[发明专利]光电互补的多级加热闪蒸压缩型和空气源热泵供热系统

说明书

本发明公开的光电互补的多级加热闪蒸压缩型和空气源热泵供热系统，包括热网循环水管，热网循环水管上设置热网循环水泵，热网循环水管加热段按回水流向依次连通有太阳能集热系统、空气源热泵系统、负压闪蒸型污水源热泵系统和储热罐，太阳能集热系统包括管壳式换热器、热油循环泵和槽式太阳能集热器；本发明利用太阳能集热器、压缩式热泵、闪蒸罐、储热罐联合，对空气和生活污水中的低品位热能加以利用，实现了用户侧可利用余热的深度回收，以梯级加热的方式加热热网循环水回水，缩小各级热泵的工作温差，提高热泵COP，降低热泵电耗，同时配置太阳能集热器在不同光照强度下代替不同加热段的热泵，配置储热罐利用峰谷电价进一步降低供暖成本。

技术领域

本发明属于供热设备技术领域，具体涉及一种光电互补的多级加热闪蒸压缩型和空气源热泵供热系统。

背景技术

我国北方地区严寒期供暖主要依赖煤炭、天然气等化石能源，这些资源在开采和使用过程中都会产生大量污染物和温室气体，导致环境恶化。在能源短缺、环境恶化和气候问题相互作用的背景下，建立一种节能高效、低碳环保的供热技术路线作为传统集中供热系统的替代或补充，是目前亟待解决的重要问题。

生活污水作为城市原有废热具有便于收集、蕴含低品位热能较高、水量水温相对稳定、便于利用等一系列优点，作为城市清洁供热的低品位热源具有巨大节能潜力。压缩式热泵主要依据逆卡诺循环原理，分为空气源、污水源、水源热泵等几类，利用电能提取低品位热能产生高品位热能，具有传输能量稳定、热交换效率高、节能环保的提点，可以将空气能和污水能变成一种可利用资源。但空气源热泵在严寒地区受室外环境温度过低影响，容易产生蒸发器结霜等问题，同时高低温热源温差过大会降低热泵制热性能系数；而污水余热量受生活区生活污水流量限制，可提取余热量有限。

发明内容

本发明的目的是提供一种光电互补的多级加热闪蒸压缩型和空气源热泵供热系统，利用太阳能、空气能和污水能对供暖回水进行阶梯式加热。

本发明所采用的技术方案是，光电互补的多级加热闪蒸压缩型和空气源热泵供热系统，包括热网循环水管，热网循环水管上设置热网循环水泵，热网循环水管按回水流向依次连通有太阳能集热系统、空气源热泵系统、负压闪蒸型污水源热泵系统和储热罐；

太阳能集热系统包括管壳式换热器，管壳式换热器通过管道连通有热油循环泵，热油循环泵通过管道连通有槽式太阳能集热器，管壳式换热器进水口与热网循环水管连通位置位于空气源热泵系统与热网循环水管连通位置前端，管壳式换热器出水口与热网循环水管连通位置分别位于空气源热泵系统和负压闪蒸型污水源热泵系统与热网循环水管连通位置之间以及负压闪蒸型污水源热泵系统与热网循环水管连通位置后端。

本发明的特征还在于，

热网循环水管与储热罐进水口和出水口分别通过管道相连通，热网循环水管与储热罐进水口连通管道上依次设置有截止阀和电动调节阀d，热网循环水管与储热罐出水口连通管道上设置有截止阀；储热罐与热网循环水管连通两节点之间设置有截止阀。

空气源热泵系统包括冷凝器a，冷凝器a包括通过管道依次连通形成闭合回路的压缩机a和蒸发器a，蒸发器a与冷凝器a连通管道上设置有膨胀阀a；

冷凝器a进水口和出水口通过管道并联至热网循环水管，冷凝器a进水口与热网循环水管连通管道上依次设置有截止阀和电动调节阀a，冷凝器a 出水口与热网循环水管连通管道上设置有截止阀，冷凝器a与热网循环水管连通两节点之间设置有截止阀。

压闪蒸型污水源热泵系统包括冷凝器b，冷凝器b包括通过管道依次连通形成闭合回路的压缩机b和蒸发器b，蒸发器b与冷凝器b连通管道上设置有膨胀阀b；

冷凝器b进水口和出水口通过管道并联至热网循环水管，冷凝器b进水口与热网循环水管连通管道上依次设置有截止阀和电动调节阀b，冷凝器b 出水口与热网循环水管连通管道上设置有截止阀，冷凝器b与热网循环水管连通两节点之间设置有截止阀。