利用风能、太阳能为空气源热泵供电的供暖、供冷系统的制作方法

技术领域：

本实用新型涉及节能技术领域，具体涉及利用风能、太阳能为空气源热泵供电的供暖、供冷系统。

背景技术：
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在当前能源供应趋紧、环境保护要求不断提高的形势下，人们在不断地寻求既节能又环保的新能源，空气源热泵以空气中的能量作为主要能源，减少传统化石能源采暖给大气环境带来的大量污染物排放，保证采暖功效的同时实现节能环保，因而空气源热泵得到了广泛的使用，空气源热泵系统中的循环介质经过压缩液化与膨胀汽化的过程，在采暖期，循环介质将室外空气中的热量吸收，再将热量释放到与供热系统中的循环介质，使供热系统中的循环介质温度升高，实现循环介质对室内进行供暖。

现有的空气源热泵供暖项目的电力供应主要依靠电网，我国严寒地区采暖期室外温度较低，空气源热泵供热系统的运行功率及耗电量较大，供暖用电费用较高。用户使用空气源热泵供暖与传统燃煤锅炉供暖相比较，经济性较差，导致空气源热泵供暖在北方严寒地区的推广难度大，用户进行清洁供暖改造的积极性低。

技术实现要素：
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本实用新型的目的在于提供一种依靠太阳能、风能供暖，也可以实现制冷的利用风能、太阳能为空气源热泵供电的供暖、供冷系统。

本实用新型由如下技术方案实施：利用风能、太阳能为空气源热泵供电的供暖、供冷系统，其包括有配电网、风能发电装置、太阳能发电装置、空气源热泵系统、供热系统、供冷系统，所述风能发电装置的输出端与变压器的输入端电连接，所述变压器的输出端与单向电表的输入端电连接，所述太阳能发电装置的输出端与逆变器的输入端电连接，所述逆变器的输出端与并网配电箱的输入端电连接，所述并网配电箱的输出端与所述单向电表的输入端电连接，所述单向电表的输出端与双向电表的输入端电连接，所述双向电表的输出端分别与所述配电网、电控柜电连接，所述电控柜分别与所述空气源热泵系统、所述供热系统、所述供冷系统中的设备电连接，所述空气源热泵系统中的第二换热器的循环水管道出口通过第一换向阀分别与所述供热系统、所述供冷系统的入口管线连接，所述供热系统、所述供冷系统的出口通过第二换向阀与所述第二换热器的循环水管道入口管线连接。

进一步的，所述空气源热泵系统中压缩机、四通阀、所述第二换热器的循环介质管道、节流阀、第一换热器通过管道依次连接，所述压缩机、所述四通阀、所述节流阀与所述电控柜的输出端电连接。

进一步的，所述供热系统中包括有管道加热器、储热水罐、第一单向阀、供热循环泵、取暖设备、第二单向阀、加热循环泵，所述管道加热器与所述第一换向阀的出口管线连接，所述管道加热器的出口与所述储热水罐的供热区入口管线连接，所述储热水罐的供热区出口通过所述第一单向阀与所述供热循环泵的入口管线连接，所述供热循环泵的出口与所述取暖设备的入口管线连接，所述取暖设备的出口通过所述第二单向阀与所述储热水罐的回水区入口管线连接，所述储热水罐的回水区出口与所述加热循环泵的入口管线连接，所述加热循环泵的出口与所述第二换向阀管线连接，所述供热循环泵、所述加热循环泵与所述电控柜的输出端电连接。

进一步的，所述供冷系统中包括有制冷循环泵、蓄冷水箱、供冷循环泵、第三单向阀、第四单向阀、取冷设备，所述制冷循环泵的入口与所述第一换向阀的出口管线连接，所述制冷循环泵的出口与蓄冷水箱的供冷区入口管线连接，所述蓄冷水箱的供冷区出口与所述供冷循环泵的入口管线连接，所述供冷循环泵的出口通过所述第三单向阀与所述取冷设备的入口管线连接，所述取冷设备的出口通过所述第四单向阀与蓄冷水箱的回水区入口管线连接，所述蓄冷水箱的回水区出口与所述第二换向阀管线连接，所述制冷循环泵、所述供冷循环泵与所述电控柜的输出端电连接。

