[发明专利]一种基于相变储能的热泵空调及生活热水联合系统

说明书

本发明公开了一种基于相变储能的热泵空调及生活热水联合系统，利用两种相变材料在不同温度区间的储能耦合热泵空调及太阳能热水。该联合系统包括热泵空调单元、相变储能单元和太阳能热水单元；热泵空调单元包括压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器、换热器，相变储能单元包括高温相变室、低温相变室、绝热层、进出口切换管路，太阳能热水单元包括太阳能集热器、电辅热、储水箱。该系统在夏季供冷，冬季供热，常年需生活热水的场所，通过相变储能单元内同时对高温与低温的储能与释能，实现在时间上转移热泵空调单元产生的能量，达到对用电量‘削峰填谷’的目的；实现在时间和空间上转移热泵空调单元与太阳能热水单元产生的能量。

技术领域

本发明公开了一种基于相变储能的热泵空调及生活热水联合系统，属于空调及能源技术领域。

背景技术

发电厂发电能力通常是固定的，不轻易改变，但是用电高峰在白天，晚上则是低谷。针对此现象，电力系统就把一部分高峰负荷挪到晚上低谷期，从而就利用了晚上多余的电力，也就达到了节约能源的目的。国内多省市实行峰谷电价即实行差别性峰谷电价，同时调高高峰电价，调低低谷用电价，使得供需均衡。

近年来，相变储能成为国内外能源利用和材料科学方面研究的热点。相变储能技术可以解决能量供求在时间和空间上不匹配的矛盾，是提高能源利用率的有效手段。

热泵低温热源的温度随室外气候的变化而变化，当室外温度降低时，热泵的供热量及效率也随之下降，换热效果恶化，严重时机组甚至会损坏。

夏季制冷工况下的热泵机组，既提供空调系统所需的冷负荷，又需要将冷凝器中产生的大量冷凝热排出，保持冷凝压力稳定。一般情况下，这些冷凝热通过循环冷却水系统直接排放到大气中，造成了能源浪费。

由于受到昼夜、季节等自然条件的限制以及晴、阴、云、雨等随机因素的影响，到达某一地面的太阳辐照度既是间断的，又是极不稳定的，这给太阳能的应用增加了难度。

发明内容

技术问题：本发明所要解决的问题是针对上述背景技术中的不足，提供一种一种基于相变储能的热泵空调及生活热水联合系统。

技术方案：本发明为实现上述发明目的采取如下技术方案：

本发明为一种基于相变储能的热泵空调及生活热水联合系统，该联合系统包括热泵空调单元、相变储能单元和太阳能热水单元；热泵空调单元包括压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器、换热器，相变储能单元包括高温相变室、低温相变室、绝热层、进出口切换管路，太阳能热水单元包括太阳能集热器、电辅热、储水箱。其中：压缩机的出端，万向四通阀，第一换热器、冷凝器、电子膨胀阀、蒸发器、压缩机的进端顺序链接成有一个回路。

压缩机的出端，万向四通阀，第一换热器、冷凝器、电子膨胀阀、蒸发器、压缩机的进端顺序链接成有一个回路。

相变储能罐中的高温相变室出端分两路，一路顺序通过电动阀j和第一水泵接第一换热器的入端，第一换热器的出端通过电动阀a接回相变储能罐的入端，相变储能罐中的高温相变室出端的另一路通过电动阀d接蒸发器，蒸发器的出端通过第二水泵接电动阀h接回高温相变室热泵侧入端；相变储能罐中的高温相变室的出端通过电动阀k接第四水泵，第四水泵的出端接太阳能集热器、太阳能集热器的出端接电辅热、电辅热的出端接储水箱。

相变储能罐中的低温相变室热泵侧出端分两路，一路顺序通过电动阀g接第一水泵，另一路接第二换热器，相变储能罐中的低温相变室入端分两路，一路接第二水泵，另一路接第一换热器；相变储能罐中的低温相变室的另一个出端通过电动阀p、第三水泵接空调末端，空调末端的出端通过电动阀q接回相变储能罐中的低温相变室。

所述热泵空调单元中，换热器设置于冷凝器和压缩机之间，制冷工况下作为冷凝热回收装置；制热工况下相较于冷凝器作为二级蒸发器；所述热泵机组冷凝器接室外空气源；所述换热器与冷凝器在热泵空调单元制冷及制热工况下的优先级和换热比例，通过控制器调节。