一种太阳能空气能复合应用系统的利记博彩app

本发明涉及一种能量综合利用系统，具体涉及一种可同时满足热水、采暖和制冷的太阳能空气能复合应用系统。

背景技术：

随着经济和社会的发展，太阳能、空气能等可再生能源的开发利用相比于传统的煤炭、石油等不可再生能源，具有经济、环保、可持续的优势，越来越受到人们的重视，并在生活热水、采暖、制冷等多个领域得到了推广应用。但现有的太阳能、空气能应用系统还存在着成本高、稳定性差、适用范围小等储多问题，有待进一步完善或提高。

现有的太阳能、空气能应用系统主要有两种结构类型，如附图1所示第一种类型的太阳能、空气能系统，主要包括太阳能集热器单元a、空气源热泵单元b和储热水箱c，其中，太阳能集热器单元a通过管道直接与储热水箱c连接构成太阳能循环回路，并在该循环回路上设置循环泵d以便提供循环驱动力，空气源热泵单元b也通过管道直接与储热水箱c连接构成空气能循环回路，并在该循环回路上设置循环泵e以便提供循环驱动力；同时，让采暖末端f通过管道与设置于储热水箱c中的盘管换热器g连接构成采暖循环回路，并在该换热回路上设置循环泵h以便提供循环驱动力，而让热水末端i通过管道直接与储热水箱c连接构成生活热水循环回路，并在该循环回路上设置循环泵j以便提供循环驱动力，在储热水箱c上连接补水管。这一结构类型的太阳能、空气能系统虽可实现太阳能、空气能联合制热以便同时提供热水和供暖所需的热能，但其存在以下问题：1、空气源热泵子系统与太阳能集热子系统共用一个储热水箱，整个系统只能供热而不能供冷。2、生活热水与采暖热水共用一个储热水箱存在以下两大缺陷，①温度不能分区，不利于热源科学运行。生活热水温度一般要求50～60度，采暖热水一般为35～45度，由于生活热水温度要求远高于采暖热水温度要求，这就要求空气源热泵单元必然长期工作在高温区域，不利于节能。②供热不可靠，生活热水和采暖都难以保障。夜间是生活热水负荷和采暖负荷高峰叠加期间，因此夜间储热水箱温度很难维持高温运行，同时生活热水使用过程通常都较短(一般2小时用完全天热水量的80％)，生活热水负荷对整个系统来说是冲击性负荷，冷水的快速补入必然使得储热水箱水温迅速降低，系统对采暖末端的供暖能力会越来越弱，甚至失去供暖能力，而此时又是室内要求维持高温的时刻，很显然该系统在供暖上是没有保障的。3、采暖利用盘管换热器与储热水箱换热存在以下问题：①换热效率低，供暖效果差。从热源到采暖末端增加了一个盘管换热过程，降低了系统的整体传热效率，由于换热温差的存在，同时也降低了热能的品质，影响了供暖效果。②盘管换热器制作难度大，成本高。由于采暖负荷大，盘管的换热量较大，要求盘管要足够长，这给加工制作带来难度，同时材料成本也相应较高。③盘管总长受空间和水阻制约，其换热量受到限制，只适用于小面积采暖，对于面积较大的建筑此种方案无法使用。4、太阳能集热子系统与储热水箱直接连接，管道内介质为水，冬季防冻需要消耗大量热量，同时存在冻裂风险，因此不适合在我国北方冬季使用。

如附图2所示第二种类型的太阳能、空气能系统，主要包括太阳能集热器单元a’、空气源热泵单元b’和储热水箱c’，其中，太阳能集热器单元a’通过管道直接与储热水箱c’连接构成太阳能循环回路，并在该循环回路上设置循环泵d’以便提供循环驱动力，空气源热泵单元b’也通过管道直接与储热水箱c’连接构成空气能循环回路，并在该循环回路上设置循环泵e’以便提供循环驱动力；同时，让采暖末端f’通过管道直接与储热水箱c’连接构成采暖循环回路，并在该换热回路上设置循环泵h’以便提供循环驱动力，而让热水末端i’通过管道与设置于储热水箱c’中的盘管换热器g’连接构成生活热水循环回路，并在该循环回路上设置循环泵j’以便提供循环驱动力，让储热水箱c’连接补水管。相对第一种类型，第二种类型让采暖末端与储热水箱(热源)直接相连，没有中间换热器存在，改善了供暖效果，提高了系统节能效率；生活热水采用盘管换热方式，削弱了冷水补入时混水现象对采暖末端的强烈冲击，对供暖的稳定性具有一定的改善。但其依然存在以下缺陷：只能供热，不能供冷；不适合北方地区冬季使用；空气源热泵仍然长期运行在高温区，能耗较大；采用盘管供热水其存在换热滞后效应，出水不连续，影响正常使用；盘管换热量有限，出水量受限制，不能多点同时供水。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种太阳能空气能复合应用系统，其具有结构简单、运行稳定、扩展性好、适用范围广的优点，可实现太阳能、空气能制热联合供热水、供暖和空气能供冷，且其供暖、供冷、供热水互不影响，可在我国北方地区低能耗、稳定运行。

