[发明专利]一种节能型集成加热、制冷系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种结合太阳能集热﹑相变蓄热、低谷电制热、动态制冰和水源热泵的集成加热、制冷系统，属于太阳能采暖及机械类制冷﹑供暖和制冰设备的综合技术领域。

背景技术

太阳能是一种清洁的可再生能源，储量丰富，无污染，目前在较多领域广泛应用。太阳能集热器是利用太阳辐射对水进行加热的装置。由于太阳能热水系统在运行时受天气的影响较大，应采取热水保障系统（辅助加热系统）和储热装置来保证热水的正常供应。

相变潜热蓄热作为一种能够很有效的解决热能在供给和需求上的矛盾的技术，在太阳能和电力在“移峰填谷”和余热、废热的回收等相关领域得到广泛的应用。相变材料的相变潜热大，蓄能密度大，传热特性好，所需容器的体积较小，温度的变化范围也较小，所以相变储能与传统的水蓄能相比具有较多的优点。

水源热泵利用储存于地表浅层的可再生能源为建筑制冷和供暖。水源热泵利用水源的过程当中，只交换热量，水质几乎没有发生变化，经回灌至地层或重新排入地表水体后，不会对原有水源造成污染。浅层水源的温度一年四季相对稳定，一般为10-25℃，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，是很好的热泵热源和空调冷源。水源热泵同时解决了空调系统的冷热源，保证了系统的高效性和经济性。

近年来，随着社会和经济的发展，用电结构发生了很大的变化，高峰用电负荷增加，低谷用电负荷大量减少，峰谷差不断拉大，部分地区实行峰谷电价制度。因此，利用低谷电蓄能可以缓解用电高峰，具有较高的经济性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结合了太阳能集热，相变蓄热、低谷电制热、动态制冰和水源热泵的加热、制冷综合系统，各部分相互补充，达到更好的节能效果。

为解决上述技术问题，本发明提供一种节能型集成加热、制冷系统，其特征是，包括可为用户提供制热的太阳能集热装置、相变蓄热装置、水源热泵装置，和为空调用户提供制冷的动态制冰系统，所述水源热泵装置还包含一四通换向阀，所述四通换向阀分别与压缩机、水源侧换热器、使用侧换热器和排气热回收冷凝器连接，所述水源侧换热器通过电子膨胀阀与所述使用侧换热器连接，所述使用侧换热器输出端经阀门与空调用户连接。

所述动态制冰系统包含制冰发生器及与所述制冰发生器连接的蓄冰槽，所述蓄冰槽与所述空调用户通过双向管道连接。

所述使用侧换热器输出端经阀门与所述制冰发生器连接。

所述蓄冰槽经电加热器与所述使用侧换热器连接。

所述蓄冰槽与所述使用侧换热器之间还连接有阀门、循环泵。

所述太阳能集热装置与所述相变蓄热装置循环连接。

所述相变蓄热装置与低谷电辅助加热器连接。

所述排气热回收冷凝器、所述相变蓄热装置、所述太阳能集热装置经生活热水箱与用户连接。

还包含控制装置。由所述控制装置控制系统的工作模式，工作模式包括夏季工作模式和冬季工作模式。

系统的管路中还设有多个阀门、循环泵、给水泵，均由控制装置控制。

在水源热泵机组中，较佳的是使用螺杆式压缩机，能保证最低供冷温度达到-7～-12度，满足动态制冰的要求。该水源热泵机组为内转换机组，通过制冷系统中的四通换向阀，实现冬/夏季的蒸发器与冷凝器在使用侧和水源侧的切换。夏季制冷运行时，蒸发器即为使用侧换热器；冬季制热运行时，冷凝器为使用侧换热器。在该热泵机组中增加了热回收冷凝器，从压缩机排出的高温﹑高压的制冷剂气体会优先进入到热回收冷凝器中，将热量释放给被预热的水，可供热用户使用。值得注意的是，热水的出水温度越高，冷水机组的效率就越低，制冷量也会相应的减少。

在太阳能集热和相变蓄热模块中，优先利用太阳能进行供热，夜间利用低谷电加热，将热量存储于相变蓄热器中，在夜间或白天阳光不足时辅助供热。具体实施时是通过各个阀门的开闭来进行控制的。太阳能集热器可以采用二级加热。第一级采用金属吸热体真空管集热器，它可以将输送过来的水加热至70～100℃，第二级太阳能集热器采用抛物柱面聚焦型集热器，它应用的是直通型真空管。二级加热器的设计提高了出水温度，改善了集热效率。此部分可以充分利用太阳能和低谷电能，经济性大大提高。

夏季制冷工况下，当晚上空调冷负荷稍小且处于用电低谷时，可以通过调节热泵机组制冷剂的温度，使其达到-8℃左右，用于制取过冷水，通过制冰发生器对其过冷状态的解除，得以制取冰浆，即冰晶状流动二元冰，并储存在蓄冰槽中，待到白天用电负荷高峰时供空调用户使用，可以缓解用电高峰，且具有较好的经济性。