一種新型太陽能-空氣能復合熱泵冷熱聯供機組制造技術

本發明專利技術涉及一種新型太陽能-空氣能復合熱泵冷熱聯供機組，屬于暖通供熱技術領域。本發明專利技術包括太陽能空氣能復合熱泵主機、太陽能集熱蓄熱裝置、室內末端、及相應的連接管道；所述室內末端包括風機盤管、地暖盤管、毛細管網中的一種或兩種組合形成；所述太陽能-空氣能復合熱泵主機包括三通換向閥、第一循環泵、風機、四通換向閥、壓縮機、水側換熱器、第二循環泵、風側換熱器、膨脹閥、第三循環泵、及相應的連接管道，且都設置在復合熱泵主機內部；所述太陽能-空氣能復合熱泵主機的進出口設置有六個，分別通過管道連接太陽能集熱器、蓄熱水箱以及室內末端進出口。本發明專利技術具有結構緊湊、體積小、成本低、低溫制熱效率高、節能環保的特點，能夠擴大空氣源熱泵的使用范圍，有著較高的環境、經濟和社會效益。

【技術實現步驟摘要】

：本專利技術涉及一種新型太陽能-空氣能復合熱泵冷熱聯供機組，屬于暖通供熱

技術介紹
空氣能熱泵技術以其節能降耗及環保方面的良好表現普遍受到人們的關注，其結構簡單，安裝使用方便，運行費用為電采暖的1/4、天然氣采暖的1/3。但是空氣能熱泵的使用受到環境溫度的限制，其供熱能力和供熱性能系數會隨著室外氣溫的降低而降低，制冷量和制熱量很難與建筑冷熱負荷相適應。冬季還有室外結霜問題，常規空氣能熱泵并不適用于我國東北、西北、華北等寒冷地區。太陽能和空氣能都屬于可再生能源。如果將太陽能和空氣能兩種低品位能源作為熱源，進行有機結合利用，不僅可以很好地解決空氣能熱泵低溫下的性能下降問題，提高空氣源熱泵的可靠性和適用性，而且，還可以解決太陽能的間歇性，避免陰雨天氣無太陽能熱可利用的問題。太陽能-空氣能復合熱泵系統實現了這兩種熱源的復合利用，它可以滿足冬季供熱、夏季制冷的需求，設備利用率高。清華大學、中科院廣州能源所、上海交通大學、東南大學、南京理工大學等科研機構都對太陽能與空氣能相結合的熱泵綜合利用技術進行了較為深入的研究。國內外相關研究機構主要側重于以下兩個方面：1、間接式太陽能與空氣能組合型熱泵技術，采用太陽能與空氣能交替運行模式；2、直膨式太陽能熱泵技術，將太陽能集熱器作為空氣能熱泵的蒸發器，形成整體化結構形式，采用聯合太陽能與空氣能同步運行模式。間接式太陽能與空氣能組合型熱泵設置有兩個串聯或并聯的蒸發器(換熱器)，系統根據制冷制熱不同工況，采用兩臺蒸發器(換熱器)交替運行方式。但是，間接式組合型熱泵不僅增加了機組占用空間和投資成本，而且機組的運行依賴太陽能輻射狀況和室外空氣環境，不能夠充分利用太陽能和空氣能的綜合優勢。直膨式太陽能熱泵采用太陽能集熱器/熱泵蒸發器整體結構形式，可以實現太陽能與空氣能同步聯合利用。直膨式太陽能熱泵結構緊湊，設備簡單，便于實現，但是在實際應用中，該系統容易受周圍空氣、太陽輻射以及蒸發溫度與環境溫度關系的影響，控制能力差，不能夠有效穩定的運行，難以實現大規模市場推廣。
技術實現思路
針對現有的間接式和直膨式太陽能-空氣能熱泵系統技術復雜、成本高、運行不穩定的不足，提出并公開一種新型的太陽能-空氣能復合熱泵冷熱聯供機組。本專利技術的技術方案如下：一種新型的太陽能-空氣能復合熱泵冷熱聯供機組包括太陽能空氣能復合熱泵主機、太陽能集熱蓄熱裝置、室內末端、及相應的連接管道；所述太陽能集熱蓄熱裝置包括太陽能集熱器、蓄熱水箱、蛇形管式換熱器、及連接各部件的管道；所述蛇形管式換熱器設置在蓄熱水箱內部，且位于蓄熱水箱中下部；所述太陽能集熱器為平板型集熱器或者真空管式集熱器。所述室內末端包括風機盤管、地暖盤管、毛細管網中的一種或兩種組合形成，也包括適用于中低溫冷熱水(5℃～60℃)的室內散熱器；所述太陽能-空氣能復合熱泵主機包括三通換向閥、第一循環泵、風機、四通換向閥、壓縮機、水側換熱器、第二循環泵、風側換熱器、膨脹閥、第三循環泵、及相應的連接管道；所述三通換向閥、第一循環泵、風機、四通換向閥、壓縮機、水側換熱器、第二循環泵、風側換熱器、膨脹閥、第三循環泵全部設置在復合熱泵主機內部；所述太陽能-空氣能復合熱泵主機的進出口設置有六個，分別通過管道連接太陽能集熱器、蓄熱水箱以及室內末端進出口；所述第一循環泵、第二循環泵的工作介質是水、導熱油或乙二醇水溶液中的一種；所述三通換向閥進出口分別連接第一循環泵、太陽能集熱器和蛇形管式換熱器；所述水側換熱器為板式換熱器或管式換熱器；所述管式換熱器為水-水或水-蒸汽管式換熱器，也可以是雙套管式換熱器；所述風側換熱器為同軸套管翅片式換熱器；所述同軸套管翅片式換熱器由兩同軸內外套管組成，外管壁連接(焊接)有風冷用翅片；所述同軸內外套管，其內管管腔為太陽能工質循環流道，內外管包圍形成的管腔為制冷劑蒸汽壓縮循環流道；所述三通換向閥帶有三種狀態的導通功能，其閥芯可根據控制要求處于三種不同的位置，且分別處于三種不同的導通狀態(a-b、a-c、b-c)。