[发明专利]太阳能－空气源蓄能型溶液热泵装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有蓄能功能的太阳能、空气复合热源的溶液型热泵装置及其制冷制热方法，属于太阳能、制冷空调系统设计制造技术领域。

背景技术

自上世纪90年代中期以来我国由能源出口国完全转变为能源进口大国，能源形势非常严峻。随着大中型中央空调的广泛应用，空调逐步成为建筑耗能的大户，在能源问题日益突出的今天，太阳能等可再生能源的应用变得尤为重要和迫切，而发展太阳能等可再生能源和将太阳能可再生能源引入中央空调系统成为缓解我国能源紧张状况的一个重要途径，同时也是我国实施可持续发展的重要内容。

现有建筑中央空调系统夏季制冷大多是采取水冷冷水机组，冬季采取锅炉供热方案，供冷和供热需要两套装置，使得中央空调系统初投资增大，同时夏季锅炉的停止工作和冬季水冷冷水机组的停用都造成大量设备闲置。

建筑中央空调系统供冷供热也可采取空气源热泵方案，空气源热泵在夏季依靠空气冷却制取冷水，冬季从空气中吸取热量制取热水。但空气源热泵夏季制冷COP远小于水冷冷水机组，同时空气源热泵在冬季制热运行时，存在机组蒸发器表面结霜的问题，机组需要按时除霜，导致热泵系统制热效率降低和制热时间减少，同时热泵系统可靠性和寿命降低。

因此，在中央空调系统中如何充分利用太阳能等可再生能源，解决水冷冷水机组冬季设备闲置浪费，空气源热泵夏季制冷COP较低(与水冷冷水机组比)，冬季运行存在结霜现象等问题，成为本领域技术人员迫切需要解决的技术难题。

发明内容

技术问题：本发明的目的是实现将太阳能可再生能源引入空调系统并实现蓄能，解决冬季水冷冷水机组闲置，空气源热泵夏季COP较低(与水冷冷水机组比)，冬季运行存在结霜现象等问题，提出一种新型的基于夏季水冷制冷、冬季借助溶液从空气中吸热并充分利用太阳能的具有蓄能功能的太阳能-空气源蓄能型溶液热泵制冷制热装置。

技术方案：本发明太阳能/空气源蓄能型溶液热泵系统由三部分组成：制冷剂循环回路、溶液循环回路和空气流通回路。制冷剂循环回路包括压缩机、四通阀、第一换热器、四个单向阀、储液器、过滤器、电子膨胀阀、第二换热器、气液分离器及其连接管道。其中压缩机的输出端接四通阀第一输入端，四通阀第一输出端接第一换热器第一输入端，第一换热器第一输出端通过第一单向阀接储液器的输入端，同时第一换热器第一输出端也通过第一单向阀、第二单向阀接第二换热器的第一输入端，储液器的输出端通过过滤器接电子膨胀阀的输入端，电子膨胀阀输出端通过第四单向阀接第二换热器的第一输入端，同时电子膨胀阀的输出端还通过第三单向阀接第一换热器第一输出端，第二换热器的第一输出端接四通阀的第二输入端，四通阀的第二输出端接气液分离器的输入端，而气液分离器的输出端接压缩机的输入端；溶液循环回路包括两部分：第一溶液回路和第二溶液回路。第一溶液回路由冷却塔、稀溶液储液器、三个电磁阀、第一变频泵、第二换热器及其相关连接管道组成；第二溶液回路由太阳能集热器、溶液再生器、浓溶液储液器、溶液控制阀、第二变频泵、第四电磁阀和稀溶液储液器及其相关连接管道组成。第一溶液回路中，冷却塔出口分成两路，一路通过第一电磁阀接稀溶液储液器第一输入端，稀溶液储液器的第一输出端通过第三电磁阀接第一变频泵的入口，另外一路通过第二电磁阀也接第一变频泵的入口，第一变频泵出口接第二换热器第二输入端，第二换热器的第二输出端与冷却塔的输入端相连。第二溶液回路中，稀溶液储液器第二输出端经过第四电磁阀后接第二变频泵输入端，第二变频泵的输出端接太阳能集热器的输入端，太阳能集热器输出端接溶液再生器溶液输入端，溶液再生器的溶液输出端接浓溶液储液器输入端，浓溶液储液器输出端接溶液控制阀，经过溶液控制阀后，接稀溶液储液器的第二输入端，从而构成一个回路。空气流通回路包括冷却塔、两个电动风阀、溶液再生器及其相关连接风道。空气流通回路中，冷却塔的空气出口接第一电动风阀，直接通大气，同时冷却塔还通过第二电动风阀接溶液再生器的空气输入端。

本发明太阳能/空气源蓄能型溶液热泵包括三个回路：制冷剂循环回路和溶液循坏回路和空气流通回路。本发明的具体方法是：