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供的一种太阳能空气能复合应用系统，包括太阳能集热器单元、空气源热泵单元、第一换热器、第二换热器和储热水箱，其中，所述太阳能集热器单元的进水口和出水口对应连接有第一管路和第二管路，第二管路上设有膨胀罐，所述第一换热器分别通过第三管路和第四管路对应与太阳能集热器单元的第一管路和第二管路连接构成第一循环回路，第三管路上设有第一循环泵和第一单向阀，所述第二换热器分别通过第五管路和第六管路对应与太阳能集热器单元的第一管路和第二管路连接构成第二循环回路，第五管路上设有第二循环泵和第二单向阀；所述空气源热泵单元的进水口和出水口对应连接有第七管路和第八管路并构成第三循环回路，第七管路上设有第三循环泵和柱塞阀；储热水箱在第一换热器处与第一循环回路进行热交换，第三循环回路在第二换热器处与第二循环回路进行热交换；使用中，让热水末端连接储热水箱，储热水箱上设有补水管及补水阀，让采暖末端和制冷末端分别通过管道及控制阀并接在第七管路上的柱塞阀两侧。

进一步的，本发明一种太阳能空气能复合应用系统，其中，所述第一换热器为盘管换热器，第一换热器的两端接口对应与第三管路和第四管路连接，并使第一换热器处于储热水箱中。

进一步的，本发明一种太阳能空气能复合应用系统，其中，所述第一换热器为板式换热器，第一换热器的热介质出口和热介质进口对应与第三管路和第四管路连接，储热水箱分别通过第九管路和第十管路对应与第一换热器的冷介质进口和冷介质出口连接构成第四循环回路，第九管路上设有第四循环泵。

进一步的，本发明一种太阳能空气能复合应用系统，其中，所述第二换热器为盘管换热器，第二换热器的两端接口对应与第五管路和第六管路连接；还设有储能水箱，并使第二换热器处于储能水箱中，第三循环回路由空气源热泵单元通过第七管路和第八管路连接储能水箱构成，储能水箱上设有补水管及补水阀。

进一步的，本发明一种太阳能空气能复合应用系统，其中，所述第七管路和第八管路之间还连接有调节管路，调节管路上设有调节阀。

进一步的，本发明一种太阳能空气能复合应用系统，其中，所述第二换热器为板式换热器，第二换热器的热介质出口和热介质进口对应与第五管路和第六管路连接，第三循环回路由空气源热泵单元通过第七管路和第八管路对应连接第二换热器的冷介质出口和冷介质进口构成，第七管路上设有补水管及补水阀。

进一步的，本发明一种太阳能空气能复合应用系统，其中，所述第七管路和第八管路之间还连接有调节管路，调节管路上设有调节阀。

进一步的，本发明一种太阳能空气能复合应用系统，其中，所述第二换热器为板式换热器，第二换热器的热介质出口和热介质进口对应与第五管路和第六管路连接；还设有储能水箱，第三循环回路由空气源热泵单元通过第七管路和第八管路连接储能水箱构成，储能水箱分别通过第十一管路和第十二管路对应与第二换热器的冷介质进口和冷介质出口连接构成第五循环回路，第十一管路上设有第五循环泵，储能水箱上设有补水管及补水阀。

