[发明专利]一种双水箱太阳能-空气源热泵耦合供热装置

说明书

本发明属于可再生能源利用技术领域，公开了一种双水箱太阳能‑空气源热泵耦合供热装置，将太阳能热水系统和空气源热泵热水系统有机结合，组成空气源热泵与太阳能热水耦合系统，并设置集热和供暖两个水箱。一方面，在太阳能资源不足时，可利用空气源热泵补充供热，克服太阳能间断性、波动性的缺点；另一方面可以弥补空气源热泵因室外环境温度低而导致的制热性能低下和结霜的缺点，从而最大程度的弥补单一系统存在的缺点，发挥各自的优势，保证居住建筑生活热水供应和连续供暖的需求。

技术领域

本发明属于可再生能源利用技术领域，尤其是涉及一种双水箱太阳能-空气源热泵耦合供热装置。

背景技术

在建筑耗能中，暖通空调系统的运行以及生活热水制备所对应的耗能已经占总能耗的65％以上。同时，随着人们对居住环境舒适度要求的提高，建筑耗能逐步攀升。我国目前存在的环境污染、能源消耗等现状迫切需要寻找和开发清洁、无污染的可再生能源，从而降低建筑能耗、缓解环境污染等问题，同时提高能源利用率。

太阳能作为一种可再生能源，具有分布广泛、储量大、清洁无污染的特点，并且可以通过光热、光电等多种转化技术被加以利用。太阳能光热技术主要是通过集热器吸收太阳能辐射，并转化为热量传递给集热工质输送至用热末端加以利用的技术，主要有太阳能供暖技术、太阳能热水技术等。在光热转化中存在着辐射、导热、对流等热交换过程。但在太阳能光热利用过程中同时也发现了太阳能资源不可克服的缺点：太阳能辐照受天气条件的影响较大，并且能流密度低，因此不能保证较高的太阳能利用率。当利用太阳能资源满足建筑供暖和生活热水的需求时，单一的太阳能集热系统的稳定性较差，并且需要很大的集热面积，将导致系统初始投资。

空气源热泵热水系统以空气能为低温热源，应用逆卡诺循环原理，制冷剂通过温差吸热，提取了空气中的低品位热能，并经过压缩机压缩成高温高压气体，与水换热冷凝，实现循环，是热效率较高的装置，实现了全年四季均能稳定运行而不受阴雨天气的影响，具有高效节能、清洁无污染等特点。空气源热泵热水机组高效节能，制备相同的热水量，其能源成本仅为电热水器的25％、燃气热水器的33％。但随着室外气温的降低，空气源热泵机组的效率及供热量及也会随之下降，尤其是在冬季室外气温降至0℃以下时，机组还存在结霜除霜的问题，从而导致热泵机组的制热量减小，制热效率降低。此时若要满足建筑热负荷和生活热水需求，就要考虑选用大容量机组或者增加辅助热源。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷与限制，本发明提供一种双水箱太阳能-空气源热泵耦合供热装置，将太阳能热水系统和空气源热泵热水系统有机结合，组成空气源热泵与太阳能热水耦合系统，并设置集热和供暖两个水箱。一方面，在太阳能资源不足时，可利用空气源热泵补充供热，克服太阳能间断性、波动性的缺点；另一方面可以弥补空气源热泵因室外环境温度低而导致的制热性能低下和结霜的缺点，从而最大程度的弥补单一系统存在的缺点，发挥各自的优势，保证居住建筑生活热水供应和连续供暖的需求。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下的技术方案予以实现：

一种双水箱太阳能-空气源热泵耦合供热装置，包括太阳能集热器、集热循环泵、换热盘管、集热水箱、生活用水循环泵、空气源热泵热水机组、双水箱换热循环泵、供暖水箱、辐射供暖循环泵、低温地板辐射供暖末端、生活热水末端；

所述太阳能集热器的出口与所述换热盘管的进口连接，所述换热盘管的出口通过所述集热循环泵与所述太阳能集热器的进口连接；所述换热盘管设置于所述集热水箱内部；

所述集热水箱的上部出水口分两个支路：支路一连接通过所述生活用水循环泵连接至所述生活热水末端，支路二连接至所述供暖水箱的上部进水口，所述供暖水箱的下部出水口通过所述双水箱换热循环泵与所述集热水箱的下部进水口连接；

所述供暖水箱的上部出水口连接至所述低温地板辐射供暖末端的入口，所述低温地板辐射供暖末端的出口通过所述辐射供暖循环泵与所述供暖水箱的下部进水口连接；