進一步，所述三通換向閥與第一、第二循環泵，根據控制信號可形成三種不同的換熱循環。當三通換向閥端口a-b導通，第一循環泵開啟，第二循環泵關閉，則形成水箱蓄熱-蒸發器間接換熱循環。當三通換向閥端口a-c導通，第一循環泵開啟，第二循環泵關閉，則形成太陽能集熱-蒸發器直接換熱循環。當三通換向閥端口b-c導通，第一循環泵關閉，第二循環泵開啟，則形成太陽能集熱-水箱蓄熱循環。本專利技術不同氣象條件、不同室外環境溫度的各種工況下，能夠滿足用戶夏季制冷、冬季供熱要求。本專利技術實現以下四種工作模式：1、單獨制冷：直接采用風冷冷水機制冷工作模式。2、制冷+生活熱水：當太陽輻射充足時，風冷冷水機提供制冷功能，太陽能集熱供應生活熱水。當無太陽輻射時，風冷冷水機提供制冷功能，冷凝熱回收供應生活熱水。當氣象條件處于有無太陽輻射之間時，風冷冷水機提供制冷功能，太陽能集熱和冷凝熱回收聯合供應生活熱水。3、單獨制熱：當室外環境溫度＞5℃時，以空氣能熱泵為供熱提供主要熱源，輔助以太陽能熱補充供熱熱源。當室外環境溫度＜5℃時，以太陽能和空氣能復合熱泵同步提供供熱熱源。4、生活熱水：太陽能集熱提供生活熱水。本專利技術取得的有益效果是：采用集成式復合熱泵主機型式，具有結構緊湊，體積小，成本低，便于安裝維護的特點。此專利技術可以滿足不同工況下的制冷、供熱要求，太陽能熱能提高熱泵在冬季的工作效率，避免或減少除霜過程，降低能耗，擴大空氣源熱泵的使用范圍，有著較高的環境、經濟和社會效益。附圖說明圖1為太陽能-空氣能復合熱泵冷熱聯供機組系統結構圖。圖中：太陽能-空氣能復合熱泵冷熱主機1、三通換向閥2、第一循環泵3、風機4、四通換向閥5、壓縮機6、水側換熱器7、太陽能集熱器8、蓄熱水箱9、蛇形管式換熱器10、第二循環泵11、風側換熱器12、膨脹閥13、第三循環泵14、第一室內機末端15、第N室內機末端16。具體實施方式下面結合圖1詳細闡述具體實施方法：壓縮機6、水側換熱器7、膨脹閥13、四通換向閥5、風側換熱器12通過制冷劑管道連接，組成蒸汽壓縮制冷與制熱循環。四通換向閥5四個端口中的兩端口連接壓縮機進出氣口，另兩端口連接水側換熱器和風側換熱器的制冷劑通道。膨脹閥13通過管道連接在風側換熱器12與水側換熱器7之間，壓縮機與四通換向閥通過管道連接在風側換熱器12與水側換熱器7之間的另一側。四通換向閥5切換到制冷循環時，風側換熱器12為冷凝器，水側換熱器7為蒸發器；四通換向閥5本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種新型的太陽能?空氣能復合熱泵冷熱聯供機組包括太陽能空氣能復合熱泵主機(1)、太陽能集熱蓄熱裝置、室內末端(15、16)、及相應的連接管道；所述太陽能集熱蓄熱裝置包括太陽能集熱器(8)、蓄熱水箱(9)、蛇形管式換熱器(10)、及連接各部件的管道；所述蛇形管式換熱器(10)設置在蓄熱水箱(9)內部，且位于蓄熱水箱(9)中下部；所述太陽能集熱器(8)為平板型集熱器或者真空管式集熱器；所述室內末端(15、16)包括風機盤管、地暖盤管、毛細管網中的一種或兩種組合形成，也包括適用于中低溫冷熱水(5℃～60℃)的室內散熱器；所述太陽能?空氣能復合熱泵主機(1)包括三通換向閥(2)、第一循環泵(3)、風機(4)、四通換向閥(5)、壓縮機(6)、水側換熱器(7)、第二循環泵(11)、風側換熱器(12)、膨脹閥(13)、第三循環泵(14)、及相應的連接管道；所述三通換向閥(2)、第一循環泵(3)、風機(4)、四通換向閥(5)、壓縮機(6)、水側換熱器(7)、第二循環泵(11)、風側換熱器(12)、膨脹閥(13)、第三循環泵(14)全部設置在復合熱泵主機內部；所述太陽能?空氣能復合熱泵主機(1)的進出口設置有六個，分別通過管道連接太陽能集熱器(8)、蓄熱水箱(9)以及室內末端(15、16)進出口；所述第一循環泵(3)、第二循環泵(11)的工作介質是水、導熱油或乙二醇水溶液中的一種；所述三通換向閥(8)進出口分別連接第一循環泵(3)、太陽能集熱器(9)和蛇形管式換熱器(10)；所述水側換熱器(7)為板式換熱器或管式換熱器；所述管式換熱器為水?水或水?蒸汽管式換熱器，也可以是雙套管式換熱器；所述風側換熱器(12)為同軸套管翅片式換熱器；所述同軸套管翅片式換熱器由兩同軸內外套管組成，外管壁連接(焊接)有風冷用翅片；所述同軸內外套管，其內管管腔為太陽能工質循環流道，內外管包圍形成的管腔為制冷劑蒸汽壓縮循環流道。...