本实用新型的优点：1、将风能和太阳能发电技术与空气源热泵供暖、供冷技术相结合，有效利用北方地区丰富风能资源、太阳能资源，就地取材，基本实现电力自给自足，解决了传统空气源热泵供热系统低温条件下运行购电量大，尤其在我国严寒地区冬季采暖期运行成本高、经济性差的问题，还可实现零排放，减少煤炭、天然气等化石能源的消耗，促进地区清洁供暖目标的实现，有利于新型清洁供暖方式的推广和普及；2、对供热系统进行改良，管道加热器对供热系统中的循环水进一步加热，保证循环水温度恒定；3、储热水罐可以使供热系统中具有承压能力，保证供热系统的循环水传输的动力，储热水罐具有蓄热功能，既可以充分储存和利用风能、太阳能，还可以提高供暖响应速度，实现较好的供暖效果；4、对空气源热泵系统进行改造，为避免系统非采暖期造成闲置浪费，平行增设供冷系统，将采暖期和非采暖期无缝衔接，实现双模式运行，改善其功能单一的弊端，使其兼具“供暖+供冷”两项功能、提高系统利用率，还可扩展使用范围，实现用户多元化、广泛化，使系统更加实用，应用范围更为广阔。

附图说明：

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为该实用新型的具体的结构示意图。

图中：配电网1、风能发电装置2、太阳能发电装置3、空气源热泵系统4、供热系统5、供冷系统6、变压器7、单向电表8、逆变器9、并网配电箱10、双向电表11、电控柜12、第二换热器13、第一换向阀14、第二换向阀15、压缩机16、四通阀17、节流阀18、第一换热器19、管道加热器20、第一单向阀21、供热循环泵22、取暖设备23、第二单向阀24、加热循环泵25、储热水罐的供热区26、储热水罐的回水区27、制冷循环泵28、供冷循环泵29、第三单向阀30、第四单向阀31、取冷设备32、蓄冷水箱的供冷区33、蓄冷水箱的回水区34。

具体实施方式：

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示的，利用风能、太阳能为空气源热泵供电的供暖、供冷系统，其包括有配电网1、风能发电装置2、太阳能发电装置3、空气源热泵系统4、供热系统5、供冷系统6，风能发电装置2的输出端与变压器7的输入端电连接，变压器7的输出端与单向电表8的输入端电连接，太阳能发电装置3的输出端与逆变器9的输入端电连接，逆变器9的输出端与并网配电箱10的输入端电连接，并网配电箱10的输出端与单向电表8的输入端电连接，夜间主要依靠风能发电设备2进行发电，白天主要通过太阳能发电装置3进行发电，辅助以风能发电设备2进行发电，单向电表8用来测量风能发电装置2、太阳能发电装置3的发电量，方便实时控制空气源热泵系统4、供热系统5、供冷系统6的供电方式，当单向电表8显示的供电量不足时，市网通过配电网1对空气源热泵系统4、供热系统5、供冷系统6的电量进行补充，当单向电表8显示的供电量盈余时，将太阳能产生的多余电量通过配电网1输送到市网，作为配电网1电量的补给，单向电表8的输出端与双向电表11的输入端电连接，双向电表11用以记录进入配电网1的电量和配电网1输出的电量，双向电表11的输出端分别与配电网1、电控柜12电连接，电控柜12分别与空气源热泵系统4、供热系统5、供冷系统6中的设备电连接，电控柜12可以实现空气源热泵系统4、供热系统5、供冷系统6中的设备的电源开关，空气源热泵系统4中的第二换热器13的循环水管道出口通过第一换向阀14分别与供热系统5、供冷系统6的入口管线连接，供热系统5、供冷系统6的出口通过第二换向阀15与第二换热器13的循环水管道入口管线连接。

空气源热泵系统4中压缩机16、四通阀17、第二换热器13的循环介质管道、节流阀18、第一换热器19通过管道依次连接，空气源热泵系统4为常规系统，该实施例中空气源热泵系统4中的循环介质为r410a冷媒，通过循环介质从户外的空气中吸热、或者放热，压缩机16、四通阀17、节流阀18与电控柜12的输出端电连接，电控柜12对压缩机16提供电量，对四通阀17、节流阀18的开关进行常规控制。

