CN206310590U - 双热源热泵及其三介质换热器 - Google Patents

双热源热泵及其三介质换热器 Download PDF

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田力男
张强
钟洪伟
李旭光
吴晓琼
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Beijing Enlighten Clean Energy Technology Co Ltd
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BEIJING HUAYE SOLAR ENERGY Co Ltd
Beijing Enlighten Clean Energy Technology Co Ltd
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Abstract

本实用新型提供一种双热源热泵及其三介质换热器，所述双热源热泵包括太阳能集热系统与热泵系统，所述太阳能集热系统包括相连的太阳能集热器、蓄热水箱、供热管路、第一用热终端以及回流管路；所述热泵系统包括循环相连的压缩机、冷凝器、膨胀阀与换热器，所述冷凝器位于室内，而所述换热器置于室外；所述换热器为三介质换热器，包括介质流道、与所述介质流道外壁热接触的换热翅片以及穿设在所述介质流道内的热水管路；所述介质流道连接在所述热泵系统中，所述热水管路连接在所述供热管路中。采用三介质换热器，可以使热泵系统中的介质同时吸收空气中的热量以及太阳能集热系统中的热水热量，在太阳能和空气源热能都不足时，还能够保证供热效果。

Description

双热源热泵及其三介质换热器
技术领域
本实用新型涉及一种双热源热泵空调设备。
背景技术
热泵热水器是一种通过制冷剂的压缩、凝结放热、节流膨胀、蒸发吸热，使从环境吸收的空气能或水中吸收的热能，提升为温度较高的热能或者从室内吸热将热量排放到空气中，夏季工作时，利用用户侧换热器为用户供冷，而制冷所产生的冷凝热通过热源侧换热器排入低温热源中，冬季工作时，用户侧换热器为用户供暖，而通过热源侧换热器从低温热源中吸取热量。广泛应用于工厂、澡堂、泳池、宾馆等场合。
现在的很多双热源热泵，都是从室外空气、土壤或水等热源提取热量，这些低温热源在不同条件下具有不同的工作特性。多数双热源热泵无法同时从两种热源提取热量，因此他们分别作为低温热源的热泵空调设备使用时，使用地域就不可避免地受到限制。在严寒地区或寒冷地区，在冬季室外温度非常低，但是此时用户用热量达到峰值，以室外空气作为低温热源无法满足用户室内热负荷。使用太阳能热水作为热源时，太阳能的热量供应完全依赖天气状况，且没有大型蓄热装置的话就无法作为一个稳定的热源。在冬季温度极低又阴天的状态下，无法为室内用户提供热量，而且会产生压机超负荷运转，结霜，甚至是水管冻裂等现象，严重影响用户的使用体验。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种双热源热泵，可以使用一个压缩机同时从两个低温热源提取热量。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种双热源热泵，其特征在于：包括太阳能集热系统与热泵系统，其中：
所述太阳能集热系统包括相连的太阳能集热器与蓄热水箱，所述蓄热水箱的热水出口通过供热管路与室内的第一用热终端相连，所述第一用热终端再经过回流管路与蓄热水箱的冷水入口相连；
所述热泵系统包括循环相连的压缩机、冷凝器、膨胀阀与换热器，所述冷凝器位于室内，构成第二用热终端，而所述换热器置于室外；
所述换热器为三介质换热器，包括介质流道、与所述介质流道外壁热接触的换热翅片以及穿设在所述介质流道内的热水管路；所述介质流道连接在所述热泵系统中，所述热水管路连接在所述供热管路中。
所述的双热源热泵，其中：所述热水管路的一端通过歧管连接在所述供热管路中，并在所述供热管路上位于所述歧管上游的位置设有调节阀，所述热水管路的另一端则通过三通阀连接到回流管路。
所述的双热源热泵，其中：在所述回流管路靠近蓄热水箱的位置设有供热水泵。
所述的双热源热泵，其中：所述介质流道包裹在外壳中，并在外壳与介质流道的外壁之间填充有蓄热材料。
所述的双热源热泵，其中：所述换热翅片伸出外壳的外部。
本实用新型还提供一种三介质换热器，其中：包括介质流道、与所述介质流道外壁热接触的换热翅片以及穿设在所述介质流道内的热水管路。
所述的三介质换热器，其中：所述介质流道连接在热泵系统中。
所述的三介质换热器，其中：所述热水管路连接在太阳能集热系统的供热管路中。
所述的三介质换热器，其中：所述介质流道包裹在外壳中，并在外壳与介质流道的外壁之间填充有蓄热材料。
所述的三介质换热器，其中：所述换热翅片伸出外壳的外部。
与现有技术相比较，采用上述技术方案的本实用新型具有的优点在于：由于采用三介质换热器，可以使热泵系统中的介质同时吸收空气中的热量以及太阳能集热系统中的热水热量，在太阳能和空气源热能都不足时，还能够保证供热效果。
此外，本实用新型提供的双热源热泵可以根据不同的外部环境情况，选择不同的供热方式，灵活多变，节约能源。
附图说明
图1是本实用新型提供的双热源热泵的整体结构示意图；
图2是本实用新型提供的三介质换热器的剖视结构图。
