[发明专利]三热源无霜热泵系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种热泵系统，具体涉及是一种利用太阳能、空气源、低凝固点蓄能溶液塔等三种热源的无霜热泵系统。

背景技术

如今，我国城镇的建筑面积以达到约有88亿立方米，总的采暖能耗约1.53亿吨标煤/年，约占我国城镇建筑运行能耗总量的40％，因此降低冬季采暖季节能源消耗是降低我国总体能耗的一条可行道路。

空气源热泵是一种将低位热源的热能转移到高位热源的装置，它以空气作为热源从自然界的空气获取低品位热能，经过电力做功，将其转化为可被利用的高品位热能再向人们提供，具有以其高效、节能、环保的特点。其结构简单，使用方便，相较传统供暖方式，使用成本只有电热供暖方式的1/4，而和传统的燃气供暖相比，不用耗用任何的煤气燃料，使用成本只是其的1/3。同样太阳能供暖方式，作为一种利用可再生能源的新型供暖方式，其通过太阳能集热管中工质水的升温相变收集太阳光中热能，整个过程不消耗化石燃料，不排放有害气体。将空气源热泵系统和太阳能供暖系统用以替代我国传统供暖方式可以提高能源利用率，降低能耗，有效改善我国冬季供暖能耗过大问题。然而，空气源热泵系统和太阳能集热供暖系统在具有以上优势的同时也各自具有其局限性。太阳能集热供暖系统受天气因素影响较大，只能在白天集热，供暖的时间有限和稳定系较差，当遇到连续阴雨天气时无法使用；而空气源热泵在寒冷的北方地区和高湿寒冷的南方冬季制热运行时室外翅片管换热器上会结霜。霜层会增加湿空气和翅片表面之间的导热热阻，并且加大了空气流过翅片管蒸发器的阻力，降低了空气流量；随着霜层的增厚，热泵系统制热性能将逐渐降低，严重时造成热泵系统无法工作。结霜问题是影响热泵机组冬季正常制热的主要因素，一定程度上限制了空气源热泵系统的普及应用。

为了解决空气源热泵系统结霜问题，提高热泵系统的季节和地域适应性，能源塔热泵技术由此产生。能源塔热泵技术是通过能源塔的热交换和热泵机组作用，实现供暖、制冷以及提供热水的技术。冬天它可以利用低于冰点载体介质，高效提取冰点以下的湿球水热能，实现冰点以下低温热能向高温位转移。能源塔热泵空调系统适用于冬季气候、气象条件阴雨连绵，空气湿度大，潮湿阴冷地区。相较传统空气源热泵系统，能源塔在潮湿阴冷空气湿度大条件制热运行不会产生结霜问题，因而可稳定高效提取冰点以下的湿球水体显热能。能源塔按照供热负荷能力设计其换热面积，其冬季使月波动很小的湿球温度显热能作为热源，换热性能稳定，整个冬季机组的性能系数COP可达到3.0～3.5。

基于太阳能供热，空气源热泵供热以及能源塔供热的特点设计集三种系统优点为一体的新型供暖系统是当前供暖节能技术的一个发展方向。

发明内容

本发明是为避免上述已有技术中存在的不足之处，提供一种三热源无霜热泵系统，以能够利用太阳能、空气源热泵以及低凝固点蓄能溶液塔等多种集热形式进行供暖并提供洗浴热水、节约能源。

本发明提供的技术方案为：

三热源无霜热泵系统，包括：

太阳能集热系统，其包括太阳能集热器、太阳能热水罐、淋浴水罐、第一循环水泵及第二循环水泵，所述太阳能集热器通过第三三通换向阀分别与所述太阳能热水罐及供暖管路相连，所述太阳能热水罐依次通过第二三通换向阀及第二单向阀组中的一个单向阀与所述淋浴水罐中的加热盘管相连；

其中，所述第一循环水泵及所述第二循环水泵分别为驱动供暖热水和淋浴热水提供动力；

空气源热泵系统中，其包括第一板式换热器、第二板式换热器、风冷蒸发器、压缩机、干燥过滤器、节流装置、第一三通换向阀、第一单向阀组及第二单向阀组，所述第一板式换热器通过第一三通换向阀分别与所述第二板式换热器及所述风冷蒸发器相连接，所述风冷蒸发器通过第一单向阀组中的一个单向阀连接所述第一板式换热器，所述第二板式换热器通过第一单向阀组中的另一个单向阀连接所述第一板式换热器；

低凝固点蓄能溶液塔系统，其包括低凝固点蓄能溶液塔，所述低凝固点蓄能溶液塔连接所述第二板式换热器；

其中，所述空气源热泵系统通过所述第一板式换热器及第二单向阀组中的另一个单向阀与所述太阳能集热系统相连，所述空气源热泵系统通过所述第二板式换热器与低凝固点蓄能溶液塔相连；

所述热泵系统通过所述第一三通换向阀和所述第一单向阀组实现根据不同工况条件切换所述热泵系统的集热方式，使所述热泵系统能够根据不同工况在利用所述风冷蒸发器集热和利用第二板式换热器通过低凝固点溶液塔集热两种不同的工作模式间任意切换。