一种基于空气源热泵的蓄供能系统

文档序号:29565284发布日期:2022-04-09 02:14阅读:81来源:国知局
一种基于空气源热泵的蓄供能系统

1.本发明涉及供热制冷储能系统技术领域,尤其涉及一种基于空气源热泵的蓄供能系统。


背景技术:

2.空气能作为一种重要的清洁能源形式,配合蓄热装置进行谷电蓄热,可以有效地降低采暖系统与制冷系统的运行费用。
3.目前与电采暖相匹配的加热模式为电加热,储能装置为水蓄热、相变蓄热和固体蓄热等。在实际应用中,电加热对电能转化成热能的转化效率低,是对电能的一种浪费,但采用空气源热泵,可以利用电能使热量从低位热源空气流向高位热源的节能装置。现有空气源热泵在低温环境下运行时,存在着制热能力急剧降低以及压缩机排气温度过高等问题;同时,当环境温度低于0℃时,室外换热装置表面将会出现大面积结霜现象,导致室外换热设备的换热性能下降,并对热泵装置的综合制热性能产生较大的影响。对于空气源热泵的除霜,目前主要位逆向除霜和热气旁通除霜两种热气除霜方法。对于双级热泵压缩系统而言,采用逆向除霜,系统除霜前后的高压级、中间级和低压级压力变化加大,导致系统重新恢复平稳的运行周期较长,同时因系统结构特性,除霜过程的系统稳定性较差,故逆向除霜难以应用于双级压缩系统;对于热气旁通除霜,双级热泵压缩热泵系统通常采用高压级排气旁通除霜,此方法除霜过程不仅对室内温度及人体热舒适性产生影响,且系统制热性能系数较低;同时除霜过程中,系统高、低压压缩机难以进行合理的容量调节。此外,当系统除霜结束时,除霜循环旁通回路中的制冷剂从室外换热装置直接流入低压缩机吸气口,因制冷剂温度较低,且处于两相或过冷的状态,导致大量液态制冷剂进入压缩机,对压缩机产生较大的损害。另外,储能装置采用水蓄热结构简单、造价低,与传统采系统最为匹配,但单位蓄热量所需的面积大,水箱内往往温度分布不均导致实际蓄热量不足,热量无法充分释放。固体蓄热利用高温耐火砖的大温差显热热量,占地面积小,但存在换热过程多导致蓄放热效率低、蓄热温度与电压等级导致高危险性较大、一次投入与维护成本高。


技术实现要素:

4.为此,本发明提供一种基于空气源热泵的蓄供能系统,用以克服现有技术中存在换热过程多导致蓄放热效率低、蓄热温度与电压等级导致高危险性较大、一次投入与维护成本高的问题。
5.为实现上述目的,本发明提供一种基于空气源热泵的蓄供能系统,包括:
6.双级压缩空气源热泵模块,其内设置有室外换热器、系统换热器和压缩单元,所述压缩单元用以对注入的制冷剂至少两次压缩,所述室外换热器与压缩单元连接,用以对压缩后的制冷剂进行散热或吸热,系统换热器;
7.储能模块,其与所述双级压缩空气源热泵模块的输出端连接,用以对所述双级压缩空气源热泵模块产生的能量进行存储;
8.电磁加热模块,电磁加热模块包括电磁加热器,电磁加热器与所述系统换热器连接,用以对系统电磁加热模块换热器内的制冷剂进行再次加热;
9.温度检测模块,其包括若干温度计,分别设置在所述双级压缩空气源热泵模块以及储能模块的管路输入端、输出端或者阀的输入端、输出端;
10.显示控制模块,用以根据所述温度检测模块检测的数据对相应的装置进行调节并显示;
11.在系统开始预供暖时,所述显示控制模块提取当前取暖时间并根据当前供暖时间判定供暖模式,若显示控制模块判定所述双级压缩空气源热泵模块和所述电磁加热模块进行进行供热,显示控制模块控制温度检测模块检测所述储能模块内的变相材料温度并根据变相材料温度对双级压缩空气源热泵模块和电磁加热模块的运行方式进行调节,并在判定完成运行方式且达到预设时间后,显示控制模块控制温度检测模块检测储能模块并根据检测结果判定是否继续换热,若显示控制模块控制显示控制模块判定以储能模块中存储的热能进行供热,显示控制模块根据检测结果判定是否继续换热。
12.进一步地,所述双级压缩空气源热泵模块还包括系统换热器和高压储液罐,系统换热器设置在所述双级压缩空气源热泵模块与储能模块之间,用以对储能模块输出的能量进行散热或吸热,高压储液罐其设置系统换热器输出端,用以将制冷剂储存或分流;
