一种热回收型太阳能热泵三联供复合系统的制作方法

本实用新型涉及太阳能热泵技术领域，尤其是一种热回收型太阳能热泵三联供复合系统。

背景技术：

制冷并非简单的降温过程，在制冷的过程中通过消耗一定的外界能量（如电能、热能、太阳能等），将热量转移。目前绝大部分的空调设计，在冷媒在经过冷凝器时液化放热，这部分热量不但没有利用，还要消耗水泵及风机动力，把热量带走，造成了能源的浪费；另外，太阳能一般用于制热水，但是在光照条件好的情况下，太阳能蓄热水箱的水温远远超过生活用水的热水温度，太阳能有多余的热量没有被利用，造成能量利用率低，制冷能耗高。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足，提供一种提高能源利用率，节约制冷、制热能耗的热回收型太阳能热泵三联供复合系统。

本实用新型所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，本实用新型是一种热回收型太阳能热泵三联供复合系统，包括太阳能供热模块、热泵冷暖机组和室内末端；所述热泵冷暖机组的输入侧设有热回收进口和热回收出口，热泵冷暖机组的输出侧设有换热进口和换热出口，所述室内末端设有冷热水进口和冷热水出口，其特点是，

包括水箱，所述水箱内装有隔热板，隔热板将水箱的内腔分隔为位于上方的热水室和位于下方的冷水室，在隔热板上装有由冷水室通向热水室的单向阀；

在水箱的热水室内装有水换热盘管；水箱的热水室设有太阳能换热进、出口，水箱的太阳能换热进、出口均通过太阳能加热管路和太阳能供热模块相连通构成太阳能供热水回路；在太阳能加热管路上连接有第一循环水泵；

水箱的冷水室设有冷水出口和热水进口；水箱的冷水出口通过热回收进水管路和热泵冷暖机组输入侧的热回收进口相接，水箱的热水进口通过热回收出水管路和热泵冷暖机组输入侧的热回收出口相接；在热回收进水管路上连接有第二循环水泵；

水箱的热水室设有供生活用水的热水接口，水箱的冷水室设有供生活用水的冷水接口；

所述室内末端的冷热水出口通过冷热输出管路和热泵冷暖机组输出侧的换热进口相接，室内末端的冷热水进口通过冷热输入管路和热泵冷暖机组输出侧的换热出口相接；在冷热输入管路上装有并联设置的电磁阀和第三循环水泵；

在冷热输入管路上装有三通阀ⅰ，在冷热输出管路上装有三通阀ⅱ；所述水换热盘管的一端通过穿过水箱侧壁的热水支路和三通阀ⅰ的一个端口相接，加热盘管的另一端通过穿过水箱侧壁的冷水支路和三通阀ⅱ的一个端口相接；在热泵冷暖机组和三通阀ⅱ之间的冷热输出管路上连接有第四循环水泵。

本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，以上所述的热回收型太阳能热泵三联供复合系统中：所述室内末端包括地暖系统和风机盘管系统，所述冷热输入管路分设有与地暖系统连接的地暖热水管和与风机盘管系统连接的风机热水管，在地暖热水管和风机热水管上均设有开关阀，所述地暖系统、风机盘管系统分别通过地暖冷水管、风机冷水管并联接入冷热输出管路上。

本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，以上所述的热回收型太阳能热泵三联供复合系统中：在靠近室内末端的冷热输出管路上连接有缓冲水箱。

本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，以上所述的热回收型太阳能热泵三联供复合系统中：在热泵冷暖机组和三通阀ⅰ之间的冷热输出管路上连接有膨胀罐。

本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，以上所述的热回收型太阳能热泵三联供复合系统中：所述第一、第二、第三和第四循环水泵均选用单向泵。

本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，以上所述的热回收型太阳能热泵三联供复合系统中：所述太阳能供热模块选用真空集热管。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

通过在水箱内设置隔热板，将水箱分隔为冷、热水室，方便冷热水区分使用；在隔热板上设置单向阀，冷水室可以向热水室补充预热过的水，提高换热效率；单向阀和隔热板配合能够减少热水室内热量的损失；

通过将水箱的冷水室与热泵冷暖机组的输入侧相接，使热泵在制冷时产生的热量能够被冷水换热回收，将冷水预热后供给热水室，提高制热水的效率；冷水与热泵冷暖机组的输入侧换热，实现单向能耗，制冷和制热水的双向输出，大大提高了热泵冷暖机组的换热效率和能源利用率，节约了制冷能耗；

