[发明专利]一种间接式太阳能辅助空气源热泵辐射供暖系统

说明书

技术领域

 本发明属于热泵系统技术领域，是一种充分利用太阳能、提高机组制热系数的节能空气源热泵空调系统。 

背景技术

随着能源形式的日趋紧张，节能成为各个行业的重要任务。而占社会总能耗比例较大的建筑能耗成为节能的主要部分之一，其中空调供暖能耗占建筑能耗的80%左右，是建筑能耗的主要组成部分。因此，节约空调供暖能耗是节能减排的重要环节。 

目前，太阳能结合地源热泵、空气源热泵及水源热泵的节能措施已经开始应用，并且取得了一定的成果。其中，太阳能辅助空气源热泵辐射采暖的系统正逐渐被人们重视，对于此类系统，提高太阳能的利用率，降低机组能耗，保证循环水的温度一直是该系统的难点，主要原因在于：当太阳能集热器中水温较高时，集热效率下降，太阳能的利用率降低；冬季，当室外空气温度较低时，室外换热器结霜严重，空气源热泵很难在室外空气中吸取热量，导致热泵机组运行制热系数较低，能耗升高。因此，传统的太阳能直接加热循环水辅助空气源热泵采暖系统难以充分利用太阳能、提高机组效率及保证循环水温度。 

作为太阳能辅助空气源热泵辐射采暖方式，国内学者提出了一些新的系统，并进行了实验研究。《煤气与热力》的《空气源热泵辅助太阳能毛细管辐射供暖系统》，在其系统中，太阳能集热器和热泵共用一个蓄热水箱，由太阳能集热器和热泵直接加热水箱中的水，供采暖使用。该系统中太阳能集热器直接加热循环水进行采暖，集热效率较低，大大降低了太阳能的利用率，且空气源热泵机组的制热效率较低。《上海铁道科技》的《太阳能中央热水系统辅助热源空气源热泵的配置》；天津大学陈雁的硕士学位论文《太阳能辅助空气源热泵供暖实验和模拟研究》，在其系统中，太阳能集热器直接加热室外空气，加热的室外空气再与蒸发器换热。该方法提高了室外空气的温度，有利于提高机组的制热效率，却无法蓄存多于的热量，造成太阳能的利用率不高，且空气的比热较小，运行工况缺乏稳定性。 

相对于传统的太阳能结合空气源热泵系统，间接式太阳能辅助空气源热泵辐射供暖节能系统采用了和室外蒸发器并联一个氟水板式换热器，室内侧空调器与壁挂铜毛细管网并联向室内供暖。该系统可以充分利用太阳能，提高了集热管的集热效率，解决空气源热泵机组冬季结霜与制热系数偏低的问题。 

该系统主要适用于寒冷地区的办公建筑的冬季采暖和夏季供冷，在冬季的白天，当室外空气温度较低时，室外蒸发器结霜严重，导致机组制热系数大幅下降，严重的还可以导致机组停机保护，无法运行。此时，由太阳能集热器向热泵机组提供热量，太阳能集热器蓄积的热量通过氟水板式换热器与制冷剂换热。即提高了太阳能集热器的集热效率，又提高了机组的制热系数，节约了高品位电能，对环境没有任何负面影响。对于室内侧来说，采用了铜毛细管网进行辐射采暖，降低了冷凝温度和压力，减少了压缩机功耗，提高了机组的制热系数，同时，也提高了室内采暖舒适度。因此，该系统在充分利用可再生能源——太阳能的同时，也解决了传统空气源热泵在冬季运行时突出的问题，并优化了机组的运行工况，提高了机组的制热系数，节约了高品位电能。 

发明内容

本发明的目的在于解决传统太阳能辅助空气源热泵采暖系统存在的如：太阳能利用率低、集热管效率低、热泵机组制热系数低的问题，提出了一种间接式太阳能辅助空气源热泵辐射供暖节能系统。系统特征在于冬季采用氟水板式换热器与室外蒸发器并联，室内换热器采用铜质毛细管网与空调器并联。该发明是一种适合寒冷地区办公类型建筑的空气源热泵系统，系统可以满足办公建筑夏季供冷、冬季采暖及全年供应热水的需求。