀与空调末端的进口连通设置。
所述的生活热水末端与分层蓄热水箱的上层连通设置。
所述的自来水补水源与分层蓄热水箱的下层连通设置。
本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型太阳能满足全年的生活热水的需求，节能环保。
2、本实用新型在采暖期空气源热泵与太阳能均可给分层蓄热水箱储热，优先太阳能供热，水源热泵再提取分层蓄热水箱中热量，这样可以充分利用水源热泵高效率的优点，从而可以降低太阳能和空气源热泵的供热温度，从而提高太阳能和空气源热泵的能源转化效率。
3、本实用新型采用分层蓄热水箱，太阳能给分层蓄热水箱进行分层蓄热，先加热水箱的上层供生活热水区域，水温达到设定温度后，再加热水箱的下层蓄热区域，同时水箱上与空气源热泵与水源热泵对应的接口都设置在水箱的下部，这样水箱就自然形成了生活用水的高温区和采暖蓄热区两个区域，有效的保证生活热水温度不受影响。
4、本实用新型可以有效降低空气源热泵的启动频次和提高风冷侧的换热器温度，从而延长空气源热泵的结霜时间和减缓结霜。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1为本实用新型的太阳能双源热泵供热采暖空调系统的原理图。
图2为本实用新型的制冷期系统运行原理图。
图3为本实用新型的采暖期系统采暖供热运行原理图。
图4为本实用新型的其它时间系统太阳能供热水运行原理图。
图中：1太阳能集热器阵列、2生活热水末端、3三通换向阀、4太阳能循环泵、5自来水补水源、6分层蓄热水箱、7第四截止阀、8第三截止阀、9第二截止阀、10第一截止阀、11空气源热泵循环泵、12蒸发器循环泵、13水源热泵、14冷凝器循环泵、15第六截止阀、16第五截止阀、17空气源热泵、18空调末端、19蒸发器、20冷凝器。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
如图1所示：一种太阳能双源热泵供热采暖空调系统，包括太阳能集热器阵列1、生活热水末端2、自来水补水源5、空调末端18、由上层和下层构成的分层蓄热水箱6、空气源热泵17和由蒸发器19和冷凝器20构成的水源热泵13，所述的生活热水末端2、自来水补水源5分别与分层蓄热水箱6连通设置，所述的太阳能集热器阵列1、空气源热泵17、蒸发器19分别与分层蓄热水箱6循环连通设置，所述的空气源热泵17、冷凝器20分别与空调末端18循环连通设置。
所述的太阳能集热器阵列1的出口通过三通换向阀3分别与分层蓄热水箱6的上层的太阳能循环进口和下层的太阳能循环进口连通设置，太阳能集热器阵列1的进口通过太阳能循环泵4与分层蓄热水箱6的下层的太阳能循环出口连通设置。
所述的空气源热泵17的进口依次通过空气源热泵循环泵11和第一截止阀10与分层蓄热水箱6下层的空气源热泵机组循环出口连通设置，空气源热泵17的进口通过第二截止阀9与分层蓄热水箱6下层的空气源热泵机组循环进口连通设置。
所述的空气源热泵循环泵11与第一截止阀10之间还通过第三截止阀8与空调末端18的出口连通设置，空气源热泵17的进口与第二截止阀9之间还通过第四截止阀7与空调末端18的进口连通设置。
所述的蒸发器19的进口通过蒸发器循环泵12与分层蓄热水箱6下层的水源热泵机组循环出口连通设置，蒸发器19的出口与分层蓄热水箱6下层的水源热泵机组循环进口连通设置。
所述的冷凝器20的进口通过第五截止阀16与空调末端18的出口连通设置，冷凝器20的出口依次通过冷凝器循环泵14和第六截止阀15与空调末端18的进口连通设置。
所述的生活热水末端2与分层蓄热水箱6的上层连通设置。
所述的自来水补水源5与分层蓄热水箱6的下层连通设置。
如图2所示，制冷期系统如下运行，系统内的第二截止阀9、第一截止阀10、第六截止阀15、第五截止阀16均关闭，第四截止阀7、第三截止阀8均开启，空气源热泵17机组开启制冷模式并打开空气源热泵循环泵11，空气源热泵17机通过循环管路给空调末端18供应冷水实现制冷；太阳能供热系统如下运行：由太阳能循环泵4将水/传热介质送入太阳能集热器阵列1被加热后，再送到分层蓄热水箱6，首先三通换向阀3关闭B口，开启C口加热分层蓄热水箱6的上层，当达到设定温度时在关闭C口，开启B口加热分层蓄热水箱6的下层，通过生活热水末端2取用分层蓄热水箱6上层内的热水。
