[发明专利]热泵循环系统及方法

权利要求书

1.一种热泵循环系统，其包括压缩机、内部换热器、节流阀、外部换热器以及四通阀，其特征在于：

所述四通阀分别连接于压缩机的制冷工质入口、压缩机的制冷工质出口、内部换热器以及外部换热器；该四通阀具有第一阀位和第二阀位；该四通阀位于第一阀位时，压缩机的制冷工质出口连接于外部换热器，压缩机的制冷工质入口连接于内部换热器；该四通阀位于第二阀位时，压缩机的制冷工质出口连接于内部换热器，压缩机的制冷工质入口连接于外部换热器；

所述内部换热器连接有外部工质输入管道和外部工质输出管道；

所述外部换热器，包括有热源流路和制冷工质流路，并在该外部换热器内充填有蓄热剂；所述的热源流路连接于自来水供应管道。

2.根据权利要求1所述的热泵循环系统，其特征在于其中所述的蓄热剂为下列物质中的一种或者几种：氯化钙、氯化镁、氯化钾、氯化氨、碳酸氢钾、氯化钠、硫酸钠、碳酸钠、醋酸钠、季铵盐的水合物或水溶液及其混合物；以及碳数为12～24的石蜡及其混合物。

3.根据权利要求2所述的热泵循环系统，其特征在于其中所述的蓄热剂直接充填在外部换热器中；或者将蓄热剂封装在密闭容器中，将该密闭容器设置在外部热交换器中。

4.根据权利要求3所述的热泵循环系统，其特征在于其还包括燃料电池发电子系统，用于发电并副产热；所述燃料电池发电子系统所发电力用于驱动所述的压缩机。

5.根据权利要求4所述的热泵循环系统，其特征在于其中所述的燃料电池发电子系统包括：

重整制氢装置，用于制备氢气；

燃料电池，以上述重整制氢装置制备的氢气为原料发电并副产热；

循环泵和换热装置，用于将上述的副产热循环并进行热交换；以及换向阀，设置于内部换热器的外部工质输出管道上，其具有三个接口，分别连接于上述内部换热器的外部工质出口、换热装置和外部工质输出管道。 

6.根据权利要求1所述的热泵循环系统，其特征在于其还包括：内燃机子系统、热气机子系统或燃气轮机子系统；

所述内燃机子系统包括：内燃机，用于产生动力和副产热，该动力用于驱动所述的压缩机；循环泵和换热装置，用于将上述的副产热循环并进行热交换；以及换向阀，其具有三个接口，分别连接于上述内部换热器的外部工质出口、换热装置和外部工质输出管道；

所述热气机子系统包括：热气机，用于产生动力和副产热，并将该动力用于驱动所述的压缩机；以及循环泵和换热装置，用于将上述的副产热循环并进行热交换；以及换向阀，其具有三个接口，分别连接于上述内部换热器的外部工质出口、换热装置和外部工质输出管道；

所述燃气轮机子系统包括，燃气轮机，用于产生动力和副产热；并将该动力用于驱动所述的压缩机；以及换热装置，用于将上述副产热进行热交换；以及换向阀，其具有三个接口，分别连接于上述内部换热器的外部工质出口、换热装置和外部工质输出管道。

7.一种热泵循环方法，其特征在于采用权利要求1所述的热泵循环系统，该方法包括以下步骤：

A压缩制冷工质；

B压缩后的制冷工质进行热交换；

C制冷工质膨胀；

D膨胀后的制冷工质进行热交换；

在步骤B和D的其中之一采用自来水作为热源，且该步骤中所述的热交换包括以下过程中的至少一种：自来水与制冷工质进行热交换、自来水与蓄热剂进行热交换、蓄热剂与制冷工质进行热交换、以及自来水、制冷工质与蓄热剂三者之间进行热交换。

8.根据权利要求7所述的热泵循环方法，其特征在于：

当制冷工质停止循环时，自来水与蓄热剂之间进行热交换；

当自来水停止流动时，蓄热剂与制冷工质进行热交换。

9.根据权利要求7所述的热泵循环方法，其特征在于其还包括： 

以碳氢化合物为原料进行重整制氢反应，得到氢气；以氢气为原料通过燃料电池发电力和副产热，所述的电力作为压缩制冷工质的动力；或者

以碳氢化合物为燃料，采用内燃机、热气机或者燃气轮机产生动力和副产热，所述的动力作为压缩制冷工质的动力。