[实用新型]太阳能光伏光热耦合双冷换热器热泵系统

说明书

本实用新型提供一种太阳能光伏光热耦合双冷换热器热泵系统，包括储热系统、热泵系统、太阳能蓄电逆变系统；热泵系统将双冷换热器作为蒸发器，可同时吸收来自空气和换热流体的热量，实现单一换热器耦合多源供热的设计。在非采暖季，光伏光热模块阵列、储热水箱与水泵联合运行，为建筑供电供热水，同时热泵系统进入制冷模式为建筑供冷。在采暖季，白天时，光伏光热模块阵列除供电外，同时为储热水箱和双冷换热器供热，热泵系统以空气能和太阳能为热源为建筑供暖；夜晚时，热泵系统以空气和储热水箱白天的蓄热为热源继续为建筑供热。本实用新型将光伏供热阵列与双冷换热器热泵相结合，可实现为建筑供电、热水、供冷及供热。

技术领域

本实用新型属于太阳能热泵技术与建筑结合领域，具体涉及光伏光热模块阵列与双冷换热器热泵系统在建筑中的应用。

背景技术

热泵系统是一种可将低位热源的热能转移到高位热源的装置，其可通过四通阀的控制实现蒸发器与冷凝器的转换，达到对建筑供冷或供热的功能。但冬季供热时，由于室外空气温度较低，热泵长时间运行会导致室外蒸发器表面结霜，严重影响系统性能，需经常停机除霜。太阳能可在白天提供高温热源，其与热泵系统的结合可提高系统热源，防止蒸发器结霜，为增加热泵系统能源来源，太阳能与空气能同时被设计成热泵系统的热源，此类系统多采用太阳能换热器与风冷换热器分离作为并联蒸发器，二者根据不同运行环境单独运行或同时运行，此种方案不能及时控制两种换热器内的换热状态，易造成冷媒分液不均，同时，系统不能充分利用太阳能，夜间蒸发器运行依然有结霜的缺点。

实用新型内容

针对现有太阳能热泵系统蒸发换热器分离、冬季蒸发器表面结霜等问题，本实用新型提出了一种太阳能光伏光热耦合双冷换热器热泵系统。该系统采用双冷换热器作为冬季采暖时的蒸发器，利用同一换热器同时吸收来自换热流体和空气的能量，高低温热量混合提升冷媒蒸发温度，减缓或避免表面结霜，同时，储存太阳能，延长太阳能使用时间，提高太阳能利用率。

为实现上述实用新型目的，本实用新型技术方案如下：

一种太阳能光伏光热耦合双冷换热器热泵系统，包括储热系统、热泵系统、太阳能蓄电逆变系统；

储热系统包括作为蓄热体的储热水箱4，其内部设有水箱换热器3，水箱换热器3管道内部设有防冻液，储热水箱4内部和水箱换热器3之间为储热水；

热泵系统包括双冷换热器7、双冷换热器风扇8、设置在室内的风冷换热器11、压缩机9 以及毛细管12，双冷换热器7内部设有双冷换热器冷媒通道7-1、双冷换热器液冷通道7-2、双冷换热器风冷通道7-3，双冷换热器7正对各通道的一面设有双冷换热器风扇8；

水箱换热器3的出口分为第一支路和第二支路，第一支路经第一阀门5连接双冷换热器液冷通道7-2的入口，第二支路不经过双冷换热器7、通过第二阀门6直接连接至双冷换热器液冷通道7-2的出口，双冷换热器液冷通道7-2的出口管路再分为第三支路和第四支路，第三支路经第三阀门13连接光伏光热模块阵列1的入口，光伏光热模块阵列1的出口连接至水泵2的入口，第四支路不经过光伏光热模块阵列1、通过第四阀门14直接连接至水泵2的入口，水泵2的出口连接至水箱换热器3的入口；

双冷换热器冷媒通道7-1出口经过四通阀10后与压缩机9进口相连，压缩机9出口经四通阀10后与风冷换热器11进口相连，风冷换热器11出口经毛细管12后与双冷换热器冷媒通道7-1进口相连，形成一个封闭环路，冷媒在压缩机9的推动下在双冷换热器冷媒通道7-1 内部循环传热；

太阳能蓄电逆变系统包括光伏光热模块阵列1、太阳能蓄电池15、太阳能逆变系统16，光伏光热模块阵列1和太阳能蓄电池15连接，太阳能蓄电池15和太阳能逆变系统16连接，太阳能逆变系统16连接至用户端17。

作为优选方式，双冷换热器冷媒通道7-1的直径大于双冷换热器液冷通道7-2，双冷换热器冷媒通道7-1套于双冷换热器液冷通道7-2的外侧，相邻的双冷换热器冷媒通道7-1外壁之间设有间隙，所述间隙形成双冷换热器风冷通道7-3。