[发明专利]一种热水锅炉辅助加热的空气源热泵系统

说明书

本发明公开了一种与热水锅炉耦合运行的空气源热泵系统，系统包括空气源热泵单元、耦合加热单元、热水锅炉单元和耦合运行控制单元；空气源热泵单元和耦合加热单元通过耦合换热器实现热能传递；耦合加热单元和热水锅炉单元通过中继换热器实现热能传递；耦合运行控制单元实现空气源热泵单元、耦合加热单元和热水锅炉单元的自动耦合运行。本发明的目的在于通过热水锅炉提供的辅助热源，既解决空气源热泵除霜的问题，又解决单一空气源热泵热源存在的局限性的问题。

技术领域

本发明涉及一种空气源热泵技术，具体涉及一种热水锅炉辅助加热的空气源热泵系统。

背景技术

热泵技术是基于热力制冷循环原理，通过制冷剂和消耗少量电能实现由低温热源向高温热源提供热量；基于热泵技术的空气源热泵安装使用方便，对环境污染较小，节能效果明显高于普通电加热等其它制热方式。

但是，空气源热泵在低温环境下运行存在很多不足，这些不足包括：（1）空气湿度较高时，空气源热泵容易结霜；（2）当前主要的除霜方式是采用压缩机工作换向操作，蒸发器变为冷凝器，制冷剂在蒸发器中冷凝放热完成化霜，除霜时间长、除霜效果差、除霜能耗大；（3）除霜时压缩机工作换向操作，制冷剂系统易产生不稳定现象，同时影响压缩机使用寿命；（4）随着室外温度的降低，建筑物的热负荷逐渐增大，而热泵的供热量逐渐减少，为了满足建筑物的热负荷，就得增加热泵容量，这样热泵容量过大，热泵建设投资增加，使用后热泵长期在部分负荷下运行，运行效率降低，从综合的经济效益和节能效果分析，单一的空气源热泵热源存在局限性。《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50736-2012中已经明确“在冬季寒冷、潮湿的地区，当室外设计温度低于当地平衡点温度，或对于室内温度稳定性有较高要求的空气调节系统，应设置辅助热源”。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种热水锅炉辅助加热的空气源热泵系统，其目的在于通过热水锅炉提供的辅助热源，既解决空气源热泵除霜的问题，又解决单一空气源热泵热源存在的局限性的问题。

本发明的有益效果是，热水锅炉提供的辅助热源，可以预防空气源热泵结霜、可以缩短空气源热泵50%以上的除霜时间，可以减少空气源热泵50%以上的除霜能耗；本发明的除霜方式，避免了压缩机工作频繁的换向操作，彻底消除了压缩机反向工作时制冷剂系统的不稳定现象，也大大的提高了压缩机的使用寿命；本发明的双热源系统，可以有效解决空气源热泵单一热源的局限性，通过双热源的配合，可以充分发挥空气源热泵在室外温度较高时的高能效优势，又可以弥补空气源热泵在室外温度较低时能效降低、供热量减少的短板，使本发明的双热源供热系统得到最佳的经济效益和节能效果。

为了实现上述目的，本发明提供的一种热水锅炉辅助加热的空气源热泵系统包括空气源热泵单元、耦合加热单元、热水锅炉单元和耦合运行控制单元；空气源热泵单元和耦合加热单元通过耦合换热器实现热能传递；耦合加热单元和热水锅炉单元通过中继换热器实现热能传递；耦合运行控制单元实现空气源热泵单元、耦合加热单元和热水锅炉单元的自动耦合运行。

进一步的，所述的空气源热泵单元由压缩机、冷凝器、膨胀阀、耦合风机和耦合蒸发器通过管道连接组成；所述的耦合加热单元由耦合散热器、循环液泵和中继换热器通过管道连接组成；所述的热水锅炉单元由中继换热器、循环水泵和热水锅炉通过管道连接组成；所述的耦合运行控制单元由耦合测量模块、耦合控制电脑和耦合控制模块组成；所述的耦合换热器由耦合风机、耦合蒸发器和耦合散热器组成一体。

进一步的，所述的热水锅炉可以是蓄热热水锅炉、或燃气热水锅炉、或生物质热水锅炉、或余热热水锅炉中的一种。

附图说明

图1是本发明的产品结构示意图。

图2是本发明的除霜模式图。

图3是本发明的热泵供热模式图。

图4是本发明的耦合供热模式图。