如图3所示，采暖期系统如下运行，第四截止阀7、第三截止阀8均关闭，第六截止阀15、第五截止阀16均开启，由太阳能循环泵4将水/传热介质送入太阳能集热器阵列1被加热后，再送到分层蓄热水箱6，首先三通换向阀3关闭B口，开启C口加热分层蓄热水箱6的上层，当达到设定温度时在关闭C口，开启B口加热分层蓄热水箱6的下层，通过生活热水末端2取用分层蓄热水箱6上层内的热水；蒸发器循环泵12启动循环，将分层蓄热水箱6中的低温水送入水源热泵13机组的蒸发器19中，经水源热泵13机组提取热量加热冷凝器20中的水，冷凝器循环泵14启动循环将热冷凝器20中的高温水送入空调末端18；当分层蓄热水箱6中的水温低于15℃时，空气源热泵循环泵11启动循环，通过空气源热泵17机组制热循环加热分层蓄热水箱6中的水，将分层蓄热水箱6中的水提上到15℃以上，保证水源热泵13高效连续取热供热。
如图4所示，供热水时系统如下运行，水源热泵13机组和空气源热泵17机组均停止运行，由太阳能循环泵4将水/传热介质送入太阳能集热器阵列1被加热后，再送到分层蓄热水箱6，首先三通换向阀3关闭B口，开启C口加热分层蓄热水箱6的上层，当达到设定温度时在关闭C口，开启B口加热分层蓄热水箱6的下层，通过生活热水末端2取用分层蓄热水箱6上层内的热水。
以上所述仅为本实用新型的优先实施方式，只要以基本相同手段实现本实用新型的目的技术方案，都属于本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种太阳能双源热泵供热采暖空调系统，其特征在于：包括太阳能集热器阵列、生活热水末端、自来水补水源、空调末端、由上层和下层构成的分层蓄热水箱、空气源热泵和由蒸发器和冷凝器构成的水源热泵，所述的生活热水末端、自来水补水源分别与分层蓄热水箱连通设置，所述的太阳能集热器阵列、空气源热泵、蒸发器分别与分层蓄热水箱循环连通设置，所述的空气源热泵、冷凝器分别与空调末端循环连通设置。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能双源热泵供热采暖空调系统，其特征在于：所述的太阳能集热器阵列的出口通过三通换向阀分别与分层蓄热水箱的上层的太阳能循环进口和下层的太阳能循环进口连通设置，太阳能集热器阵列的进口通过太阳能循环泵与分层蓄热水箱的下层的太阳能循环出口连通设置。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能双源热泵供热采暖空调系统，其特征在于：所述的空气源热泵的进口依次通过空气源热泵循环泵和第一截止阀与分层蓄热水箱下层的空气源热泵机组循环出口连通设置，空气源热泵的进口通过第二截止阀与分层蓄热水箱下层的空气源热泵机组循环进口连通设置。
4.根据权利要求3所述的一种太阳能双源热泵供热采暖空调系统，其特征在于：所述的空气源热泵循环泵与第一截止阀之间还通过第三截止阀与空调末端的出口连通设置，空气源热泵的进口与第二截止阀之间还通过第四截止阀与空调末端的进口连通设置。
5.根据权利要求1所述的一种太阳能双源热泵供热采暖空调系统，其特征在于：所述的蒸发器的进口通过蒸发器循环泵与分层蓄热水箱下层的水源热泵机组循环出口连通设置，蒸发器的出口与分层蓄热水箱下层的水源热泵机组循环进口连通设置。
6.根据权利要求1所述的一种太阳能双源热泵供热采暖空调系统，其特征在于：所述的冷凝器的进口通过第五截止阀与空调末端的出口连通设置，冷凝器的出口依次通过冷凝器循环泵和第六截止阀与空调末端的进口连通设置。
7.根据权利要求1所述的一种太阳能双源热泵供热采暖空调系统，其特征在于：所述的生活热水末端与分层蓄热水箱的上层连通设置。
8.根据权利要求1所述的一种太阳能双源热泵供热采暖空调系统，其特征在于：所述的自来水补水源与分层蓄热水箱的下层连通设置。
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