CN104457022A - 太阳能-空气源热泵热回收复合系统 - Google Patents
太阳能-空气源热泵热回收复合系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开一种太阳能-空气源热泵热回收复合系统，包括太阳能集热器、热泵机组、保温水箱、以及室内末端，各部分之间通过管道以及设置在管道上的电动蝶阀连接构成太阳能加热生活用水支路、太阳能室内供暖支路、热泵机组加热生活用水支路以及热泵机组室内制暖/制冷支路。根据季节环境条件和太阳辐射照度，各支路进行工作，实现不同季节室内供暖不同需求，不仅可以全年满足用户的热水需求，还可以给建筑物夏季供冷、冬季供暖，过度季节也可以充分利用太阳能，调整和弥补不同季节的需求与供给差异，实现最大限度利用太阳能的设计思想，达到建造真正环保、经济的新型节能建筑。
Description
技术领域
本发明属于空调制冷技术设备领域，具体涉及一种用于结合太阳能采暖和空气源热泵冷暖系统的复合系统，该系统充分利用太阳能采暖和空气源热泵冷暖系统优势，扬长避短，将两者有机的结合起来，大大提高系统对能源利用的效率，降低运行成本。
背景技术
太阳能-空气源热泵热回收复合系统是一种新型的空调供热制冷技术，把太阳能和空气源热泵技术结合起来，解决空气源热泵低温下的性能问题并由于减少结霜或不结霜提高了空气源热泵的可靠性和稳定性，在能源和环境污染日益严重的今天，它具有节能、高效、充分利用太阳能等诸多优点。
发明内容
为了利用太阳能采暖和空气源热泵冷暖系统优势，本发明提供一种太阳能-空气源热泵热回收复合系统。
本发明所采用的技术方案如下：
太阳能-空气源热泵热回收复合系统，包括太阳能集热器、热泵机组、保温水箱、以及室内末端，各部分之间通过管道以及设置在管道上的各种阀门连接构成太阳能加热生活用水支路、太阳能室内供暖支路、热泵机组加热生活用水支路以及热泵机组室内制暖/制冷支路，其特征在于：所述太阳能加热生活用水支路包括太阳能集热器，从太阳能集热器的出水口回水口还依次包括第五电动蝶阀V5、保温水箱、太阳能循环泵以及第六电动蝶阀V6，所述太阳能循环泵上还连接有温度传感器，所述温度传感器位于保温水箱内；所述太阳能室内供暖支路起源与室内末端回水口端，终止于室内末端供水口端，其中依次包括管道电子水处理器、第八电动蝶阀V8、太阳能集热器、第七电动蝶阀V7、第二电动蝶阀V2以及室内末端冷热水循环泵；所述热泵机组上设有两组连接循环管道的端口，输出端口a和输回端口b，输出端口B和输回端口A，所述热泵机组加热生活用水支路从输出端口a到输回端口b之间依次包括第三电动蝶阀V3、保温水箱、热泵热水循环水泵、第四电动蝶阀V4；所述热泵机组室内制暖/制冷支路，起与室内末端回水口端，终止于室内末端供水口端，依次包括电子水处理器、第一电动蝶阀V1、热泵机组以及室内末端冷热水循环泵，该支路管道内介质从输回端口A进入热泵机组、从输出端口B输出热泵机组；所述第二电动蝶阀V2两端分别连接在热泵机组的输回端口A和能输出端口B上；所述热泵机组的能量输出端口B连接的管道上还连接有接补水二管道，所述的接补水二管道上连接有末端系统定压罐。
所述的保温水箱上还连接有接补水一管道，所述的接补水一管道上设有计量水表。
所述的保温水箱上还连接有接热水供水管道，所述的接热水供水管道上设有生活热水水泵以及控制水泵的变频控制阀。
所述室内末端回水和室内末端供水管道之间设有压差控制器。
本发明在工作前，默认所有电动蝶阀为关闭状态；本发明在工作时，根据季节环境条件和太阳辐射照度，实现不同需求：
