太阳能-空气源热泵多功能耦合系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术涉及热工设备领域内的一种太阳能

【技术实现步骤摘要】
太阳能
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空气源热泵多功能耦合系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及一种热工设备，特别涉及一种利用太阳能及空气热源进行热水供应、采暖、制冷及储能的装置，以及该装置的控制方法。

技术介绍

[0002]中国专利数据库中，公开了一种太阳能与空气能耦合热水、采暖、制冷系统，其公开号：CN210089035U；公开日：20200218；该装置包括太阳能集热系统、储换热水箱、空气源热泵冷暖机组、风机盘管末端系统、地暖盘管末端系统和控制器；所述储换热水箱包括外壳、内胆、保温层以及设置在内胆上并穿过保温层和外壳的冷水进口、热水出口、太阳能循环给水接口、太阳能循环回水接口、热泵循环进水接口、热泵循环出水接口和水温探头，内胆中设有第一盘管和位于第一盘管上方的第二盘管，第一盘管的两端分别连通太阳能循环给水接口和太阳能循环回水接口，第二盘管的两端分别连通热泵循环进水接口和热泵循环出水接口。该装置在太阳能集热器温度高时，直接串联到供暖回路中，太阳能集热器不断提高采暖回水温度，降低了热泵空气源热泵机组的能耗，提高了太阳能的利用率。其不足之处在于：该装置制备获得的生活热水温度偏低，热水使用时，与制冷、制热用水相互干扰，用水体验不好；热能利用效率不够高。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种太阳能
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空气源热泵多功能耦合系统及其控制方法，该系统可以进行供应热水、进行采暖、制冷和储能，各工作模式相互之间干扰小；热水温度高，自带抑菌效果，并可通过不同方式快速制热水，在夏季制冷时还可以实现热回收，可高效利用热能。
[0004]本专利技术的目的是这样实现的：一种太阳能
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空气源热泵多功能耦合系统，包括空气源热泵机组、太阳能集热板、热泵组件、缓冲水箱及生活水箱，其特征在于：所述空气源热泵机组上设有热泵出水口和热泵进水口，热泵出水口和热泵进水口分别与缓冲水箱经管道相连，热泵出水口或热泵进水口与缓冲水箱相连的管道上设有热泵循环泵；所述缓冲水箱上设有冷暖供水口及冷暖回水口，冷暖供水口与冷暖回水口经冷暖循环泵与室内制冷或采暖终端设备之间经管道相连；缓冲水箱内设有换热盘管；换热盘管一端设有盘管进口，另一端设有盘管出口；所述热泵组件包括压缩机、第一电子膨胀阀、第二电子膨胀阀、第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀；压缩机的出口分为两路，一路与设置在生活水箱内的水箱换热器的换热器进口相连，另一路经第三电磁阀与换热盘管的盘管进口相连；水箱换热器的换热器出口分为三路，一路经第一电子膨胀阀与太阳能集热板的进出口一相连，另一路经第二电子膨胀阀与换热盘管的盘管进口相连，第三路经第一电磁阀与换热盘管的盘管出口相连；压缩机进口分为
两路，一路与太阳能集热板的进出口二相连，另一路与经第二电磁阀与换热盘管的盘管出口相连；所述太阳能集热板为外设选择性吸收涂层内设制冷剂流道的换热组件，制冷剂流道连接在太阳能集热板的进出口一和太阳能集热板的进出口二之间；所述生活水箱上设有生活热水用水管和补水管。
[0005]生活水箱上设有温度传感器T1，其探测数值记为：生活水箱温度t1；缓冲水箱上设有温度传感器T2，其探测数值记为：缓冲水箱温度t2。生活水箱温度t1和缓冲水箱温度t2作为控制量，对整个装置的运行模式进行控制。
[0006]本专利技术还提供了一种太阳能
