[发明专利]一种多模式太阳能喷射增效的中高温空气源热泵系统

说明书

本发明一种多模式太阳能喷射增效的中高温空气源热泵系统，属于热泵技术领域；本发明系统包括第一制冷剂循环系统、第二制冷剂循环系统和热水循环系统：当热负荷需求较小且太阳能不足时，选择单级压缩热泵模式为用户供热；当热负荷需求较小且太阳能充足时，选择单级太阳能增压喷射热泵模式为用户供热；当热负荷需求较大且太阳能不足时，选择两级压缩复叠热泵模式为用户供热；当热负荷需求较大且太阳能充足时，选择太阳能增压喷射与压缩复叠热泵模式为用户供热；上述模式转换主要通过三套管换热器的不同流道和阀门切换来实现；本系统通过多种模式的转换，提高了系统的适应性，实现了对太阳能的充分利用和最大程度的节能。

技术领域

本发明一种多模式太阳能喷射增效的中高温空气源热泵系统，属于热泵技术领域。

背景技术

节能减排是可持续发展的必然要求，应用太阳能喷射增效的方式，对空气源热泵进行改进和提升，可改善寒冷和严寒条件下传统供热能力不足和较高室外环境下压缩机的过压缩等问题，提高太阳能利用率和供热效率，取得良好的经济效益和环境效益。

根据对现有技术的文献检索发现，太阳能是新能源与可再生能源中最引人注目的清洁能源，其有利于能源节约与环境保护，太阳能利用技术正得到越来越广泛的重视。中国专利公开号为CN104807252A的发明专利公开了一种“太阳能辅助喷射器增效的蒸汽压缩式热泵循环系统及方法”，相比于常规的蒸汽压缩式空气源热泵循环系统，该发明利用太阳能集热/发生器能为喷射器提供高压工作流体，在喷射器中引射蒸发器出口的低压制冷剂气体，提升压缩机的吸气压力从而降低循环中压缩机的功率消耗并提高压缩机的输气量，达到提高热泵系统能效的目的。然而，在太阳光照不足时，采用单级热泵系统进行供热，不能满足当室外环境温度较低时用户的供热需求。

中国专利公开号为CN 108007006AD的发明专利公开了一种“多模式喷射增效的自复叠热泵系统及运行模式”，高压制冷剂气体在蒸汽喷射器内引射冷凝蒸发器出口的制冷剂气体，提高了压缩机入口制冷剂气体的温度和压力；可根据室外环境温度，选择单级热泵、自复叠热泵或部分复叠热泵运行模式，使系统性能达到最佳状态。然而未利用太阳能辅助增强热泵能效。

发明内容

本发明一种多模式太阳能喷射增效的中高温空气源热泵系统，克服了现有技术存在的不足，解决现有技术中空气源热泵在不同室外环境温度下使用单一模式运行不节能、制热效果不好的问题，使得其能适用于不同条件下的供暖需求，并且保证了良好的经济性和节能效果。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种多模式太阳能喷射增效的中高温空气源热泵系统，包括第一制冷剂循环系统、第二制冷剂循环系统和热水循环系统；

第一制冷剂循环系统中，第一压缩机的出口通过管道依次经过冷凝器、第一膨胀阀、第四控制阀、三套管换热器的第二环形通道后与第一压缩机的入口相连接；

第二制冷剂循环系统中，三套管换热器的第一环形通道的出口管路分为两路，一路通过管道依次经过第一控制阀、工质泵、太阳能集热器后与喷射器的工作流体入口相连接；另一路通过管道依次经过第二膨胀阀、蒸发器后与第二压缩机的入口相连接；第二压缩机的出口管路分为两路，一路经过第二控制阀后与喷射器的引射流体入口相连接，另一路依次经过第三控制阀、喷射器的出口管路后与三套管换热器的第一环形通道入口相连接；

热水循环系统中，来自供暖用户的回水管道分为两路，一路通过管道依次经过冷凝器后与三通换向阀的第一进口端a2相连接，另一路通过管道依次经过三套管换热器的内层套管后与三通换向阀的第二进口端a3相连接，三通换向阀的出口端a1通过热水循环泵后与供暖用户的供水管路相连接。

进一步，所述第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀和第四控制阀为电磁阀或电动阀。

进一步，所述三通道套管换热器中，内层套管和中层套管之间形成第一环形通道，中层套管和外层套管之间形成第二环形通道。

进一步，所述三通道套管换热器采用平行布置或者蛇形布置。