1、当夏季需要建筑物生活热水供应和室内制冷：
（1）、当日照充足时，开启电动蝶阀V5、V6开启，采用太阳能集热器直接加热保温水箱，实现生活热水供应；采用热泵机组通过冷却室内末端回水管道的冷媒提供冷量向室内末端供述实现室内的制冷；此过程中，通过保温水箱的温度传感器实时监测保温水箱生活热水温度T，如果，T≥60°，则电动蝶阀V5、V6关闭，太阳能循环泵3停止运行；T≤40°，则电动蝶阀V5、V6开启，水泵继续运行。
（2）、无日照时，通过热泵机组回收的余热加热保温水箱，实现生活热水供应；同时，热泵机组直接提供室内制冷；此过程当中，通过保温水箱的温度传感实时监测保温水箱生活热水温度T，如果，T≥60°，则电动蝶阀V3、V4关闭，热泵机组不在加热保温水箱，将回收余热转化为风冷；T≤40°，则电动蝶阀V3、V4开启，热泵机组回收余热加热保温水箱。
（3）、日照不充分时，电动蝶阀V3～V6开启，太阳能集热器结合热泵机组加热保温水箱，供给生活热水，热泵机组实现室内制冷；此过程当中，通过保温水箱的温度传感器实时监测保温水箱生活热水温度T，如果，T≥60°，电动蝶阀V3、V4关闭，热泵机组不在加热保温水箱，回收余热转化为风冷；T≤40°，电动蝶阀V3、V4开启，热泵机组回收余热加热保温水箱。
2、当冬季需要室内制暖和供给生活热水时：
（1）、日照充足时：
开启电动蝶阀V5、V6开启，太阳能集热器优先加热保温水箱，供给生活热水，此过程中，通过保温水箱的温度传感器实时监测保温水箱生活热水温度T，如果T≥60°，则电动蝶阀V5、V6关闭，电动蝶阀V2、V7、V8开启，太阳能循环泵停止运行，太阳能直接供给给室内末端；如果T≤40°，电动蝶阀V5、V6开启，水泵运行，加热生活热水，热泵机组提供室内热量。
（2）、无日照时：
开启电动蝶阀V3、V4 、V7、V8，热泵机组加热保温水箱，供给生活热水；T≥60°，电动蝶阀V3、V4关闭，热泵机组仅提供室内热量。
（3）、日照不充分时：
开启电动蝶阀V3～V6，太阳能集热器结合热泵机组加热保温水箱，供给生活热水：当T≥60°，电动蝶阀V3、V4关闭，热泵机组由回收余热转化为风冷；T≤40°，电动蝶阀V3、V4开启，热泵机组回收余热加热保温水箱。热泵机组提供室内热量。
3、当过渡季节只需要生活热水时
（1）日照充足时
开启电动蝶阀V5、V6开启，太阳能集热器优先加热保温水箱，供给生活热水：当T≥60°，电动蝶阀V5、V6关闭，电动蝶阀V2、V7、V8开启，水泵3停止运行。
（2）、无日照时
开启电动蝶阀V3、V4，热泵机组加热保温水箱，供给生活热水。
（3）日照不充分时
开启电动蝶阀V3～V6，太阳能结合热泵机组加热保温水箱，供给生活热水。
本系统将太阳能系统与空气源热泵系统优化组合在一个系统，对于太阳能部分提高了太阳能系统的供暖保障率，降低了常规能源配备功率，对于空气源热泵系统提高了热泵机组的工作效率。同时，本发明不仅可以全年满足用户的热水需求，还可以给建筑物夏季供冷、冬季供暖，过度季节也可以充分利用太阳能，调整和弥补不同季节的需求与供给差异，实现最大限度利用太阳能的设计思想，达到建造真正环保、经济的新型节能建筑。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