13.所述储能模块还包括储能箱体、盘管换热器、第一电动三通阀、第二电动三通阀、第三电动三通阀、系统换热器、高压储液罐、储液罐和第一循环泵,其中,储能箱体和与所述电磁加热器连接,用于对所述双级压缩空气源热泵模块产生的能量进行存储,盘管换热器与电磁加热管连接,用以对电磁加热管输出的与盘管换热器内的相变储热材料进行换热,第一电动三通阀与所述盘管换热器连接,用以对输入盘管换热器的制冷剂进行调节,第二电动三通阀与所述系统换热器连接,用以对输入系统换热器的制冷剂进行调节,第三电动三通阀与盘管换热器连接,用以对盘管换热器输出的制冷剂进行调节,第一循环泵与第二电动三通阀,用以将加热或制冷的水进行循环,储液罐与第一电动三通阀连接,用于对用以将制冷剂储存,系统换热器其设置在储能模块输入端,用以对储能模块输出的能量进行散热或吸热,高压储液罐其设置系统换热器输出端,用以将制冷剂储存或分流;
14.温度检测模块包括第一温度计、第二温度计、第三温度计、第四温度计、第五温度计和第六温度计,其中,第一温度其设置在所述第一电动三通阀输出端,用以检测盘管换热器内端部内的料相变储热材料温度,第二温度计,其设置在所述盘管换热器输入端,用以检测盘管换热器内的材料相变储热材料温度,第三温度计,其设置在所述储能箱体内部,用以检测储能箱体内温度,第四温度计,其设置在所述电磁加热管的输出端,用以检测电磁加热管输出端温度,第五温度计,其设置在所述末端散热器输出端,用以检测末端散热器输出端温度,第六温度计,其设置在所述室外换热器上,用于检测所述室外换热器温度。
15.进一步地,所述压缩单元包括并联的第一压缩装置以及第二压缩装置,其中,所述第一压缩装置的一端与第一四通换向阀的d口连接,另一端与所述室外换热器连接,所述第二压缩装置的一端与第二四通换向阀的d口连接,另一端与所述系统换热器连接。
16.进一步地,所述双级压缩空气源热泵模块还包括中间换热器、电磁阀单元和节流阀单元,其中,电磁阀单元包括第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀、第六电磁阀和第七电磁阀,第一电磁阀与所述系统换热器输出端连接,用以控制系统
换热装置输出的制冷剂,第二电磁阀与所述室外换热器连接,用以控制室外换热器输入的制冷剂,第三电磁阀与所述一级四通换向阀的接口c连接,用于控制所述室外换热器输出的制冷剂的流体,第四电磁阀与所述第一电磁阀连接,用于在第一电磁阀停止时控制所述室外换热器输出的制冷剂的流体,第五电磁阀与高压储液罐,用以控制高压储液罐输出的制冷剂流体,第六电磁阀与第一电磁阀连接,用于对经过第一电磁阀的制冷剂流体进行再次控制,第七电磁阀与系统换热器,用以控制出入系统换热器的制冷剂流体,节流阀单元包括第一节流阀、第二节流阀和第三节流阀,其中,第一节流阀与所述第一电磁阀连接,用以对第一电磁阀输出的制冷剂进行节流降压,第二节流阀与所述第四电磁阀连接,用以对第四电磁阀输出的制冷剂进行节流降压,第三节流阀与所述第五电磁阀连接,用以对第五电磁阀输出的制冷剂进行节流降压,中间换热器与第三节流阀连接,用以将第三节流阀输出的制冷剂和高压储液罐输出的制冷剂进行加热汽化。
17.进一步地,所述储能模块还包括储能箱体、盘管换热器、第一电动三通阀、第二电动三通阀、第三电动三通阀、储液罐、第一循环泵、末端散热器、末端换热器和第二循环泵,其中,储能箱体和与所述电磁加热器连接,用于对所述双级压缩空气源热泵模块产生的能量进行存储,盘管换热器与电磁加热管连接,用以对电磁加热管输出的与盘管换热器内的相变储热材料进行换热,第一电动三通阀与所述盘管换热器连接,用以对输入盘管换热器的制冷剂进行调节,第二电动三通阀与所述系统换热器连接,用以对输入系统换热器的制冷剂进行调节,第三电动三通阀与盘管换热器连接,用以对盘管换热器输出的制冷剂进行调节,第一循环泵与第二电动三通阀,用以将加热或制冷的水进行循环,储液罐与第一电动三通阀连接,用于对用以将制冷剂储存,末端换热器与所述第三电动三通阀连接,用以对第三电动三通阀输出的制冷剂进行换热,第二循环泵与末端换热器连接,用以将末端换热器加热或制冷的水进行循环,末端散热器与第二循环泵连接,用以对第二循环泵多余热量进行转移。
18.进一步地,当系统开始预供暖时,所述显示控制模块提取当前供暖时间t 并将t与显示控制模块中预设谷价时间t0进行对比判定运行模式;
19.若t≤t0,所述显示控制模块判定以双级压缩空气源热泵模块与电磁加热模块进行供热;
20.若t>t0,所述显示控制模块判定以储能模块中存储的热能进行供热。