附图标记说明：太阳能集热器1；蓄热水泵2；蓄热水箱3；第一用热终端4；三通阀门5；供热水泵6；第二调节阀8；换热器9；介质流道91；换热翅片92；热水管路93；外壳94；蓄热材料95；压缩机10；第二用热终端11；膨胀阀12；供热管路L1；回流管路L2。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型提供的一种双热源热泵，其包括太阳能集热系统与热泵系统，其中：
所述太阳能集热系统中，包括太阳能集热器1以及通过蓄热水泵2与所述太阳能集热器1相连的蓄热水箱3，所述蓄热水箱3的热水出口再通过供热管路L1与室内的第一用热终端4相连，所述第一用热终端4再经过回流管路L2与蓄热水箱3的冷水入口相连，在所述回流管路L2靠近蓄热水箱3的位置设有供热水泵6。
所述热泵系统包括循环相连的压缩机10、冷凝器、膨胀阀12与换热器9，所述冷凝器位于室内，构成第二用热终端11，而所述换热器9置于室外。
为了将上述太阳能集热系统与热泵系统集成在一起，所述换热器9为三介质换热器，其结构如图2所示，包括介质流道91、与所述介质流道91外壁热接触的换热翅片92以及穿设在所述介质流道91内的热水管路93。其中，所述介质流道91的两端连接在所述热泵系统中，所述热水管路93的一端通过歧管连接在所述供热管路L1中，并在所述供热管路L1上位于所述歧管上游的位置设有调节阀8，所述热水管路93的另一端则通过三通阀5连接到回流管路L2。
此外，如图2所示，所述介质流道91包裹在外壳94中，并在外壳94与介质流道91的外壁之间填充有蓄热材料95，以避免热量流失。所述换热翅片92则伸出外壳94外部，以增强散热效果，使热泵系统运转更稳定，供热性能有更好的保障。
采用图2所示的三介质换热器9，在介质流道91中流动的制冷剂介质一方面可以通过介质流道91外壁以及换热翅片92吸收空气中的热能，还可以同时通过内部包裹的热水管路93的外壁吸收热水中的热能，还可以吸收储热材料95中的热能，可以极大地提升吸热效率。
本实用新型使用的时候，有三种不同的工作模式：
(1)当太阳能热水能够满足用户室内采暖需求时，调节阀8打开，三通阀门5的A、C口相通，冷水通过蓄热水泵2进入太阳能集热器1，热水由太阳能集热器1流出，储存在蓄热水箱3中，热水从蓄热水箱3中流经调节阀8再流经管路L4，最后供给到第一用热终端4(如地暖盘管、风盘等)，进行散热；通过第一用热终端4后温度较低的水，经三通阀5由回流管路L2回到储热水箱3中。
(2)在太阳能热水无法满足室内采暖需求，而空气温度适宜的情况下，调节阀8关闭，压缩机10启动，介质流经三介质换热器9吸热，通过压缩机10进入第二用热终端7，将热量放出，然后介质经过膨胀阀12流入三介质换热器9继续吸收空气中的热量，以此周而复始。
(3)当太阳能和空气源都无法满足室内供热需求时，可以打开调节阀8，三通阀门5的A、B口相通，使介质通过三介质换热器9与蓄热水箱3中的换热，同时与外界空气进行换热，并且在此时三介质换热器9中的储热材料94，可以吸收来不及交换的热量，或者将之前吸收的热量释放出来。
以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双热源热泵，其特征在于：包括太阳能集热系统与热泵系统，其中：
所述太阳能集热系统包括相连的太阳能集热器与蓄热水箱，所述蓄热水箱的热水出口通过供热管路与室内的第一用热终端相连，所述第一用热终端再经过回流管路与蓄热水箱的冷水入口相连；
所述热泵系统包括循环相连的压缩机、冷凝器、膨胀阀与换热器，所述冷凝器位于室内，构成第二用热终端，而所述换热器置于室外；
所述换热器为三介质换热器，包括介质流道、与所述介质流道外壁热接触的换热翅片以及穿设在所述介质流道内的热水管路；所述介质流道连接在所述热泵系统中，所述热水管路连接在所述供热管路中。
2.根据权利要求1所述的双热源热泵，其特征在于：所述热水管路的一端通过歧管连接在所述供热管路中，并在所述供热管路上位于所述歧管上游的位置设有调节阀，所述热水管路的另一端则通过三通阀连接到回流管路。
3.根据权利要求1所述的双热源热泵，其特征在于：在所述回流管路靠近蓄热水箱的位置设有供热水泵。
4.根据权利要求1所述的双热源热泵，其特征在于：所述介质流道包裹在外壳中，并在外壳与介质流道的外壁之间填充有蓄热材料。
5.根据权利要求4所述的双热源热泵，其特征在于：所述换热翅片伸出外壳的外部。
6.一种三介质换热器，其特征在于：包括介质流道、与所述介质流道外壁热接触的换热翅片以及穿设在所述介质流道内的热水管路。
7.根据权利要求6所述的三介质换热器，其特征在于：所述介质流道连接在热泵系统中。
8.根据权利要求6所述的三介质换热器，其特征在于：所述热水管路连接在太阳能集热系统的供热管路中。
9.根据权利要求6所述的三介质换热器，其特征在于：所述介质流道包裹在外壳中，并在外壳与介质流道的外壁之间填充有蓄热材料。
10.根据权利要求9所述的三介质换热器，其特征在于：所述换热翅片伸出外壳的外部。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110131775A (zh) * 2019-04-11 2019-08-16 常州市可道电机科技有限公司 空气能辅助的导热介质流控制方法及其控制系统

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