[发明专利]蓄热式太阳能耦合喷气增焓型空气源热泵系统及其控制方法

摘要

本发明是一种蓄热式太阳能耦合喷气增焓型空气源热泵系统及其控制方法，所述系统包括喷气增焓压缩机、四通换向阀、气液分离器、第一电子膨胀阀、第二电子膨胀阀、室内换热器、室外换热器、热水箱、电加热器和相关的阀门，其特点是，还包括蓄热器、太阳能集热器。在冬季环境温度低于切换温度时，通过蓄热器将太阳能和空气源热泵耦合起来，当蓄热器的热量不足时，启动热泵蓄热过程。在其它季节时将太阳能直接用于制热水，从而充分发挥了太阳能的优势。本发明将蓄热器作为喷气支路的辅助热源，可大幅增加喷气路制冷剂的质量流量和机组的制热量，使机组在环境温度很低（如低于‑20℃）时依然稳定运行。同时也能很好的解决机组结霜除霜的问题。

主权项

1.一种蓄热式太阳能耦合喷气增焓型空气源热泵系统，所述系统包括喷气增焓压缩机(1)、四通换向阀(2)、室内换热器(3)、第一电子膨胀阀(6)、第二电子膨胀阀(23)、室外换热器(24)、气液分离器(25)、蓄热器(4)、太阳能集热器(15)、热水箱(17)、第一电磁阀(10)、第二电磁阀(13)、第三电磁阀(18)、第四电磁阀(20)、第一管路(7)、第二管路(11)、第三管路(12)、第四管路(19)、第五管路(21)和第六管路(22)，蓄热器(4)内含有第一螺旋盘管(5)、第二螺旋盘管(8)和第三螺旋盘管(9)并充有相变蓄热材料，太阳能集热器(15)位于热水箱(17)的下面，热水箱(17)内含有换热盘管(14)和电加热器(16)，喷气增焓压缩机(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(7)的入口端和蓄热器(4)内第二螺旋盘管(8)的入口端连通，第一管路(7)的出口端与蓄热器(4)内第一螺旋盘管(5)的入口端连通，第一电子膨胀阀(6)设置在第一管路(7)上，第一螺旋盘管(5)的出口端与喷气增焓压缩机(1)的喷气口连通，第二螺旋盘管(8)的出口端与第六管路(22)的入口端连通，第六管路(22)的出口端与室外换热器(24)的入口端连通，第二电子膨胀阀(23)设置在第六管路(22)上，室外换热器(24)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(25)的入口端连通，气液分离器(25)的出口端与喷气增焓压缩机(1)的吸气口连通，蓄热器(4)内第三螺旋盘管(9)的出口端与第二管路(11)的入口端连通，第二管路(11)的出口端同时与第三管路(12)的入口端和太阳能集热器(15)的入口端连通，第一电磁阀(10)设置在第二管路(11)上，第三管路(12)的出口端与热水箱(17)内换热盘管(14)的入口端连通，第二电磁阀(13)设置在第三管路(12)上，换热盘管(14)的出口端与第四管路(19)的入口端连通，第四管路(19)的出口端同时与第五管路(21)的入口端和太阳能集热器(15)的出口端连通，第三电磁阀(18)设置在第四管路(19)上，第五管路(21)的出口端与蓄热器(4)内第三螺旋盘管(9)的入口端连通，第四电磁阀(20)设置在第五管路(21)上，其特征在于，所述系统的控制方法为：/n1)制热控制：/na.当室外空气温度高于第一切换温度，第一切换温度在-5℃～0℃之间取值时，对于空气源热泵侧，第一电子膨胀阀(6)关闭，第二电子膨胀阀(23)正常动作；对于太阳能集热器侧，第二电磁阀(13)和第三电磁阀(18)打开，第一电磁阀(10)和第四电磁阀(20)关闭，当太阳能不足时，启动电加热器(16)，与太阳能联合或单独制热水；/nb.当室外空气温度在第一切换温度与第二切换温度之间时，第二切换温度在-20℃～-15℃之间取值时，对于空气源热泵侧，第一电子膨胀阀(6)和第二电子膨胀阀(23)正常动作；对于太阳能集热器侧，第一电磁阀(10)和第四电磁阀(20)打开，第二电磁阀(13)和第三电磁阀(18)关闭，由电加热器(16)负责制热水；/nc.当室外空气温度低于所述第二切换温度时，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(6)和第二电子膨胀阀(23)正常动作，室内换热器(3)的风机正常运转，该过程蓄热器(4)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，第一电子膨胀阀(6)和室内换热器(3)的风机关闭，第二电子膨胀阀(23)正常动作，该过程蓄热器(4)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，第一电磁阀(10)和第四电磁阀(20)打开，第二电磁阀(13)和第三电磁阀(18)关闭，由电加热器(16)负责制热水；/n2)制冷控制：对于空气源热泵侧，第一电子膨胀阀(6)正常动作，第二电子膨胀阀(23)全开，对于太阳能集热器侧，第一电磁阀(10)和第四电磁阀(20)关闭，第二电磁阀(13)和第三电磁阀(18)打开，当太阳能不足时，启动电加热器(16)，与太阳能联合或单独制热水。/n