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空气源热泵多功能耦合系统的控制方法，包括如下工作模式：1）制冷采暖模式该模式下，空气源热泵机组及缓冲水箱参与工作：空气源热泵机组、冷暖循环泵根据室内末端信号开启和关闭，自动运行制冷或采暖模式，空气源热泵机组与热泵循环泵联动运行，将缓冲水箱的水制取到设定温度，冷暖循环泵将缓冲水箱的水输送到室内制冷或采暖终端设备进行制冷或采暖后，再返回到缓冲水箱；如此不断循环，实现室内制冷或采暖；2）制热水模式，其包括如下子模式：子模式一：太阳能热泵模式该模式下，第一电子膨胀阀开启，第二电子膨胀阀关闭，第一电磁阀关闭，第二电磁阀关闭，第三电磁阀关闭，生活水箱、太阳能集热板、热泵组件参与工作：此时，压缩机工作，其出口的高温高压制冷剂进入生活水箱内的水箱换热器内，与生活水箱中的水换热后，使得生活用水温度上升，制冷剂自身降温冷凝成高压液体，再经第一电子膨胀阀后，经太阳能集热板的进出口二进入太阳能集热板内，制冷剂在太阳能集热板内蒸发并吸热，然后经太阳能集热板的进出口二进入压缩机，完成一个工作循环，此过程中，太阳能集热板不断吸收太阳光并转换为热能，并将该热能转移到生活水箱中，使生活水箱中的水温达到使用要求；子模式二：水源热泵模式该模式下，第一电子膨胀阀关闭，第二电子膨胀阀开启；第一电磁阀关闭，第二电磁阀开启，第三电磁阀关闭，生活水箱、缓冲水箱、热泵组件参与工作：此时，压缩机工作，其出口的高温高压制冷剂进入生活水箱内的水箱换热器内，与生活水箱中的水换热后，使得生活用水温度上升，制冷剂自身降温冷凝成高压液体，再经第二电子膨胀阀后，制冷剂在缓冲水箱内的换热盘管中蒸发并吸热，然后经第二电磁阀再进入压缩机，完成一个工作循环，此过程中，将缓冲水箱内的热能转移到生活水箱中，使生活水箱中的水温达到使用要求；当缓冲水箱中水温降低后，开启空气源热泵机组和热泵循环泵，通过空气源热泵机组从空气中吸收热能，补充进入缓冲水箱中；3）制冷热回收模式该模式下，第一电子膨胀阀关闭，第二电子膨胀阀开启，第一电磁阀关闭，第二电磁阀开启，第三电磁阀关闭；生活水箱、缓冲水箱、热泵组件及室内制冷或采暖终端设备参
与工作，室内处于制冷状态：此时，压缩机工作，其出口的高温高压制冷剂进入生活水箱内的水箱换热器内，与生活水箱中的水换热后，使得生活用水温度上升，制冷剂自身降温冷凝成高压液体，再经第二电子膨胀阀后，制冷剂在缓冲水箱内的换热盘管中蒸发并吸热，然后，制冷剂再进入压缩机，完成一个工作循环，同时，冷暖循环泵工作，将冷水输送到室内制冷或采暖终端设备进行制冷，吸收热量后的水回流到缓冲水箱中；此过程中，室内的热量经缓冲水箱再转移到生活水箱中，使生活水箱中的水温达到使用要求；4）储能模式该模式下，第一电子膨胀阀开启，第二电子膨胀阀关闭，第一电磁阀开启，第二电磁阀关闭，第三电磁阀开启；太阳能集热板、缓冲水箱、热泵组件参与工作：此时，压缩机工作，制冷剂排出高温高压气态制冷剂流经第三电磁阀，进入到缓冲水箱内的换热盘管中冷凝，加温缓冲水箱中的水，冷凝后的液体制冷剂经过第一电磁阀，再经第一电子膨胀阀节流后，流入太阳能集热板中蒸发，吸收热能，随后制冷剂回流到压缩机，完成一次循环；此过程中，太阳能集热板中的热量转移到缓冲水箱中，使缓冲水箱中的水温达到使用要求。
[0007]子模式一下，加热生活水箱中的水直到生活水箱温度t1≥65℃时，热泵组件3停止运行。
[0008]子模式二在生活水箱用水时段运行，当生活水箱温度t1＜45℃且缓冲水箱温度t2≥10℃时，开启水源热泵模式，当生活水箱温度t1≥65℃或缓冲水箱温度t2＜7℃，退出该模式，恢复到太阳能热泵模式；期间，缓冲水箱温度t2＜10℃时，启动空气源热泵机组制热模式，缓冲水箱温度t2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太阳能
