[发明专利]一种太阳能辅助空气源热泵三联供系统

说明书

本发明涉及一种太阳能辅助空气源热泵三联供系统，包括空气源热泵热水器系统、光伏发电发热一体系统，两系统分别有各自独立的加热生活热水的工质环路，通过高温储热水罐将两系统连接在环路中，通过制冷剂实现热量交换。还包括空气处理装置，利用空气源热泵系统对新风温度进行调控，系统既可以独立供热水，又可以联合太阳能进行供电供热水并且进行空气处理，实现了更合理的能量转移控制方式，可以大大节约能源。本发明从整体系统的设计层面上设计了完整的供生活热水、供电的空气调节系统。提供了解决冬季蒸发器结霜时热泵性能衰减的问题的方法，提高了热水水温的稳定性，确保空气源热泵热水器在寒冷天气下连续长时间正常运行。

技术领域

本发明涉及空气源热泵技术领域，尤其是一种太阳能辅助空气源热泵三联供系统。

背景技术

公共建筑中，存在着巨大的建筑能源消耗，其中生活热水和空气调节两项需求在建筑能耗中占据着最大的比例。为了节省能源，市场上常采用空气源热泵的形式进行供热，通过从室外空气取热，实现对电能的高效利用，达到节能环保的目的。但是市场上大多数空气源热泵机组只能实现单独制冷、单独制热、制冷和制热等功能，并不具备连续制取热水的同时对室内空气进行处理的功能。若设置独立的新风系统，则需要增加一套空调系统，不仅增加初投资，而且需要设置专门的新风机房，并预留风管布置空间。再者，在南方地区潮湿的季节，不加控制和处理的新风大量进入室内，会加重室内的回潮发霉现象。

而且空气源热泵在冬季运行时，存在着一系列的问题，一是单一热源热泵的经济性能系数降低。随着环境温度的降低，压缩机的压比不断增加，系统的性能系数COP急剧下降。二是空气源热泵在冬季运行时，蒸发器表面温度较低，空气流经蒸发器盘管时水分析出形成霜层，如果不能及时除去这些霜层将严重影响蒸发器的换热效果，甚至发生停机，严重影响供热的稳定性及机器能效，导致冬季供热不足。

针对第一个问题，可采用太阳能可作为辅助能源，通过对太阳能系统进行合理有效的配置，降低冬季采暖随着空气源热泵在严寒冬季供暖或者供热水时受室外空气温度、相对湿度的影响。但是太阳能集热器供热能力受日辐射照强度影响明显，具有间歇性、不稳定的缺陷；针对第二个问题目前常用的除霜方案有以下几种：(1)电热除霜方式，采用高品质的辅助电源来进行化霜能源利用率极低，不利于节能与环保；(2)逆循环除霜方式，热泵在除霜运行时，室外换热器需从冷凝器切换为蒸发器，室内换热器从蒸发器切换为冷凝器，从建筑物内部吸取热量，严重影响供热效果；(3)热气旁通方式，除霜能量来自压缩机的高温排气，降低了向室内供热量，且除霜时间长，吸气过热度低，同时高温排气压力高，对压缩机产生一定的冲击，危害压缩机的安全。

发明内容

本发明提供了一种太阳能辅助空气源热泵三联供系统，通过光伏发电发热一体系统与空气源热泵热水器系统有机结合，组成空气源热泵辅助太阳能供暖系统，既降低冬季采暖随着空气源热泵在严寒冬季供暖或者供热水时受室外空气温度、相对湿度的影响，延长了太阳能供暖系统的使用时间，弥补了空气源热泵在供暖严寒期制热效率下降的不足，又克服了太阳能集热器供热能力受日辐射照强度影响明显、间歇性、不稳定的缺陷。

本发明采用的技术方案如下：

一种太阳能辅助空气源热泵三联供系统，包括：

空气源热泵热水器系统，包括构成制冷剂循环回路的压缩机、水冷冷凝器、四通换向阀、第一换热器和室外换热器，以及储热水箱；所述四通换向阀切换制冷剂流向，使第一换热器和室外换热器实现蒸发器、过冷器功能切换，满足不同季节的换热需求；所述水冷冷凝器的水侧管路与所述储热水箱连接为其提供热水；所述室外换热器设置有与所述储热水箱连接的水侧管路，以满足冬季环境下的室外换热器制冷剂侧管路的除霜要求；

空气处理装置，包括用于向室内供应新风的空气流道，其内设置有换热盘管和制热盘管；所述换热盘管与所述第一换热器的水侧管路连接进行热交换；所述储热水箱与所述制热盘管连接为其提供热量；

光伏发电发热一体系统，包括光伏板、与光伏板连接的蓄电装置、与光伏板换热后与所述储热水箱连接的供热水路。