热泵冷暖机组的输出侧与室内末端相接构成制冷制热回路外，通过冷、热水支路与水箱热水室中的水换热盘管的两端相接，并通过三通阀换向控制，实现热泵冷暖机组制热水，使太阳光照强度不够的情况下能够启动热泵加热，满足生活用水；同时，能在太阳光照强度足够的情况下，不启动热泵冷暖机组，只通过水箱热水室的热水对室内末端进行制热，大大提高了太阳能的利用率，减少了制热能耗；

本实用新型巧妙且充分的回收和利用热泵冷暖机组制冷产生的热量及太阳能的热量，实现制热水、制冷、制热三种功能联合一体供应的系统，使用方便，能耗低，大大节约了用户生活成本。

附图说明

图1为本实用新型的一种结构示意图;

图2为本实用新型的管路结构示意图；

图3为水箱结构示意图。

图中：1.太阳能供热模块，2.热泵冷暖机组，201.输入侧，202.输出侧，3.室内末端，301.地暖系统，302.风机盘管系统，4.水箱，401.隔热板，402.热水室，403.冷水室，404.单向阀，405.水换热盘管，5.第一循环水泵，6.第二循环水泵，7.电磁阀，8.第三循环水泵，9.三通阀ⅰ，10.三通阀ⅱ，11.第四循环水泵，12.缓冲水箱，13.膨胀罐；a.太阳能加热管路，b.热回收进水管路，c.热回收出水管路，d.冷热输出管路，e.冷热输入管路，f.热水支路，g.冷水支路。

具体实施方式

以下进一步描述本实用新型的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本实用新型，而不构成对其权利的限制。

实施例1，参照图1，结合图2、图3，一种热回收型太阳能热泵三联供复合系统，包括太阳能供热模块1、热泵冷暖机组2和室内末端3；所述热泵冷暖机组2的输入侧201设有热回收进口和热回收出口，热泵冷暖机组2的输出侧202设有换热进口和换热出口，所述室内末端3设有冷热水进口和冷热水出口，包括水箱4，所述水箱4内装有隔热板401，隔热板401将水箱4的内腔分隔为位于上方的热水室402和位于下方的冷水室403，在隔热板401上装有由冷水室403通向热水室402的单向阀404；

在水箱4的热水室402内装有水换热盘管405；水箱4的热水室402设有太阳能换热进、出口，水箱4的太阳能换热进、出口均通过太阳能加热管路a和太阳能供热模块1相连通构成太阳能供热水回路；在太阳能加热管路a上连接有第一循环水泵5；

水箱4的冷水室403设有冷水出口和热水进口；水箱4的冷水出口通过热回收进水管路b和热泵冷暖机组2输入侧201的热回收进口相接，水箱4的热水进口通过热回收出水管路c和热泵冷暖机组2输入侧201的热回收出口相接；在热回收进水管路b上连接有第二循环水泵6；

水箱4的热水室402设有供生活用水的热水接口，水箱4的冷水室403设有供生活用水的冷水接口；

所述室内末端3的冷热水出口通过冷热输出管路d和热泵冷暖机组2输出侧202的换热进口相接，室内末端3的冷热水进口通过冷热输入管路e和热泵冷暖机组2输出侧202的换热出口相接；在冷热输入管路e上装有并联设置的电磁阀7和第三循环水泵8；

在冷热输入管路e上装有三通阀ⅰ9，在冷热输出管路d上装有三通阀ⅱ10；所述水换热盘管405的一端通过穿过水箱4侧壁的热水支路f和三通阀ⅰ9的一个端口相接，加热盘管的另一端通过穿过水箱4侧壁的冷水支路g和三通阀ⅱ10的一个端口相接；在热泵冷暖机组2和三通阀ⅱ10之间的冷热输出管路d上连接有第四循环水泵11。

所述室内末端3包括地暖系统301和风机盘管系统302，所述冷热输入管路e分设有与地暖系统301连接的地暖热水管和与风机盘管系统302连接的风机热水管，在地暖热水管和风机热水管上均设有开关阀，所述地暖系统301、风机盘管系统302分别通过地暖冷水管、风机冷水管并联接入冷热输出管路d上。

在靠近室内末端3的冷热输出管路d上连接有缓冲水箱12。

在热泵冷暖机组2和三通阀ⅰ9之间的冷热输出管路d上连接有膨胀罐13。

所述第一、第二、第三和第四循环水泵11均选用单向泵。

所述太阳能供热模块1选用真空集热管。

工作原理：

（1）制冷模式：热泵制取冷水供给室内末端3进行制冷，三通阀ⅰ9、ⅱ水箱4侧关闭，第四循环水泵11开启，电磁阀7开启，第三循环水泵8关闭，自来水从热泵冷暖机组2输出侧202的换热进口进去，经过热泵冷暖机组2换热制冷后由热泵冷暖机组2输出侧202的换热出口出来，供给室内末端3进行制冷。