【技術特征摘要】
1.一種新型的太陽能-空氣能復合熱泵冷熱聯供機組包括太陽能空氣能復合熱
泵主機(1)、太陽能集熱蓄熱裝置、室內末端(15、16)、及相應的連接管道；
所述太陽能集熱蓄熱裝置包括太陽能集熱器(8)、蓄熱水箱(9)、蛇形管式
換熱器(10)、及連接各部件的管道；所述蛇形管式換熱器(10)設置在蓄熱水
箱(9)內部，且位于蓄熱水箱(9)中下部；所述太陽能集熱器(8)為平板型
集熱器或者真空管式集熱器；
所述室內末端(15、16)包括風機盤管、地暖盤管、毛細管網中的一種或兩
種組合形成，也包括適用于中低溫冷熱水(5℃～60℃)的室內散熱器；
所述太陽能-空氣能復合熱泵主機(1)包括三通換向閥(2)、第一循環泵(3)、
風機(4)、四通換向閥(5)、壓縮機(6)、水側換熱器(7)、第二循環泵(11)、
風側換熱器(12)、膨脹閥(13)、第三循環泵(14)、及相應的連接管道；
所述三通換向閥(2)、第一循環泵(3)、風機(4)、四通換向閥(5)、壓縮
機(6)、水側換熱器(7)、第二循環泵(11)、風側換熱器(12)、膨脹閥(13)、
第三循環泵(14)全部設置在復合熱泵主機內部；
所述太陽能-空氣能復合熱泵主機(1)的進出口設置有六個，分別通過管道
連接太陽能集熱器(8)、蓄熱水箱(9)以及室內末端(15、16)進出口；
所述第一循環泵(3)、第二循...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳大東，
申請(專利權)人：上海華恩利熱能機器股份有限公司，
類型：發明
國別省市：上海;31