[发明专利]一种蓄热型空气源热泵冷热水系统及其运行方法

说明书

一种蓄热型空气源热泵冷热水系统及其运行方法，属于热泵技术和制冷空调领域。该系统包括室外源侧、热泵主机、用户侧和蓄热模块；室外源侧包括载冷剂泵、风冷换热器和源侧阀门，所述的载冷剂泵出口通过管道依次连接风冷换热器和源侧阀门，然后通过热泵主机的第一液体冷却式换热器返回载冷剂泵的入口；蓄热侧主要包括第一阀门、第二阀门、蓄热箱、第三阀门和第四阀门；所述的蓄热箱一侧通过管道依次连接第一阀门和源侧的源侧阀门，然后通过第二阀门返回蓄热箱；另一侧通过管道依次连接第三阀门和用户侧的用户侧阀门，然后通过第四阀门返回蓄热箱。本发明可以大大降低冬季供热热泵系统容量，从而不仅降低了初投资，而且提高了热泵的运行效率。

技术领域

本发明属于热泵技术和制冷空调领域，涉及一种蓄热型柔性空气源热泵系统。

背景技术

空气源热泵以兼顾制冷制热、结构紧凑、节能节水、使用安装方便等诸多优点在我国长江中下游、西南地区及华南地区得到了广泛的推广与应用。但是对于我国北方地区而言，由于以供热为主，保障极端恶劣天气下室内热负荷需求，热泵机组的容量选型较大，导致热泵系统大部分时间在部分负荷下运行，满负荷运行时间极少，因此效率低。因此，降低热泵选型容量，解决选型偏大问题，提高热泵运行效率，对于我国节能减排事业具有重要意义，也是扩大空气源热泵应用地域的必然要求。

中国专利(申请号CN01105718)公开了利用相变材料进行蓄热的热泵供热的技术方案。该方案在用电低谷时，利用电加热器加热相变蓄热装置中的相变材料，将热量蓄存，白天通过热泵系统将热量提取出来为房间供热。该系统可以节省运行电费，均衡城市用电负荷，但该技术方案未充分利用自然能源，因此并不节能。中国专利(申请号CN200410026453)提出了另一种相变蓄热热泵技术方案。该方案与上一方案的区别在于在相变蓄热装置中增加了冷凝换热盘管，可以充分利用冷凝热并蓄存起来。该系统缺点在于：当环境温度较高，但热泵冷凝热不满足相变材料蓄热要求或一段时间内需要大量热水时，该系统仍旧需要开启辅助电加热设备，导致系统的运行效率降低。中国专利(CN201420315932)公开了采用微通道换热和毛细管换热技术来提高热水器的换热效率的技术方案。该方案在系统型式上与专利(申请号CN200410026453)并无本质区别。中国专利(CN201410356791)公开了采用不同相变点的蓄热材料及冷水和冷媒换热管道组合形式的技术方案。该方案在蓄热装置的相变材料及结构型式上进行了改进。

上述蓄热型热泵系统复杂，初投资大，仍存在由于设计不合理导致的高能耗运维昂贵等问题，因此，研发具有结构简单、运行可靠、供热能力强、能耗水平低等特征的空气源热泵冷热水系统是改善供热的可靠性、舒适性和安全性的重要技术途径。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题和缺点，本发明提供了一种蓄热型空气源热泵冷热水系统及其运行方法，解决了冬季热泵供热容量选型偏大的问题，不仅降低了初投资，而且提高了热泵的运行效率。

本发明的具体技术方案如下：

一种蓄热型空气源热泵冷热水系统，包括热泵主机和用户侧；热泵主机包括压缩机、四通阀、第一液体冷却式换热器、膨胀阀以及第二液体冷却式换热器；用户侧包括用户、水泵和用户侧阀门；其特征在于：该系统还包括室外源侧和蓄热模块；室外源侧依次包括载冷剂泵、风冷换热器以及源侧阀门，所述的载冷剂泵出口通过管道依次连接风冷换热器和源侧阀门，源侧阀门的出口与第一液体冷却式换热器的冷却介质入口相连，载冷剂泵的入口与第一液体冷却式换热器的冷却介质出口相连；蓄热侧包括蓄热箱、第一阀门、第二阀门、第三阀门以及第四阀门，所述的蓄热箱内部还包括换热盘管；所述的源侧阀门的进口通过第二阀门连接蓄热箱内换热盘管的进口，所述的源侧阀门的出口通过第一阀门连接蓄热箱内换热盘管的出口；所述的蓄热箱的进口通过第四阀门连接用户侧阀门的进口，所述的蓄热箱的出口通过第三阀门连接用户侧阀门的出口。

本发明所述的一种蓄热型空气源热泵冷热水系统，其特征在于：所述的蓄热箱是闭式蓄热箱或开式蓄热箱。