太阳能-空气源热泵热回收复合系统，包括太阳能集热器1、热泵机组2、保温水箱7、以及室内末端，各部分之间通过管道以及设置在管道上的各种阀门连接构成太阳能加热生活用水支路、太阳能室内供暖支路、热泵机组加热生活用水支路以及热泵机组室内制暖/制冷支路，所述太阳能加热生活用水支路包括太阳能集热器1，从太阳能集热器1的出水口回水口还依次包括第五电动蝶阀V5、保温水箱7、太阳能循环泵3以及第六电动蝶阀V6，所述太阳能循环泵3上还连接有温度传感器9，所述温度传感器9位于保温水箱7内；所述太阳能室内供暖支路起源与室内末端回水口端，终止于室内末端供水口端，其中依次包括管道电子水处理器13、第八电动蝶阀V8、太阳能集热器1、第七电动蝶阀V7、第二电动蝶阀V2以及室内末端冷热水循环泵5；所述热泵机组上设有两组连接循环管道的端口，输出端口a和输回端口b，输出端口B和输回端口A，所述热泵机组加热生活用水支路从输出端口a到输回端口b之间依次包括第三电动蝶阀V3、保温水箱7、热泵热水循环水泵6、第四电动蝶阀V4；所述热泵机组室内制暖/制冷支路，起与室内末端回水口端，终止于室内末端供水口端，依次包括电子水处理器13、第一电动蝶阀V1、热泵机组2以及室内末端冷热水循环泵5，该支路管道内介质从输回端口A进入热泵机组、从输出端口B输出热泵机组；所述第二电动蝶阀V2两端分别连接在热泵机组的输回端口A和能输出端口B上；所述热泵机组的能量输出端口B连接的管道上还连接有接补水二管道，所述的接补水二管道上连接有末端系统定压罐8。
所述的保温水箱7上还连接有接补水一管道，所述的接补水一管道上设有计量水表11。
所述的保温水箱7上还连接有接热水供水管道，所述的接热水供水管道上设有生活热水水泵以及控制水泵4的变频控制阀12。
所述室内末端回水和室内末端供水管道之间设有压差控制器10。
本发明在工作前，默认所有电动蝶阀为关闭状态；本发明在工作时，根据季节环境条件和太阳辐射照度，实现不同需求：
1、当夏季需要建筑物生活热水供应和室内制冷：
（1）、当日照充足时，开启电动蝶阀V5、V6开启，采用太阳能集热器1直接加热保温水箱时，实现生活热水供应；采用热泵机组通过冷却室内末端回水管道的冷媒提供冷量向室内末端供述实现室内的制冷；此过程佛歌，通过保温水箱的温度传感器实时监测保温水箱生活热水温度T，如果，T≥60°，则电动蝶阀V5、V6关闭，太阳能循环泵3停止运行；T≤40°，则电动蝶阀V5、V6开启，水泵3继续运行。
（2）、无日照时，通过热泵机组回收的余热加热保温水箱，实现生活热水供应；同时，热泵机组直接提供室内制冷；此过程当中，通过保温水箱的温度传感器实时监测保温水箱生活热水温度T，如果，T≥60°，则电动蝶阀V3、V4关闭，热泵机组不在加热保温水箱，将回收余热转化为风冷；T≤40°，则电动蝶阀V3、V4开启，热泵机组回收余热加热保温水箱。
（3）、日照不充分时，电动蝶阀V3～V6开启，太阳能集热器结合热泵机组加热保温水箱，供给生活热水，热泵机组实现室内制冷；此过程当中，通过保温水箱的温度传感器实时监测保温水箱生活热水温度T，如果，T≥60°，电动蝶阀V3、V4关闭，热泵机组不在加热保温水箱，回收余热转化为风冷；T≤40°，电动蝶阀V3、V4开启，热泵机组回收余热加热保温水箱。
2、当冬季需要室内制暖和供给生活热水时：
（1）、日照充足时：
开启电动蝶阀V5、V6开启，太阳能集热器优先加热保温水箱，供给生活热水，此过程中，通过保温水箱的温度传感器实时监测保温水箱生活热水温度T，如果T≥60°，则电动蝶阀V5、V6关闭，电动蝶阀V2、V7、V8开启，太阳能循环泵3停止运行，太阳能直接供给给室内末端；如果T≤40°，电动蝶阀V5、V6开启，水泵3运行，加热保温水箱，热泵机组提供室内热量。
（2）、无日照时：
