申请/专利权人：哈尔滨工业大学

申请日：2020-03-26

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN111306841B

主分类号：F25B29/00

分类号：F25B29/00;F25B13/00;F25B27/00;F25B41/26;F25B47/02;F24H1/20;F24H9/1818;F24H9/20;F24H15/37;F24H15/421

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.02#授权;2020.07.14#实质审查的生效;2020.06.19#公开

摘要：本发明提出了一种太阳能空气源热泵三联供系统及使用方法，属于太阳能空气源热泵技术领域。解决了现有的太阳能空气源热泵三联供系统过于复杂、能源利用率低的问题。它包括空气源热泵机构、太阳能集热机构、第一换热器和第二换热器，所述空气源热泵机构包括压缩机、四通换向阀、室内机风冷换热器、干燥管、节流装置和室外机风冷换热器，所述太阳能集热机构包括低温水箱、第一阀门、高温恒温水箱、太阳能集热板、第二阀门、第三水泵和第四水泵，所述低温水箱内部通过第二水泵与第一换热器的内腔相连，所述高温恒温水箱内部通过第一水泵与第二换热器的内腔相连。它主要用于实现供暖、供冷以及生活热水三联供。

主权项：1.一种太阳能空气源热泵三联供系统的使用方法，其特征在于：三联供系统包括空气源热泵机构、太阳能集热机构、第一换热器9和第二换热器10，所述空气源热泵机构包括压缩机1、四通换向阀2、室内机风冷换热器5、干燥管6、节流装置7和室外机风冷换热器8，所述四通换向阀2的四个接口分别连接压缩机1的出口、压缩机1的入口、第二换热器10的外腔以及室内机风冷换热器5，所述室内机风冷换热器5与干燥管6、节流装置7和室外机风冷换热器8依次相连，所述室外机风冷换热器8与第一换热器9的外腔相连，所述第一换热器9的外腔与第二换热器10的外腔相连；所述太阳能集热机构包括低温水箱13、第一阀门15、高温恒温水箱17、太阳能集热板19、第二阀门20、第三水泵21和第四水泵22，所述低温水箱13分别通过第一阀门15和第四水泵22与高温恒温水箱17相连，所述太阳能集热板19依次与第二阀门20和第三水泵21相连后与高温恒温水箱17内部相连，所述低温水箱13入口端补给自来水，所述高温恒温水箱17出口端供给恒温热水，所述低温水箱13内部通过第二水泵12与第一换热器9的内腔相连，所述高温恒温水箱17内部通过第一水泵11与第二换热器10的内腔相连；三联供系统的使用方法包括单制冷模式、制冷兼制热水模式、单制热模式、空气源热泵和太阳能集热联合供暖模式、太阳能制热水模式和除霜模式；单制冷模式运行时，关闭第一水泵11和第二水泵12，空气源热泵机构单独工作，制冷剂经过压缩机1压缩后依次流经四通换向阀2、第二换热器10和第一换热器9的外腔后，通过室外机风冷换热器8进行放热，经节流装置7进行节流后，流经干燥管6进入室内机风冷换热器5进行吸热，然后经过四通换向阀2和气液分离器3回到压缩机1，以此循环实现制冷；制冷兼制热水模式运行时，初始状态下关闭室外机风冷换热器8的风机，空气源热泵机构中制冷剂的流向与单制冷模式相同，开启第二水泵12，高温恒温水箱17中的水流经第一换热器9的内腔，与制冷剂进行换热，空气源热泵机构中的热量用于加热高温恒温水箱17中的水，当高温恒温水箱17内的水达到设定温度，关闭第二水泵12同时开启第一水泵11，低温水箱13中的水流经第二换热器10的内腔，与制冷剂进行换热，空气源热泵机构中的热量用于加热低温水箱13中的水，当低温水箱13内的水达到设定温度，关闭第一水泵11同时开启室外机风冷换热器8的风机，散出多余热量，实现制冷的同时兼制热水；单制热模式运行时，关闭第一水泵11和第二水泵12，空气源热泵机构单独工作，制冷剂经过压缩机1压缩后流经四通换向阀2通过室内机风冷换热器5进行放热，经干燥管6后通过节流装置7进行节流，通过室外机风冷换热器8进行吸热，然后依次经过第一换热器9和第二换热器10的外腔后，经过四通换向阀2和气液分离器3回到压缩机1，以此循环实现制热；空气源热泵和太阳能集热联合供暖模式运行时，首先开启第一阀门15、第三水泵21和第四水泵22，利用太阳能集热板19加热高温恒温水箱17和低温水箱13中的水，当高温恒温水箱17内的水达到设定温度后，关闭第一阀门15和第四水泵22，同时开启第一水泵11，空气源热泵机构中制冷剂的流向与单制热模式相同，低温水箱13中的水进入第二换热器10的内腔，与制冷剂进行换热，空气源热泵机构从低温水箱13中吸取热量用于供暖，实现空气源热泵和太阳能集热联合供暖；太阳能制热水模式包括两种工况，第一种工况在运行时开启第一阀门15、第三水泵21和第四水泵22，高温恒温水箱17和低温水箱13形成串联环路，利用太阳能集热板19加热高温恒温水箱17和低温水箱13中的水；第二种工况在运行时，只开启第三水泵21，利用太阳能集热板19单独加热高温恒温水箱17中的水；除霜模式运行时，空气源热泵机构中制冷剂的流向与单制热模式相同，开启第一水泵11和或第二水泵12，高温恒温水箱17和或低温水箱13中的水与空气源热泵机构中的制冷剂换热，提高制冷剂温度，进而提高进入室外机风冷换热器8的制冷剂温度，实现自然除霜。

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