[发明专利]一种蓄热式太阳能耦合空气源热泵系统及其控制方法

权利要求书

1.一种蓄热式太阳能耦合空气源热泵系统，所述系统包括压缩机（1）、四通换向阀（2）、室内换热器（3）、第二电子膨胀阀（24）、室外换热器（25）、气液分离器（28），其特征在于，所述系统还包括第一电子膨胀阀（7）、蓄热器（8）、太阳能集热器（16）、热水箱（18）、第一电磁阀（6）、第二电磁阀（11）、第三电磁阀（14）、第四电磁阀（19）、第五电磁阀（21）、第六电磁阀（26）、第一管路（4）、第二管路（5）、第三管路（23）、第四管路（12）、第五管路（13）、第六管路（20）、第七管路（22）和第八管路（27），蓄热器（8）内含有第一螺旋盘管（9）和第二螺旋盘管（10）并充有相变蓄热材料，太阳能集热器（16）位于热水箱（18）的下面，热水箱（18）内含有换热盘管（15）和电加热器（17），压缩机（1）的排气口与四通换向阀（2）的第一通孔连通，四通换向阀（2）的第二通孔与室内换热器（3）的入口端连通，室内换热器（3）的出口端同时与第一管路（4）的入口端和第二管路（5）的入口端连通，第一管路（4）的出口端和第二管路（5）的出口端同时与蓄热器（8）内第一螺旋盘管（9）的入口端连通，第一电磁阀（6）设置在第二管路（5）上，第一电子膨胀阀（7）设置在第一管路（4）上，第一螺旋盘管（9）的出口端同时与第三管路（23）的入口端和第八管路（27）的入口端连通，第八管路（27）的出口端与气液分离器（28）的入口端连通，第六电磁阀（26）设置在第八管路（27）上，第三管路（23）的出口端与室外换热器（25）的入口端连通，室外换热器（25）的出口端与四通换向阀（2）的第三通孔连通，四通换向阀（2）的第四通孔与气液分离器（28）的入口端连通，气液分离器（28）的出口端与压缩机（1）的吸气口连通，蓄热器（8）内第二螺旋盘管（10）的出口端与第七管路（22）的入口端连通，第七管路（22）的出口端与同时与第六管路（20）的入口端和太阳能集热器（16）的入口端连通，第五电磁阀（21）设置在第七管路（22）上，第六管路（20）的出口端与热水箱（18）内换热盘管（15）的入口端连通，第四电磁阀（19）设置在第六管路（20）上，换热盘管（15）的出口端与第五管路（13）的入口端连通，第五管路（13）的出口端同时与第四管路（12）的入口端和太阳能集热器（16）的出口端连通，第三电磁阀（14）设置在第五管路（13）上，第四管路（12）的出口端与蓄热器（8）内第二螺旋盘管（10）的入口端连通，第二电磁阀（11）设置在第四管路（12）上。

2.根据权利要求1所述的一种蓄热式太阳能耦合空气源热泵系统，其特征在于，所述蓄热器（8）中相变蓄热材料的相变温度在10-25℃之间。

3.根据权利要求1所述的一种蓄热式太阳能耦合空气源热泵系统，其特征在于，所述系统的控制方法为：

1）用于冬季制热工况为：

（a）当室外空气温度高于切换温度，切换温度在-7℃~-2℃之间取值时，对于空气源热泵侧，第六电磁阀（26）和第一电子膨胀阀（7）关闭，第一电磁阀（6）打开，第二电子膨胀阀（24）正常动作；对于太阳能集热器侧，第二电磁阀（11）和第五电磁阀（21）关闭，第三电磁阀（14）和第四电磁阀（19）打开；当太阳能不足时，启动电加热器（17），与太阳能联合或单独制热水；

（b）当室外空气温度低于所述切换温度时，对于空气源热泵侧，当室内温度低于设定值1℃时，机组启动供热过程，第一电子膨胀阀（7）正常动作，第一电磁阀（6）和第二电子膨胀阀（24）关闭，第六电磁阀（26）打开，室内换热器（3）的风机正常运转，该过程蓄热器（8）放热，室内温度上升，当室内温度高于设定值1℃时，机组启动蓄热过程，第一电磁阀（6）打开，第六电磁阀（26）、第一电子膨胀阀（7）和室内换热器（3）的风机关闭，第二电子膨胀阀（24）正常动作；该过程蓄热器（8）蓄热，室内温度下降，当室内温度低于设定值1℃时，机组又切换为供热过程，对于太阳能集热器侧，第二电磁阀（11）和第五电磁阀（21）打开，第三电磁阀（14）和第四电磁阀（19）关闭，由电加热器（17）负责制热水；

2）用于夏季制冷工况为：对于空气源热泵侧，第一电磁阀（6）和第六电磁阀（26）关闭，第一电子膨胀阀（7）正常动作，第二电子膨胀阀（23）全开，对于太阳能集热器侧，第二电磁阀（11）和第五电磁阀（21）关闭，第三电磁阀（14）和第四电磁阀（19）打开，当太阳能不足时，启动电加热器（17），与太阳能联合或单独制热水；

3）用于除霜工况为：第六电磁阀（26）、第一电子膨胀阀（7）和室内换热器（3）的风机关闭，第一电磁阀（6）打开，第二电子膨胀阀（24）正常动作，制冷剂的流程为：从压缩机（1）出来的高温高压气体制冷剂经四通换向阀（2）进到室外换热器（25）中冷凝放热，放出的热量用于除霜，出来的制冷剂被第二电子膨胀阀（24）节流变成低温低压的液体进到蓄热器（8）中，通过第一螺旋盘管（9）吸收相变蓄热材料中的热量蒸发变成气体后经第一电磁阀（6）、室内换热器（3）、四通换向阀（2）、气液分离器（28）回到压缩机（1）的吸气口。