21.进一步地,当所述显示控制模块判定以双级压缩空气源热泵模块与电磁加热模块进行供热且供暖时间达到预设时间时,显示控制模块控制第三温度计检测所述储能箱体内的相变材料温度dc并将dc与显示控制模块中预设相变材料温度 dc0进行对比判定双级压缩空气源热泵和电磁加热的使用模式;
22.当dc<dc0时,所述显示控制模块判定双级压缩空气源热泵制热供热;
23.当dc≥dc0时,所述显示控制模块判定双级压缩空气源热泵和电磁加热管联合制热供热。
24.进一步地,当所述显示控制模块判定完成双级压缩空气源热泵和电磁加热的使用模式并进行正式供热且供热时间达到预设时间时,显示控制模块控制所述第六温度计检测所述室外温度db并将db与显示控制模块中预设室外温度db0进行对比判定是否对所述室外换热除霜;
25.若db<db0,所述显示控制模块判定需控制所述储热模块对所述室外换热进行除霜;
26.若db≥db0,所述显示控制模块判定不对所述室外换热除霜。
27.进一步地,当所述显示控制魔块以双级压缩空气源热泵模块制热供热且达到预设时长时,显示控制模块控制所述第五温度计检测所述末端散热器输出端的温度da并将da与显示控制模块中设有的第三电动三通阀da0对比判定是否启动第三电动三通阀;
28.若da<da0,所述显示控制模块判定关闭第三电动三通阀停止换热介质进入末端换热器;
29.若da≥da0,所述显示控制模块判定启动第三电动三通阀将换热介质进入所述末端换热器。
30.进一步地,当所述显示控制魔块以储能模块中存储的热能进行供热且达到预设时长时,显示控制模块控制所述第五温度计检测所述末端散热器输出端的温度db并将db与显示控制模块中设有的第三电动三通阀db0对比判定是否启动第三电动三通阀;
31.若db<db0,所述显示控制模块判定启动第三电动三通阀将换热介质进入所述末端换热器;
32.若db≥db0,所述显示控制模块判定关闭第三电动三通阀停止换热介质进入末端换热器。
33.与现有技术相比,本发明的有益效果在于,本发明在系统开始预供暖时,显示控制模块提取当前供热时间并将当前供暖时间判定供热模式,能够有效降低了系统能耗,同时,在正式开始供热达到预设时间时,显示控制模块控制第三温度计检测所述储能箱体内的相变材料温度并根据相变材料温度对双级压缩空气源热泵模块与电磁加热模块的运行模式在一次的进行调节,能够更加提高对系统能耗降低的效果,并且在完成对运行模式判定并进行供暖时,显示控制模块控制第五温度计检测末端散热器输出端的温度并根据末端散热器输出端的温度判定是否停止在末端换热器进行换热,进而再次保证了系统能耗降低的同时,进一步地提高了对建筑供暖的效率。
34.进一步地,本发明以双级压缩的空气源热泵作为一级热源,电磁加热作为二级热源,用于给储能系统和建筑末端提供能量,进一步地降低了系统能耗,同时采用双级压缩的空气源热泵与电磁加热相结合,可以提高输出温度,扩大相变储热材料的温度范围,提高储能密度,减小储能系统体积,在供暖时将双级压缩空气源热泵与相变储能相结合,达到冬季供暖夏季制冷的功能。
35.进一步地,本发明通过在预供暖时,本发明通过显示控制模块在预供暖时提取当前供暖时间并根据当前时间与显示控制模块中预设的谷价时间判定运行模式,能够有效保证了建筑供暖的效率,进而又达到降低系统的运行成本。
36.进一步地,本发明通过显示控制模块在正式供暖时控制所述第六温度计检测所述室外温度并将室外温度与显示控制模块中预设室外温度进行对比判定是否对所述室外换热除霜,能够有效保证在供暖时室内持续供热,进而又避免了室外换热器的换热性能下降导致双级压缩空气源热泵模块制热性能降低,同时,本发明从储热模块中取热除霜,可实现室内持续供热除霜运行,并且储热模块结构简单,效率高。
37.进一步地,本发明通过在储热模块内的储能供暖或双级压缩空气源热泵和电磁加
热管联合制热供热正式供暖时,显示控制模块控制第五温度计检测末端散热器输出端的温度并根据末端散热器输出端的温度判定是否停止在末端换热器进行换热,进而再次保证了系统能耗降低的同时,进一步地提高了对建筑供暖的效率。
附图说明
38.图1为本发明所述基于空气源热泵的蓄供能系统的结构示意图。
具体实施方式
39.为了使本发明的目的和优点更加清楚明白,下面结合实施例对本发明作进一步描述;应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,并不用于限定本发明。
