[发明专利]太阳能高温相变大容量储热空气源热泵系统及其除霜方法

权利要求书

1.一种太阳能高温相变大容量储热空气源热泵系统，其特征在于，其包括太阳能高温相变大容量储热循环系统、高温相变大容量放热除霜循环系统、空气源热泵供热循环系统，太阳能高温相变大容量储热循环系统包括储热泵、储热管道、太阳能集热器，高温相变大容量放热除霜循环系统包括高温相变大容量储热器、除霜管道、除霜泵、室外蒸发器，室外蒸发器包含蒸发除霜管排，蒸发除霜管排包括内蒸发管排、除霜管排、外蒸发管排，空气源热泵供热循环系统包括室内冷凝器、补气增焓压缩机、室外蒸发器、主回路管道、主回路节流阀、经济器、旁路管道、旁路节流阀，太阳能高温相变大容量储热循环系统与高温相变大容量放热除霜循环系统之间通过高温相变大容量储热器连接，高温相变大容量放热除霜循环系统与空气源热泵供热循环系统之间通过室外蒸发器连接，储热泵、太阳能集热器和高温相变大容量储热器通过储热管道依次连接，高温相变大容量储热器、除霜泵和室外蒸发器通过除霜管道依次连接，除霜管道通过室外蒸发器中的蒸发除霜管排中的除霜管排与室外蒸发器相连，室内冷凝器、经济器、主回路节流阀、室外蒸发器和补气增焓压缩机通过主回路管道依次连接，主回路管道通过室外蒸发器中的蒸发除霜管排中的内蒸发管排和外蒸发管排与室外蒸发器相连，室内冷凝器、旁路节流阀、经济器和补气增焓压缩机通过旁路管道依次连接，室外蒸发器中包含蒸发除霜管排，除霜管排被安置在内蒸发管排和外蒸发管排之间交替排列；

所述室外蒸发器中的内蒸发管排和外蒸发管排中间安装有除霜管排，管道成等边三角形排列；

所述高温相变大容量储热器有效储存太阳能集热器所聚集的清洁可再生能源，在进行相变放热时放热温度可达80℃以上；

所述高温相变大容量储热器进行太阳能的大量存储与释放；

所述空气源热泵供热循环系统使用的是补气增焓热泵系统。

2.一种太阳能高温相变大容量储热空气源热泵系统的除霜方法，其特征在于，采用权利要求1所属的太阳能高温相变大容量储热空气源热泵系统，其包括以下步骤：

步骤一：有太阳时，太阳能高温相变大容量储热循环系统工作，储热泵通过储热管道将来自高温相变大容量储热器的低温传热工质持续的输送到太阳能集热器；

步骤二：太阳能集热器吸收来自太阳的热能，并将吸收的太阳能传递到低温传热工质上，低温传热工质在太阳能集热器处大量地吸收太阳能后变成高温传热工质，并在储热泵的输送下通过储热管道返回高温相变大容量储热器中；

步骤三：高温相变大容量储热器中的相变储热介质发生相变将来自高温传热工质的大量热量存储起来，高温传热工质降温变成低温传热工质再由储热泵通过储热管道输送到太阳能集热器中形成一个太阳能高温相变大容量储热循环；

步骤四：空气源热泵供热循环系统进行供热时，补气增焓压缩机排出的高温高压制冷剂气体通过主回路管道流入室内冷凝器中；

步骤五：高温高压制冷剂气体在室内冷凝器中冷凝放热，将热量释放到室内用于供热，冷凝后在室内冷凝器中形成低温高压制冷剂液体，室内冷凝器中的低温高压制冷剂液体一部分通过主回路管道流入经济器，另一部分通过旁路管道先流经旁路节流阀降压后变成制冷剂气液混合物后也流入经济器；

步骤六：通过主回路管道流入经济器的低温高压制冷剂液体与通过旁路管道流入经济器的制冷剂气液混合物进行热交换，旁路管道中的制冷剂气液混合物在经济器中吸热变为制冷剂气体，通过旁路管道流入补气增焓压缩机的中压腔内，主回路管道中的低温高压制冷剂液体在经济器中放热变为过冷的制冷剂液体；

步骤七：过冷的制冷剂液体流经主回路节流阀降压后通过主回路管道进入室外蒸发器的蒸发除霜管排的内蒸发管排和外蒸发管排中，制冷剂液体在内蒸发管排和外蒸发管排中吸收低温环境中的热量蒸发变为低压气体，低压气体通过主回路管道被补气增焓压缩机吸入压缩，在被压缩进入中压腔时和通过旁路管道流入补气增焓压缩机中压腔内的制冷剂气体混合，进一步被压缩以后变成高温高压制冷剂气体被补气增焓压缩机通过主回路管道排入室内冷凝器中，形成一个空气源热泵系统供热循环；

步骤八：在极端天气条件下，空气源热泵系统供热时，会在室外蒸发器的蒸发除霜管排表面结霜，这时空气源热泵系统停止供热，高温相变大容量放热除霜循环系统工作；

步骤九：高温相变大容量放热除霜循环系统开始进行除霜工作，高温相变大容量储热器中的相变储热介质发生相变将存储的热量释放出来，由除霜泵通过除霜管道将高温除霜工质输送到蒸发器中的除霜排管，放热温度可以达到80℃以上；

步骤十：高温除霜工质通过除霜管道进入室外蒸发器的蒸发除霜管排的除霜管排中，在除霜管排中释放热量融化蒸发除霜管排表面的霜层同时降低温度，低温除霜工质再由除霜泵通过除霜管道送到高温相变大容量储热器中形成一个高温相变大容量放热除霜循环。