[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

说明书

本发明公开了一种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，该系统包括太阳能高温相变大容量储热循环系统等，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。本发明利用清洁、可再生的太阳能全天候快速高效除霜，降低系统能耗，满足极端天气下的除霜需求，保证供暖舒适性，更好的服务于北方煤改电。

技术领域

本发明涉及一种太阳能储热系统及其使用方法，特别是涉及一种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。

背景技术

空气源热泵是近年来全世界倍受关注的节能技术，欧盟、日本等国家早已将其列入可再生能源技术，美国能源部将空气源热泵应用列为21世纪最具节能潜力的15项空调技术措施之一，我国住房和城乡建设部于2015年正式将其纳入可再生能源利用技术范畴，空气源热泵已成为我国重要的建筑能源形式，并广泛用于我国寒冷和夏热冬冷地区，目前空气源热泵已在京津冀地区“煤改电”中广泛应用，可见空气源热泵作为高效的可再生能源利用技术，在我国具有广阔的应用空间和价值，空气源热泵以环境空气为低温热源，我国GB12021.3-2010等相关标准规定其在名义工况(室外环境空气的干球温度7℃，湿球温度6℃)下运行时，每消耗1度电，应从环境空气中吸取1.9-2.6倍的低位热量，并为用户提供2.9-3.6倍的高位热量，目前在名义工况下，空气源热泵的性能令人满意，但在冬季夜晚实际运行过程中，由于室外环境温度经常低于0℃，导致室外换热器表面会出现结霜现象，尤其是在冬季气候潮湿地区，空气中湿度大，结霜容易，空气源热泵面临频繁结霜的问题，不仅造成换热效果不好，而且除霜导致耗能增加，严重制约了空气源热泵在我国的应用与发展，目前空气源热泵除霜最成熟的技术就是反向除霜，即通过四通换向阀转换制热流程，将室内换热器作为蒸发器，室外换热器作为冷凝器，工质在室内蒸发吸收室内空气的高温热能，经过压缩机升压升温以后，在室外的换热器中冷凝放热来融化换热器表面的结霜，这种方法需要消耗大量的室内热量进行室外换热器的除霜，而且频繁的除霜会造成室内供热不足，导致建筑能耗大幅增加，也就导致空气源热泵节能减排效果降低，优势降低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种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，其可以利用清洁、可再生的太阳能全天候快速高效除霜，降低系统能耗，满足极端天气下的除霜需求，保证供暖舒适性，更好的服务于北方“煤改电”。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种太阳能高温相变大容量储热空气源热泵系统，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。