[发明专利]一种新型多源互补无霜空气源热泵系统

说明书

本发明公布了一种多源互补型无霜空气源热泵热水系统，包括制冷剂回路、地埋管回路、溶液循环回路、太阳能光伏光热回路。与现有技术相比，本系统结合了太阳能、风能、地热能多种热源，确保了系统冬夏季的高效运行，且解决了冬季从空气摄取热量时存在的结霜问题，同时利用光伏特性，大大降低了整机的能耗。冬季溶液再生时可利用太阳能的光热特性，提高再生性能。本系统根据阀门的切换可有多种运行模式，大体上未脱离多源互补思想，实现了空调系统的可持续发展理念。

技术领域

本发明属于太阳能、地热能、溶液除湿及空气源热泵领域，具体涉及一种新型多源互补无霜空气源热泵系统。

背景技术

常见建筑空调系统普遍使用的供暖空调系统为冷水机组加锅炉、空气源热泵和水地源热泵。冷水机组加锅炉在冬季运行时冷水机组会闲置，设备使用率低。锅炉一次能源利用率低，且在使用过程中会污染环境。空气源热泵在夏季效率远低于水冷机组，在冬季运行时存在结霜问题，在夏热冬冷地区冬季寒冷潮湿的条件下，结霜尤为严重，严重影响供热的能力和效率。水地源热泵冬夏季效率均较高，但其初投资高，且受到地理地质条件限制。热源塔热泵系统具有设备利用率高、夏季效率与冷水机组相当、冬季无结霜问题、不受地质条件限制等优点，相比传统供暖空调系统具有较强优势，在夏热冬冷地区具有广泛的应用前景。

太阳能作为一种清洁有效的能源是国家倡导的新能源利用的重要手段之一，而热泵冬季效率低且需要额外的除霜功耗。所以如果可以把太阳能集热与发电技术与热泵技术结合，提高热泵冬季效率并使系统稳定，那么既符合现代社会对室内热环境的要求，也是一种开源节流手段。

现有的空调系统对象多集中在封闭式空间，且利用太阳能的空调系统只利用了其光热部分，利用效率低，系统电耗大。

地源热泵通过电力对土壤中的低品位热做功，输出高品位热能。电力作为工具，地热作为温度调节的能量。而大地相当于一个巨大的太阳能收集器，阳光无处不在，大地的能量也就用之不竭，是一种可为我们所用的可再生资源。大地的温度受气候温度变化影响很小，常年保持在较适宜的10―20℃范围内，地能温度较恒定的特性，使得热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性。地源热泵的制热能效比（COP）一般都能达到3.5至4.5，热泵的制热能效比是3.5至 4.5，而普通空调机的制热能效比是2，电的制热能效比是1，燃油的制热能效比是0.9，燃煤的制热能效比是 0.55，因此热泵的效率是最高的。地源热泵运行用到电能和地热，运行期间不会产生任何污染物质。地源热泵集空调制冷、锅炉采暖、以及生活用水等原来多套设备用途于一身，实现了一机多用。地源热泵非常耐用，其地下部件使用寿命可达50年，地上部件使用寿命可达30年。地源热泵机组的使用寿命也在15年以上。地源热泵控制系统为全自动的，对温度、压力等环境参数设有相关保护程序，无需人员监控。地源热泵系统工作期间噪声小，不影响生活和工作环境。

因此，如何结合建筑自身特点实现溶液的自主再生，利用多源互补实现恶劣工况下的稳定高效运行，设计出一种新型的多源互补无霜空气源热泵系统成为本领域技术人员迫切需要解决的技术难题。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种新型多源互补无霜空气源热泵系统，利用太阳能提供电能并辅助再生与供热，溶液除湿保证无霜运行，提高了热泵的性能系数，地埋管系统稳定提供冷热源，冬季提高机组的蒸发温度，夏季降低机组的冷凝温度，大幅度提高系统性能系数。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种新型多源互补无霜空气源热泵系统，包括光热光电系统、溶液循环系统、热泵循环系统与地埋管系统；光热光电系统主要用于供热与供电，为溶液循环系统中的风机与水泵提供电能，同时在溶液再生时以加热水的方式为溶液再生提供热源，同时也可以起到独立加热热水与辅助热泵加热热水的目的；溶液循环用于冬季结霜工况时预先除去空气中的水蒸气已实现热泵的无霜运行同时也能提高热泵的运行效率，地埋管系统冬季为系统提高热源，夏季为系统提供冷源，大幅度提高系统性能系数。