本发明一种太阳能空气能复合应用系统与现有技术相比，具有以下优点：本发明通过设置太阳能集热器单元、空气源热泵单元、第一换热器、第二换热器和储热水箱，让太阳能集热器单元的进水口和出水口对应连接第一管路和第二管路，并在第二管路上设置膨胀罐。让第一换热器分别通过第三管路和第四管路对应与太阳能集热器单元的第一管路和第二管路连接构成第一循环回路，并在第三管路上设置第一循环泵和第一单向阀。让第二换热器分别通过第五管路和第六管路对应与太阳能集热器单元的第一管路和第二管路连接构成第二循环回路，并在第五管路上设置第二循环泵和第二单向阀。让空气源热泵单元的进水口和出水口对应连接第七管路和第八管路并构成第三循环回路，并在第七管路上设置第三循环泵和柱塞阀。让储热水箱在第一换热器处与第一循环回路进行热交换，让第三循环回路在第二换热器处与第二循环回路进行热交换。使用中，让热水末端连接储热水箱，并在储热水箱上设置补水管及补水阀，让采暖末端和制冷末端分别通过管道及控制阀并接在第七管路上的柱塞阀两侧。通过以上结构设置就构成了一种结构简单、运行稳定、扩展性好、适用范围广的太阳能空气能复合应用系统。在实际应用中，本发明通过分别控制第一循环泵、第二循环泵和第三循环泵，即可对第一循环回路、第二循环回路和第三循环回路的运行状态进行控制，并将生活热水和空调/采暖末端用水进行物理分离，实现了高低温分区和冷热分区运行，达到了分区储能、分区用能的目的，可满足我国北方地区的使用要求。

在冬季供暖工况下，让第一循环回路、第二循环回路和第三循环回路同时运行，并通过制控阀切断制冷末端两侧的通路，而让采暖末端的通路连通，太阳能集热器单元一方面通过第一循环回路和第一换热器与储热水箱进行热交换，以便提供生活热水，另一方面通过第二循环回路和第二换热器与第三循环回路进行热交换，以便为供暖提供辅助供热；空气源热泵单元通过第三循环回路，并在第二循环回路提供辅助热量的情况下，可为采暖末端提供稳定的采暖热水，并长期运行在35～45的温度区域，实现了低能耗运行。本发明通过采取分区储能、分区用能，即使在生活热水负荷和采暖负荷高峰叠加期间，对储热水箱快速补入冷水也不会对采暖产生较大影响，保证了系统的供暖能力和效果，提高了系统的稳定性。

在夏季供冷工况下，通过停止第二循环泵，在第二单向阀的隔断作用下可使第二循环回路停止运行，并通过制控阀切断采暖末端两侧的通路，而让制冷末端的通路连通，此时，太阳能集热器单元只通过第一循环回路和第一换热器与储热水箱进行热交换，以便提供生活热水；空气源热泵单元通过第三循环回路，可为制冷末端提供冷源，以便制冷，并实现了制冷和生活热水互不影响。

下面结合附图所示具体实施方式对本发明一种太阳能空气能复合应用系统作进一步详细说明：

附图说明

图1为现有技术中第一种类型的太阳能空气能系统的结构示意图；

图2为现有技术中第二种类型的太阳能空气能系统的结构示意图；

图3为本发明一种太阳能空气能复合应用系统第一种实施方式的结构示意图；

图4为本发明一种太阳能空气能复合应用系统第二种实施方式的结构示意图；

图5为本发明一种太阳能空气能复合应用系统第三种实施方式的结构示意图。

具体实施方式

首先需要说明的是，本发明在“高低温分区和冷热分区运行”的总体发明构思基础上，提供了三种结构形式的太阳能空气能复合应用系统，实现了分区储能、分区用能，达到了太阳能空气能科学、合理、经济运行，使供暖、供冷、供热水互不影响，并保证了系统的稳定性。同时，本发明采用机械方式切换太阳能热水和太阳能供暖管路，具有可靠性高、成本低的优势，并可根据不同面积的使用需求，灵活选择盘管换热器或板式换热器，系统扩展性好，适用范围广。

如图3所示本发明一种太阳能空气能复合应用系统的第一种实施方式，包括太阳能集热器单元1、空气源热泵单元2、第一换热器3、第二换热器4和储热水箱5。让太阳能集热器单元1的进水口和出水口对应连接第一管路11和第二管路12，并在第二管路12上设置膨胀罐13。让第一换热器3分别通过第三管路31和第四管路32对应与太阳能集热器单元1的第一管路11和第二管路12连接构成第一循环回路，并在第三管路上设置第一循环泵33和第一单向阀34。让第二换热器4分别通过第五管路41和第六管路42对应与太阳能集热器单元1的第一管路11和第二管路12连接构成第二循环回路，并在第五管路41上设置第二循环泵43和第二单向阀44。让空气源热泵单元2的进水口和出水口对应连接第七管路21和第八管路22并构成第三循环回路，并在第七管路21上设置第三循环泵23和柱塞阀24。让储热水箱5在第一换热器3处与第一循环回路进行热交换，让第三循环回路在第二换热器4处与第二循环回路进行热交换。在装配使用中，让热水末端连接储热水箱5，并在储热水箱5上设置补水管及补水阀，让采暖末端和制冷末端分别通过管道及控制阀并接在第七管路21上的柱塞阀24两侧。