供热系统5中包括有管道加热器20、储热水罐、第一单向阀21、供热循环泵22、取暖设备23、第二单向阀24、加热循环泵25，管道加热器20与第一换向阀14的出口管线连接，管道加热器20对管道内的循环水进行加热，实现对供热系统5中循环水的进一步加热，保证循环水温度恒定，管道加热器20的出口与储热水罐的供热区26入口管线连接，储热水罐的供热区26出口通过第一单向阀21与供热循环泵22的入口管线连接，供热循环泵22的出口与取暖设备23的入口管线连接，取暖设备23的出口通过第二单向阀24与储热水罐的回水区27入口管线连接，储热水罐的回水区27出口与加热循环泵25的入口管线连接，加热循环泵25的出口与第二换向阀15管线连接，储热水罐为带有承压功能的储热水罐，保证供热系统5中循环水的传输动力，储热水罐内部形成斜温层，使储热水罐的供热区26和储热水罐的回水区27有效分离，供热循环泵22、加热循环泵25与电控柜12的输出端电连接，电控柜12控制供热循环泵22、加热循环泵25电源开关。

供冷系统6中包括有制冷循环泵28、蓄冷水箱、供冷循环泵29、第三单向阀30、第四单向阀31、取冷设备32，制冷循环泵28的入口与第一换向阀14的出口管线连接，制冷循环泵28的出口与蓄冷水箱的供冷区33入口管线连接，蓄冷水箱的供冷区33出口与供冷循环泵29的入口管线连接，供冷循环泵29的出口通过第三单向阀30与取冷设备32的入口管线连接，取冷设备32的出口通过第四单向阀31与蓄冷水箱的回水区34入口管线连接，蓄冷水箱的回水区34出口与第二换向阀15管线连接，蓄冷水箱与储热水箱的结构和功能一致，制冷循环泵28、供冷循环泵29与电控柜12的输出端电连接，电控柜12控制制冷循环泵28、供冷循环泵29的电源开关。

该实施例的具体的操作过程：

1、根据单向电表8显示的电量，通过配电网1对市网进入系统的电量进行调整，或者对风能、太阳能盈余的电量通过配电网1输送到市网，使双向电表11输出的电量满足空气源热泵系统4、供热系统5、供冷系统6的电量要求值；

2、供热阶段：通过电控柜12将供热循环泵22、加热循环泵25、四通阀17、节流阀18、压缩机16的开关打开，通过第一换向阀14、第二换向阀15将空气源热泵系统4与供热系统5导通，且与供冷系统6断开，通过四通阀17使循环介质在空气源热泵系统4中的流向为逆时针循环，经压缩机16压缩后的高压的循环介质进入第二换热器13中，在供热阶段第二换热器13相当于冷凝器，循环介质在第二换热器13中将热量释放到循环水中，加热后的循环水进入取暖设备23，对室内空气进行加热，放热后的循环介质经过节流阀18后进入第一换热器19，供热阶段的第一换热器19相当于蒸发器，循环介质在第一换热器19吸收空气中的热量，温度升高后的循环介质进入压缩机16，再进行下一次循环，供热阶段结束后，通过电控柜12将供热循环泵22、加热循环泵25、四通阀17、节流阀18、压缩机16的开关断开，将第一换向阀14、第二换向阀15关闭；

3、供冷阶段：通过电控柜12将供冷循环泵29、四通阀17、制冷循环泵28、节流阀18、压缩机16的开关打开，通过第一换向阀14、第二换向阀15将空气源热泵系统4与供冷系统6导通，且与供热系统5断开，通过四通阀17使循环介质在空气源热泵系统4中的流向为顺时针循环，经压缩机16压缩后的高压的循环介质进入第一换热器19，在供冷阶段的第一换热器19相当于冷凝器，循环介质在第一换热器19中放热，经过节流阀18的节流后使循环介质的压力迅速下降并进入第二换热器13，第二换热器13在供冷系统6中相当于蒸发器，循环介质在第二换热器13中吸收循环水中的热量并发生汽化，使温度降低后的循环水进入取冷设备32，对室内进行降温，温度升高的循环介质进入压缩机16，再进行下一次循环，供冷阶段结束后，通过电控柜12将供冷循环泵29、四通阀17、制冷循环泵28、节流阀18、压缩机16的开关断开，将第一换向阀14、第二换向阀15关闭。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。