[发明专利]一种相变蓄热式太阳能热泵供热系统

说明书

本发明公开了一种相变蓄热式太阳能热泵供热系统，包括热泵系统和末端供热系统，具体包括压缩机、太阳能相变蓄热蒸发器、空气能蒸发器、节流阀、气液分离器、储液干燥器、储水箱、水泵、电加热装置、分水器、集水器、地暖盘管、生活热水终端和阀门。太阳能相变蓄热蒸发器由太阳能集热器与相变蓄热器结合而成，相变蓄热器可储存白天富余的太阳能，供晚上使用，使热泵系统持续稳定运行。空气能蒸发器与太阳能相变蓄热蒸发器并联，作为太阳能不足时的热量补充。本发明可利用太阳能和空气能作为热泵系统低位热源，解决了太阳能间歇性与不稳定性的问题，提高了蒸发温度，具有高效节能的优势。

技术领域

本发明专利涉及热泵供热领域和新能源利用领域，特别涉及一种相变蓄热式太阳能热泵供热系统。

背景技术

国家曾明确提出了节能减排的目标：到2015年，单位GDP二氧化碳排放降 低17％；单位GDP能耗下降16％；非化石能源占一次能源消费比重提高3.1个百 分点；主要污染物排放总量减少8％到10％。传统的采暖方式受到了极大地考验， 催生了以太阳能、空气能、地热能等清洁能源为代表的新兴采暖市场及热水器 市场的发展。

热泵可高效地将低品位热能（如空气、土壤、水中的热能）转化为高品位热能，节能效果较好，近年来备受人们的关注。在全球能源供应日趋紧张的形势下，空气源热泵凭借其高效节能、环保、安全、舒适、安装便捷等诸多优势，在市场上迅速得到消费者的认可，并发展形成一个节能环保的新兴产业。空气源热泵系统运行存在冬季制热效率低的难题，这是由热泵循环工作特性决定的，冬季蒸发温度低，蒸发压力和冷凝压力压比增大，压缩机耗能随之增加。常规的解决方案有采用电辅助加热、补气增焓压缩机、双级压缩热泵系统等，这些方案有一定的局限性，而太阳能热泵系统为冬季热泵高效运行提供有效解决方案。

我国有着十分丰富的太阳能资源，全国总面积2/3地区的年日照时间超2000h。太阳能资源受气候、地理等环境条件影响，我国寒冷地区大部分区域属于太阳能资源较为丰富的地区，寒冷地区供暖采用太阳能热泵有着得天独厚的优势。但是太阳能具有间断性和不稳定性的缺点，常规太阳能热泵系统蒸发温度在一天之内会产生较大波动，致使热泵系统工况变化很大，极端天气导致压缩机过压保护停机，影响正常生活和工作。

发明内容

为克服上述现有技术的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种蓄热能力强，结构紧凑，热效率高，白天太阳能相变蓄热蒸发器可以充分吸收太阳辐射并将富余能量储存起来供晚上使用，使制冷剂蒸发温度保持在较高水平的相变蓄热式太阳能热泵供热系统。

为实现上述目的，本专利提供了如下技术方案。

本发明提供了一种相变蓄热式太阳能热泵供热系统，所述热泵系统包括太阳能相变蓄热蒸发器、空气能蒸发器、气液分离器、压缩机、储水箱、储液干燥器、节流阀和阀门；所述阀门包括第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门；所述太阳能相变蓄热蒸发器、第三阀门、气液分离器、压缩机、储水箱、储液干燥器、节流阀和第二阀门依次连接形成热泵循环系统；第一阀门的一端连接空气能蒸发器，另一端连接在第二阀门和节流阀之间；第四阀门的一端连接空气能蒸发器，另一端连接在第三阀门和气液分离器之间；

所述末端供热系统包括生活热水终端、分水器、集水器、地暖盘管、水泵、第五阀门、第六阀门、第七阀门、第八阀门和第九阀门；所述集水器、水泵、第六阀门、储水箱、分水器与第七阀门和第八阀门并联后的管路依次串联形成闭环的水循环系统；第九阀门的一端连接储水箱，另一端连接生活热水终端；所述地暖盘管连接在集水器上；第五阀门的一端连接储水箱，另一端连接补水源。

太阳能相变蓄热蒸发器白天吸收的太阳辐射能一部分直接用于制冷剂蒸发，另一部分储存在相变材料中，在夜间作为热泵系统的低位热源，使制冷剂蒸发温度稳定在较高范围。空气能蒸发器与太阳能相变蓄热蒸发器并联，作为太阳能不足时的补充，并联一段与节流阀相连，另一端与压缩机入口相连；储水箱作为热泵系统的冷凝器。

优选地，所述压缩机为变频压缩机。