通过以上结构设置就构成了一种结构简单、运行稳定、扩展性好、适用范围广的太阳能空气能复合应用系统。在实际应用中，本发明通过控制第一循环泵33、第二循环泵43和第三循环泵23，即可对第一循环回路、第二循环回路和第三循环回路的运行状态进行控制，并将生活热水和空调/采暖末端用水进行物理分离，实现了高低温分区和冷热分区运行，达到了分区储能、分区用能的目的，可满足我国北方地区的使用要求。在冬季供暖工况下，让第一循环回路、第二循环回路和第三循环回路同时运行，并通过制控阀切断制冷末端两侧的通路，而让采暖末端的通路连通，太阳能集热器单元1一方面通过第一循环回路和第一换热器3与储热水箱5进行热交换，以便提供生活热水，另一方面通过第二循环回路和第二换热器4与第三循环回路进行热交换，以便为供暖提供辅助供热；而空气源热泵单元2通过第三循环回路，并在第二循环回路提供辅助热量的情况下，可为采暖末端提供稳定的采暖热水，并长期运行在35～45的温度区域，实现了低能耗运行。本发明通过采取分区储能、分区用能的结构，即使在生活热水负荷和采暖负荷高峰叠加期间，对储热水箱5快速补入冷水也不会对采暖产生较大影响，保证了系统的供暖能力和效果，提高了系统的运行稳定性。在夏季供冷工况下，通过停止第二循环泵33，在第二单向阀34的隔断作用下可使第二循环回路停止运行，并通过制控阀切断采暖末端两侧的通路，而让制冷末端的通路连通，此时，太阳能集热器单元1只通过第一循环回路和第一换热器3与储热水箱5进行热交换，以便提供生活热水；而空气源热泵单元通过第三特循环系统，可为制冷末端提供冷源，以便制冷，并实现了制冷和生活热水互不影响，保证了系统的运行稳定性。

作为第一种具体实施方式，本发明让第一换热器3采用盘管换热器，且让第一换热器3的两端接口对应与第三管路31和第四管路32连接，并使第一换热器3处于储热水箱5中。同时，让第二换热器4也采用盘管换热器，让第二换热器4的两端接口对应与第五管路41和第六管路42连接。并设置储能水箱6，让第二换热器4处于储能水箱6中，让第三循环回路由空气源热泵单元2通过第七管路21和第八管路22连接储能水箱6构成，并在储能水箱6上设置补水管及补水阀。第一种具体实施方式通过让第一换热器3和第二换热器4采用盘管换热器，并使第一换热器3和第二换热器4对应处于储热水箱5和储能水箱6中，让热水末端连接储热水箱5，让第三循环回路连接储能水箱6，避免了现有系统其热水末端或采暖末端通过盘管换热器与水箱换热存在的换热效率低、盘管制作难度大的问题，并使生活热水和供暖均得到了保证，增强了系统运行的稳定性。作为优化方案，第一种具体实施方式还在第七管路21和第八管路22之间设置了调节管路，并在调节管路上设置了调节阀25，这一结构进一步增强了供暖的稳定性。第一种具体实施方式尤其适用于太阳能集热面积为100平米以下的系统。

如图4所示本发明一种太阳能空气能复合应用系统的第二种具体实施方式，包括太阳能集热器单元1’、空气源热泵单元2’、第一换热器3’、第二换热器4’和储热水箱5’。让太阳能集热器单元1’的进水口和出水口对应连接第一管路11’和第二管路12’，并在第二管路12’上设置膨胀罐13’。让第一换热器3’分别通过第三管路31’和第四管路32’对应与太阳能集热器单元1’的第一管路11’和第二管路12’连接构成第一循环回路，并在第三管路上设置第一循环泵33’和第一单向阀34’。让第二换热器4’分别通过第五管路41’和第六管路42’对应与太阳能集热器单元1’的第一管路11’和第二管路12’连接构成第二循环回路，并在第五管路41’上设置第二循环泵43’和第二单向阀44’。让所述空气源热泵单元2’的进水口和出水口对应连接第七管路21’和第八管路22’并构成第三循环回路，并在第七管路21’上设置第三循环泵23’和柱塞阀24’。让储热水箱5’在第一换热器3’处与第一循环回路进行热交换，让第三循环回路在第二换热器4’处与第二循环回路进行热交换。使用中，让热水末端连接储热水箱5’，并在储热水箱5’上设置补水管及补水阀，让采暖末端和制冷末端分别通过管道及控制阀并接在第七管路21’上的柱塞阀24’两侧。

