[发明专利]适用于高寒地区的太阳能与热泵联合供热系统及其方法

说明书

本发明公开了一种适用于高寒地区的太阳能与热泵联合供热系统及其方法。系统包括太阳能集热器、热泵压缩机、冷凝蓄热器、辅助冷凝器、回热器、节流阀、蒸发器、供热末端、循环水泵、三通阀等。该系统将太阳能集热技术、空气源热泵技术以及相变储热技术有机结合起来，旨在解决高寒地区冬季供热问题。根据高寒地区冬季环境变化特性，系统可分别采用太阳能单独供热模式、太阳能与热泵联合供热模式、热泵单独供热模式、冷凝蓄热器供热模式对建筑进行连续不间断供热。本发明综合利用太阳能与空气能对建筑进行稳定供热，高效节能，尤其适用于大气环境严格的高寒地区。

技术领域

本发明涉及太阳能与热泵供热技术领域，尤其涉及一种适用于高寒地区的太阳能与热泵联合供热系统及其方法。

背景技术

高寒地区冬季供热需求突出，但常规能源匮乏、油气运输困难。因此，结合高寒地区的能源及气候特征，开发高效清洁的供热技术对我国高寒地区降低碳排放、建筑可持续发展具有深远意义。我国高寒地区拥有相当丰富的太阳能资源，其利用和开发前景非常广阔。但是太阳能不连续、不稳定、受环境气候影响大制约其广泛应用。空气源热泵是目前国家大力推广的高效清洁供热技术，但高寒地区冬季夜间的极低温度可能会影响其制热性能，这也是制约空气源热泵在高寒地区应用的主要因素。若将太阳能和空气源热泵结合，同时采用高效储热技术对热量进行储存和释放，则两者独特的优势可以互补，这将是解决太阳能与热泵技术在高寒地区应用时存在问题的最有效的方法之一。

发明内容

针对上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种适用于高寒地区的太阳能与热泵联合供热系统，旨在解决高寒地区冬季供热问题。

本发明拟用如下技术方案实现本发明的目的：

一种适用于高寒地区的太阳能与热泵联合供热系统，其包括太阳能集热器、热泵压缩机、冷凝蓄热器、辅助冷凝器、回热器、蒸发器、供热末端、第一循环水泵、第二循环水泵、第一三通阀、第二三通阀、第三三通阀、第四三通阀、第五三通阀、第六三通阀、循环水管路和制冷剂管路；

所述的太阳能集热器的出水口通过循环水管路依次连接第一循环水泵、第一三通阀的第一阀口、第一三通阀的第二阀口、第二三通阀的第一阀口、第二三通阀的第二阀口、供热末端、第三三通阀的第二阀口、第三三通阀的第一阀口和太阳能集热器的进水口；第一三通阀的第三阀口通过循环水管路依次连接第六三通阀的第一阀口、第六三通阀的第二阀口、冷凝蓄热器的循环水入口、冷凝蓄热器的循环水出口和第三三通阀的第三阀口；所述第六三通阀的第三阀口通过循环水管路依次连接第二循环水泵和第二三通阀的第三阀口；

所述的热泵压缩机出口通过制冷剂管路依次连接第四三通阀的第一阀口、第四三通阀的第二阀口、冷凝蓄热器的制冷剂入口、冷凝蓄热器的制冷剂出口、第五三通阀的第三阀口、第五三通阀的第二阀口、辅助冷凝器、回热器、节流阀、蒸发器、回热器和热泵压缩机入口；第四三通阀的第三阀口通过制冷剂管路依次连接供热末端和第五三通阀的第一阀口。

优选的，系统内太阳能集热器选用真空管式太阳能集热器。

优选的，系统内冷凝蓄热器选用壳管式相变蓄热器，管内分别设有制冷剂管路和循环水管路，壳内填充相变材料，用于存储/释放太阳能与热泵冷凝热。

优选的，系统内辅助冷凝器与蒸发器都选用风冷式换热器。

优选的，系统内节流阀选用毛细管或膨胀阀。