开启电动蝶阀V3、V4 、V7、V8，热泵机组加热保温水箱，供给生活热水；T≥60°，电动蝶阀V3、V4关闭，热泵机组仅提供室内热量。（3）、日照不充分时：
开启电动蝶阀V3～V6，太阳能集热器结合热泵机组加热保温水箱，供给生活热水：当T≥60°，电动蝶阀V3、V4关闭，热泵机组由回收余热转化为风冷；T≤40°，电动蝶阀V3、V4开启，热泵机组回收余热加热保温水箱。热泵机组提供室内热量。
3、当过渡季节只需要生活热水时
（1）日照充足时
开启电动蝶阀V5、V6开启，太阳能集热器优先加热保温水箱，供给生活热水：当T≥60°，电动蝶阀V5、V6关闭，电动蝶阀V2、V7、V8开启，水泵3停止运行。
（2）、无日照时
开启电动蝶阀V3、V4，热泵机组加热保温水箱，供给生活热水。
（3）日照不充分时
开启电动蝶阀V3～V6，太阳能结合热泵机组加热保温水箱，供给生活热水。
本发明不仅可以全年满足用户的热水需求，还可以给建筑物夏季供冷、冬季供暖，过度季节也可以充分利用太阳能，调整和弥补不同季节的需求与供给差异，实现最大限度利用太阳能的设计思想，达到建造真正环保、经济的新型节能建筑。
Claims (4)
1.太阳能-空气源热泵热回收复合系统，包括太阳能集热器、热泵机组、保温水箱、以及室内末端，各部分之间通过管道以及设置在管道上的各种阀门连接构成太阳能加热生活用水支路、太阳能室内供暖支路、热泵机组加热生活用水支路以及热泵机组室内制暖/制冷支路，其特征在于：所述太阳能加热生活用水支路包括太阳能集热器，从太阳能集热器的出水口到回水口之间还包括依次连接的第五电动蝶阀V5、保温水箱、太阳能循环泵以及第六电动蝶阀V6，所述太阳能循环泵上还连接有温度传感器，所述温度传感器位于保温水箱内；所述太阳能室内供暖支路起源于室内末端回水口端，终止于室内末端供水口端，其中依次包括管道电子水处理器、第八电动蝶阀V8、太阳能集热器、第七电动蝶阀V7、第二电动蝶阀V2以及室内末端冷热水循环泵；所述热泵机组上设有两组连接循环管道的端口，输出端口a和输回端口b，输出端口B和输回端口A，所述热泵机组加热生活用水支路从输出端口a到输回端口b之间依次包括第三电动蝶阀V3、保温水箱、热泵热水循环水泵、第四电动蝶阀V4；所述热泵机组室内制暖/制冷支路，起与室内末端回水口端，终止于室内末端供水口端，依次包括电子水处理器、第一电动蝶阀V1、热泵机组以及室内末端冷热水循环泵，该支路管道内介质从输回端口A进入热泵机组、从输出端口B输出热泵机组；所述第二电动蝶阀V2两端分别连接在热泵机组的输回端口A和能输出端口B上；所述热泵机组的能量输出端口B连接的管道上还连接有接补水二管道，所述的接补水二管道上连接有末端系统定压罐。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能-空气源热泵热回收复合系统，其特征在于：所述的保温水箱上还连接有接补水一管道，所述的接补水一管道上设有计量水表。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能-空气源热泵热回收复合系统，其特征在于：所述的保温水箱上还连接有接热水供水管道，所述的接热水供水管道上设有生活热水水泵以及控制水泵的变频控制阀。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能-空气源热泵热回收复合系统，其特征在于：所述室内末端回水和室内末端供水管道之间还设有压差控制器。
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