作为第二种具体实施方式，本发明让第一换热器3’采用板式换热器，并让第一换热器3’的热介质出口和热介质进口对应与第三管路31’和第四管路32’连接，让储热水箱5’分别通过第九管路51’和第十管路52’对应与第一换热器3’的冷介质进口和冷介质出口连接构成第四循环回路，并在第九管路51’上设置第四循环泵53’。同时，让第二换热器4’也采用板式换热器，且让第二换热器4’的热介质出口和热介质进口对应与第五管路41’和第六管路42’连接，让第三循环回路由空气源热泵单元2’通过第七管路21’和第八管路22’对应连接第二换热器4’的冷介质出口和冷介质进口构成，并在第七管路21’上设置补水管及补水阀。作为优化方案，还在第七管路21’和第八管路22’之间设置了调节管路，并在调节管路上设置了调节阀25’，这一结构进一步增强了供暖的稳定性。

第二具体实施方式通过控制第一循环泵33’、第二循环泵43’、第三循环泵23’和第四循环泵53’，即可对第一循环回路、第二循环回路、第三循环回路和第四循环回路的运行状态进行控制，同样实现了生活热水和空调/采暖末端用水的物理分离，达到了高低温分区、冷热分区运行，可满足我国北方地区的使用要求。第二种具体实施方式尤其适用于太阳能集热面积为100～300平米的系统。

如图5所示本发明一种太阳能空气能复合应用系统的第三种具体实施方式，包括太阳能集热器单元1”、空气源热泵单元2”、第一换热器3”、第二换热器4”和储热水箱5”。让太阳能集热器单元1”的进水口和出水口对应连接第一管路11”和第二管路12”，并在第二管路12”上设置膨胀罐13”。让第一换热器3”分别通过第三管路31”和第四管路32”对应与太阳能集热器单元1”的第一管路11”和第二管路12”连接构成第一循环回路，并在第三管路上设置第一循环泵33”和第一单向阀34”。让第二换热器4”分别通过第五管路41”和第六管路42”对应与太阳能集热器单元1”的第一管路11”和第二管路12”连接构成第二循环回路，并在第五管路41”上设置第二循环泵43”和第二单向阀44”。让空气源热泵单元2”的进水口和出水口对应连接第七管路21”和第八管路22”并构成第三循环回路，且在第七管路21”上设置第三循环泵23”和柱塞阀24”。让储热水箱5”在第一换热器3”处与第一循环回路进行热交换，让第三循环回路在第二换热器4”处与第二循环回路进行热交换。使用中，让热水末端连接储热水箱5”，并在储热水箱5”上设置补水管及补水阀，让采暖末端和制冷末端分别通过管道及控制阀并接在第七管路21”上的柱塞阀24”两侧。

作为第三种具体实施方式，本发明让第一换热器3”采用板式换热器，并让第一换热器3”的热介质出口和热介质进口对应与第三管路31”和第四管路32”连接，让储热水箱5”分别通过第九管路51”和第十管路52”对应与第一换热器3”的冷介质进口和冷介质出口连接构成第四循环回路，并在第九管路51”上设置第四循环泵53”。同时，让第二换热器4”也采用板式换热器，且让第二换热器4”的热介质出口和热介质进口对应与第五管路41”和第六管路42”连接。且设置储能水箱6”，让第三循环回路由空气源热泵单元2”通过第七管路21”和第八管路22”连接储能水箱6”构成，且让储能水箱6”分别通过第十一管路61”和第十二管路62”对应与第二换热器4”的冷介质进口和冷介质出口连接构成第五循环回路，并在第十一管路61”上设置第五循环泵63”，在储能水箱6”上设置补水管及补水阀。

第三具体实施方式通过控制第一循环泵33”、第二循环泵43”、第三循环泵23”、第四循环泵53”和第五循环泵63”，即可对第一循环回路、第二循环回路、第三循环回路、第四循环回路和第五循环回路的运行状态进行控制，同样实现了生活热水和空调/采暖末端用水的物理分离，达到了高低温分区、冷热分区运行。第三种具体实施方式尤其适用于太阳能集热面积为300平米以上的系统。

以上实施例仅是对本发明优选实施方式进行的描述，并非对本发明请求保护范围进行的限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域工程技术人员依据本发明的技术方案做出的各种形式的变形，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。