[发明专利]一种利用潜热蓄能的压缩式热泵装置

说明书

本发明公开一种利用潜热蓄能的压缩式热泵装置，包括制热单元和蓄热单元，所述制热单元包括空气换热器、四通换向阀、压缩机装置、冷凝器Ⅰ和蒸发冷凝器；所述空气换热器在释能工况用于将其内部通入的气液两相态制冷剂工质，通过吸收室外环境中空气能而汽化成低压气态制冷剂，所述空气换热器在蓄能工况用于将其内部通入的气态制冷剂工质，通过向空气中释放冷凝热而液化为高压液态制冷剂；所述压缩机装置包括中压压缩段和高压压缩段，本装置通过将夜间电力低谷电能转化为潜能储存同时可实现夜间向用户供热，在用电高峰期提供用户所需热量，实现电力移峰填谷。

技术领域

本发明属于压缩式热泵装置技术领域，具体涉及一种利用潜热蓄能的压缩式热泵装置。

背景技术

蓄能技术作为一种能量储存的方式，与空气源及其它低温热泵方式相结合，能够进一步提高热泵在低温环境下的稳定性，解决热需求与热供给的不平衡问题，可进行电力调峰并实现移峰填谷。空气源热泵具有安装灵活，初投资较低等特点，与传统供热方式相比又具有节能等优势，因此得以广泛应用。我国空气源热泵产业起步较晚，上世纪50年代天津大学的学者开始研究热泵；上世纪60年代我国把热泵技术应用在暖通空调领域；上世纪70年代末期爆发能源危机，热泵空调的发展和应用机遇来临；上世纪80年代初至90年代末我国暖通空调行业出现热泵热。近年来，虽然空气源热泵的优势明显且应用广泛，但传统的空气源热泵具有结霜、空气温度不能过低等缺点，故导致了空气源热泵无法发挥节能的优势，寒冷地区过低的室外温度，将使空气源热泵机组的压缩比过大，机组无法正常运行。为了弥补空气源热泵的缺点，采用蓄能技术对空气源热泵进行改造，能够提高低温下空气源热泵的供热效率，在“煤改电”的大背景下，具有较好的节能效果。

蓄能技术作为一种将热量储存集中并加以利用的技术，能够提高能量利用效率，尤其在太阳能利用、工业余热收集以及空调余热回收方面有广阔的应用前景。目前的蓄热方式主要有三种：显热蓄热、相变蓄热和热化学反应蓄热。显热蓄热方式是通过升高蓄热材料的温度来实现蓄热过程，这种方式储存的热能密度主要与蓄能材料的温度和热容量有关。通常情况下显热蓄热蓄能的密度较小，往往需要较大的蓄能容积来满足需求。相变蓄热利用蓄热材料的相变过程来实现热量的释放和储存。由于蓄能材料的相变潜热大于显热，所以相变蓄热的热能密度要明显高于显热蓄热。热化学反应蓄热则通过可逆热化学反应以达到蓄热的目的。这种蓄能方式储存的热能密度通常要高于另外两种蓄能方式，但目前研究较少，还未进行商业应用。

目前空气源热泵利用蓄能技术主要用于除霜和电力调峰，而利用蓄能技术进行热力供应，尤其是较大规模供热实例较少，需要进一步对蓄能型空气源热泵系统进行优化。显热蓄热研究比较充分，但该种蓄能方式存在蓄能装置体积过大，蓄能密度较低的缺点，与空气源热泵系统的使用方便灵活，占地面积小的特点相矛盾；而利用相变材料进行相变蓄热能够弥补前者的缺点，但存在材料相变温度与中间水环路温度的匹配、不同蓄能罐的结构对充能与蓄能的影响等问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术上存在的问题，提供一种利用潜热蓄能的压缩式热泵装置，本装置通过将夜间电力低谷电能转化为潜能储存同时可实现夜间向用户供热，在用电高峰期提供用户所需热量，实现电力移峰填谷，双源双温冷凝器设计流程实现压缩机梯级压缩和冷凝器按冷凝温度梯级散热，有助于降低储能过程中压缩机的能耗。