运行回路为：冷热输出管路d→热泵冷暖机组2输出侧202的换热进口→热泵冷暖机组2输出侧202的换热出口→冷热输入管路e→电磁阀7→室内末端3→缓冲水箱12→冷热输出管路d→热泵冷暖机组2输出侧202的换热进口。

（2）制冷热回收：制冷模式下，开启第二循环水泵6，将水箱4冷水室403的水通过热回收进、出水管与热泵冷暖机组2制冷时外排的热量回收，换热后的冷水再送回冷水室403，由单向阀404供给热水室402，对冷水室403内的水进行预热，同时提高风冷翅片换热器的换热效率，提高制冷能效。

运行回路为：水箱4冷水室403→热回收进水管路b→热泵冷暖机组2输入侧201的热回收进口→热泵冷暖机组2输入侧201的热回收出口→热回收出水管路c→水箱4冷水室403。

（3）制热模式：

①太阳能制热

光照条件好的情况下，太阳能吸收热量储存到水箱4的热水室402，水箱4内水温升高并与水换热盘管405换热，通过热水支路f输出，三通阀ⅰ9、ⅱ热泵冷暖机组2一侧关闭，电磁阀7关闭，第四循环水泵11关闭，第三循环水泵8打开，热水可供给室内末端3进行制热，由冷水支路g回到水箱4热水室402的水换热盘管405进行循环。

运行回路为：水箱4热水室402的水换热盘管405→热水支路f→第三循环水泵8→冷热输入管路e→室内末端3→缓冲水箱12→冷水支路g→水箱4热水室402的水换热盘管405。

②热泵冷暖机组2制热

光照条件差的情况下，水箱4内水温低，第四循环水泵11打开，三通阀ⅰ9、ⅱ水箱4侧关闭，电磁阀7打开，热泵系统制热水供给室内末端3进行制热。

运行回路为：冷热输出管路d→热泵冷暖机组2输出侧202的换热进口→热泵冷暖机组2输出侧202的换热出口→冷热输入管路e→电磁阀7→室内末端3→缓冲水箱12→冷热输出管路d→热泵冷暖机组2输出侧202的换热进口。

（4）热水模式

①太阳能制热

光照条件好的情况下，打开第一循环水泵5，太阳能供热模块1吸收热量，通过太阳能加热管路a对水加热，能量存储到水箱4的热水室402内，通过热水接口供给生活用水。

②热泵冷暖机组2制热水

光照条件差的情况下，水箱4内水温低，第四循环水泵11打开，三通阀ⅰ9、ⅱ水箱4侧开启，由热泵制热水供给水箱4的热水室402。

水箱4热水室402的水换热盘管405→冷水支路g→三通阀ⅱ10→热泵冷暖机组2输出侧202的换热进口→热泵冷暖机组2输出侧202的换热出口→三通阀ⅰ9→热水支路f→水箱4热水室402的水换热盘管405。

（5）制冷+制热水模式：制冷模式下水箱4热水室402内水温低于设定值，热泵冷暖机组2暂停制冷，切换到热水模式，优先将水箱4热水加热至设定温度，后恢复制冷。

（6）制热+制热水模式：制热模式下热泵开启，为室内末端3提供热水采暖，水箱4热水室402内水温低于设定值，采暖回路暂时关闭，切换到热水模式，优先将水箱4热水加热至设定温度，后恢复制冷。

控制逻辑：

热水设定值为t1，生活热水实际温度为t2，太阳能供热模块1温度为t3，

（1）太阳能制热水模式中，t3≧t2+4℃，第一循环水泵5打开；t2=t3，第一循环水泵5关闭；

（2）制冷+制热水模式下，t2≤t1-10℃时，热泵冷暖机组2暂停制冷，运行模式由制冷切换至制热水模式，同时电动三通阀ⅰ9、三通阀ⅱ10切换至水箱4侧连通，对水箱4进行加热；t2=t1时，热泵冷暖机组2停止制冷，热泵冷暖机组2切换回制冷模式，三通阀ⅰ9、三通阀ⅱ10切换回室内末端3侧连通，继续为室内末端3制冷；

（3）制热+制热水模式下，优先保证热水，无论采暖末端系统是否使用，三通阀ⅰ9、三通阀ⅱ10切换至水箱4侧连通，由热泵冷暖机组2对水箱4进行加热；t2=t1时，三通阀ⅰ9、三通阀ⅱ10切换回室内末端3侧连通，继续为室内末端3采暖。