[发明专利]一种模块化相变蓄能末端的辐射式高效热泵系统

说明书

一种基于模块化相变蓄能末端的高效热泵系统，属于暖通空调应用领域，系统包括蓄能型太阳能空气集热模块和室内金属毛细管网相变蓄能冷剂辐射末端模块，其中所述蓄能型太阳能空气集热器连接风机一端，风机另一端与空调换热器相连，空调换热器经节流阀与金属毛细管网相变蓄能辐射末端模块相连；压缩机通过四通换向阀与金属毛细管网相变蓄能辐射末端模块相连；所述空调换热器通过四通换向阀与压缩机相连形成闭环系统。本发明冬季在太阳辐射强度较高的地区，充分利用太阳能，有效地解决了热泵机组冬季运行的能效比较低的问题，而且蓄能末端保证了热泵逆循环除霜时室内空气温度稳定性，提高了房间的热舒适性。

技术领域

本发明属于暖通空调应用领域，具体涉及一种模块化相变蓄能末端的辐射式高效热泵空调系统。

背景技术

一方面，尽管现有的空调系统经历了不断地改善，但仍存在一些明显弊端：难以实现温湿度独立调控、吹风感、能耗高、冷凝水滋生细菌降低新风品质等；另一方面，传统的空气源热泵存在着效率低、冬季结霜严重等一系列缺点，降低了系统的运行效率和效果。

为了克服传统空调系统存在的弊端，毛细管网辐射空调系统走进人们视野。辐射毛细管网末端是一种新型采暖方式，由于其辐射加热面积大、供热温度低、无噪音等特点，近年来受到广泛讨论。毛细管网辐射空调系统的传热介质主要分为两种：水媒形式和环保型制冷剂。我国标准《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》(GB 50736-2012)规定，毛细顶板辐射采暖的供水水温应在35℃或更低。由于采用制冷剂直接循环供热的空调热泵系统避免了传统水媒形式的二次换热损失，大大减少了能源消耗并降低造价而逐渐被学者所喜爱。以环保制冷剂替代原有的水媒作为冷热量的循环传导介质，室内塑包金属毛细管网作为冷凝器放热供暖，该系统利用围护结构形成面积巨大的辐射换热器，从而减小了供暖温差，使得低温供暖、更加舒适节能的生活方式得以实现。

空气源热泵具有高效、节能、使用方便、应用范围广等优点，但低温高湿地区的结霜和除霜问题已成为制约其高效运行的瓶颈。如何有效延缓空气源热泵的结霜，高效、快速地实现室外换热器的除霜，减少结霜和除霜过程对热泵机组和室内环境的不利影响，关系到空气源热泵能否更广泛、更高效运行的关键问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型模块化相变蓄能末端的辐射式高效热泵系统，所述系统包括蓄能型太阳能空气集热器和金属毛细管网相变蓄能辐射末端模块：两部分通过管道依次连接，冬季利用太阳能将蓄能型太阳能空气集热器加热的空气通过导流风罩送至空调换热器进风口，为热泵系统提供较高温度的空气热源，实现热泵系统在严寒或寒冷地区的高效运行供热；同时，室内末端采用相变储能构件不仅可以将白天热泵高效运行产生的热量存储至夜间利用，而且保证了热泵逆循环除霜时室内空气温度的稳定性。相变储能构件的使用在一定程度上解决了热泵系统运行时在使用时间、地区及运行效率等方面不匹配的问题。冬季供暖时，采用新型模块化相变蓄能末端辐射式高效热泵系统，有效解决了空气源热泵的制热效率低、结霜严重等问题，为中国北方地区城镇住宅冬季供暖提供了一种更加舒适、能耗更低、更为环保的新途径。

本发明采用如下技术方案：

一种模块化相变蓄能末端的辐射式高效热泵系统，所述系统包括蓄能型太阳能空气集热模块和室内金属毛细管网相变蓄能冷剂辐射末端模块，具体包括压缩机（1）、四通换向阀（2）、金属毛细管网相变蓄能辐射末端模块（3）、节流阀（4）、空调换热器（5）、风机（6）、蓄能型太阳能空气集热器（7），其中所述蓄能型太阳能空气集热器（7）连接风机（6）一端，风机（6）另一端与空调换热器（5）相连，空调换热器（5）经节流阀（4）与金属毛细管网相变蓄能辐射末端模块（3）相连；压缩机（1）通过四通换向阀（2）与金属毛细管网相变蓄能辐射末端模块（3）相连；所述空调换热器（5）通过四通换向阀（2）与压缩机（1）相连形成闭环系统。