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空气源热泵多功能耦合系统，包括空气源热泵机组（1）、太阳能集热板（2）、热泵组件（3）、缓冲水箱（4）及生活水箱（5），其特征在于：所述空气源热泵机组（1）上设有热泵出水口（101）和热泵进水口（102），热泵出水口（101）和热泵进水口（102）分别与缓冲水箱（4）经管道相连，热泵出水口（101）或热泵进水口（102）与缓冲水箱（4）相连的管道上设有热泵循环泵（6）；所述缓冲水箱（4）上设有冷暖供水口（407）及冷暖回水口（408），冷暖供水口（407）与冷暖回水口（408）经冷暖循环泵（7）与室内制冷或采暖终端设备之间经管道相连；缓冲水箱（4）内设有换热盘管（401）；换热盘管（401）一端设有盘管进口（402），另一端设有盘管出口（403）；所述热泵组件（3）包括压缩机（301）、第一电子膨胀阀（303）、第二电子膨胀阀（304）、第一电磁阀（305）、第二电磁阀（306）和第三电磁阀（307）；压缩机（301）的出口分为两路，一路与设置在生活水箱（5）内的水箱换热器（501）的换热器进口（502）相连，另一路经第三电磁阀（307）与换热盘管（401）的盘管进口（402）相连；水箱换热器（501）的换热器出口（503）分为三路，一路经第一电子膨胀阀（303）与太阳能集热板的进出口一（201）相连，另一路经第二电子膨胀阀（304）与换热盘管（401）的盘管进口（402）相连，第三路经第一电磁阀（305）与换热盘管（401）的盘管出口（403）相连；压缩机进口分为两路，一路与太阳能集热板的进出口二（202）相连，另一路与经第二电磁阀（306）与换热盘管（401）的盘管出口（403）相连；所述太阳能集热板（2）为外设选择性吸收涂层内设制冷剂流道的换热组件，制冷剂流道连接在太阳能集热板的进出口一（201）和太阳能集热板的进出口二（202）之间；所述生活水箱（5）上设有生活热水用水管（10）和补水管（11）。2.根据权利要求1所述的一种太阳能
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空气源热泵多功能耦合系统，其特征在于：生活水箱（5）上设有温度传感器T1，缓冲水箱（4）上设有温度传感器T2 。3.根据权利要求1所述的一种太阳能
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空气源热泵多功能耦合系统的控制方法，其特征在于包括如下工作模式：1）制冷采暖模式该模式下，空气源热泵机组（1）及缓冲水箱（4）参与工作：空气源热泵机组（1）、冷暖循环泵（7）根据室内末端信号开启和关闭，自动运行制冷或采暖模式，空气源热泵机组（1）与热泵循环泵（6）联动运行，将缓冲水箱（4）的水制取到设定温度，冷暖循环泵（7）将缓冲水箱（4）的水输送到室内制冷或采暖终端设备进行制冷或采暖后，再返回到缓冲水箱（4）；如此不断循环，实现室内制冷或采暖；2）制热水模式，其包括如下子模式：子模式一：太阳能热泵模式该模式下，第一电子膨胀阀（303）开启，第二电子膨胀阀（304）关闭，第一电磁阀（305）关闭，第二电磁阀（306）关闭，第三电磁阀（307）关闭，生活水箱（5）、太阳能集热板（2）、热泵组件（3）参与工作：此时，压缩机（301）工作，其出口的高温高压制冷剂进入生活水箱（5）内的水箱换热器（501）内，与生活水箱（5）中的水换热后，使得生活用水温度上升，制冷剂自身降温冷凝成高压液体，再经第一电子膨胀阀（303）后，经太阳能集热板的进出口二（202）进入太阳能集热
板（2）内，制冷剂在太阳能集热板（2）内蒸发并吸热，然后经太阳能集热板的进出口二（202）进入压缩机，完成一个工作循环，此过程中，太阳能集热板（2）不断吸收太阳光并转换为热能，并将该热能转移到生活水箱（5）中，使生活水箱（5）中的水温达到使用要求；子模式二：水源热泵模式该模式下，第一电子膨胀阀（303）关闭，第二电子膨胀阀（304）开启；第一电磁阀（305）关闭，第二电磁阀（306）开启...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓学鹏，
申请(专利权)人：江苏省华扬太阳能有限公司，
类型：发明
国别省市：