40.下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是,这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理,并非在限制本发明的保护范围。
41.需要说明的是,在本发明的描述中,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系,这仅仅是为了便于描述,而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
42.此外,还需要说明的是,在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言,可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
43.请参阅图1所示其为本发明所述基于空气源热泵的蓄供能系统的结构示意图,包括:
44.双级压缩空气源热泵模块,其内设置有室外换热器17和压缩单元,所述压缩单元用以对注入的制冷剂至少两次压缩,所述室外换热器17与压缩单元连接,用以对压缩后的制冷剂进行散热或吸热;
45.储能模块,其与所述双级压缩空气源热泵模块的输出端连接,用以对所述双级压缩空气源热泵模块产生的能量进行存储;
46.温度检测模块,其包括若干温度计,分别设置在所述双级压缩空气源热泵模块以及储能模块的管路输入端、输出端或者阀的输入端、输出端。
47.显示控制模块33,用以根据所述温度检测模块检测的数据对相应的装置进行调节并显示;
48.本发明在系统开始预供暖时,显示控制模块提取当前供热时间并将当前供暖时间判定供热模式,能够有效降低了系统能耗,同时,在正式开始供热达到预设时间时,显示控制模块控制第三温度计检测所述储能箱体内的相变材料温度并根据相变材料温度对双级压缩空气源热泵模块与电磁加热模块的运行模式在一次的进行调节,能够更加提高对系统能耗降低的效果,并且在完成对运行模式判定并进行供暖时,显示控制模块控制第五温度计检测末端散热器输出端的温度并根据末端散热器输出端的温度判定是否停止在末端换热器进行换热,进而再次保证了系统能耗降低的同时,进一步地提高了对建筑供暖的效率。
49.具体而言,所述双级压缩空气源热泵模块还包括系统换热器6,系统换热器 6设置在所述双级压缩空气源热泵模块与储能模块之间,用以对储能模块输出的能量进行散热或吸热。
50.具体而言,所述压缩单元包括并联的第一压缩装置以及第二压缩装置,其中,所述第一压缩装置的一端与第一四通换向阀的d口连接,另一端与所述室外换热器17连接,所述第二压缩装置的一端与第二四通换向阀的d口连接,另一端与所述系统换热器6连接。
51.具体而言,所述双级压缩空气源热泵模块还包括:高压储液罐10,其设置系统换热器6输出端,用以将制冷剂储存或分流。
52.具体而言,所述双级压缩空气源热泵模块还包括中间换热器8、电磁阀单元和节流阀单元,其中,电磁阀单元包括第一电磁阀11、第二电磁阀16、第三电磁阀19、第四电磁阀12、第五电磁阀9、第六电磁阀14和第七电磁阀18,第一电磁阀11与所述系统换热器6输出端连接,用以控制系统换热装置输出的制冷剂,第二电磁阀16与所述室外换热器17连接,用以控制室外换热器17输入的制冷剂,第三电磁阀19与所述一级四通换向阀20的接口c连接,用于控制所述室外换热器17输出的制冷剂的流体,第四电磁阀12与所述第一电磁阀11连接,用于在第一电磁阀11停止时控制所述室外换热器17输出的制冷剂的流体,第五电磁阀9与高压储液罐10,用以控制高压储液罐10输出的制冷剂流体,第六电磁阀14与第一电磁阀11连接,用于对经过第一电磁阀11的制冷剂流体进行再次控制,第七电磁阀18与系统换热器6,用以控制出入系统换热器6的制冷剂流体,节流阀单元包括第一节流阀15、第二节流阀13和第三节流阀7,其中,第一节流阀15与所述第一电磁阀11连接,用以对第一电磁阀11输出的制冷剂进行节流降压,第二节流阀13与所述第四电磁阀12连接,用以对第四电磁阀 12输出的制冷剂进行节流降压,第三节流阀7与所述第五电磁阀9连接,用以对第五电磁阀9输出的制冷剂进行节流降压,中间换热器8与第三节流阀7连接,用以将第三节流阀7输出的制冷剂和高压储液罐输出10的制冷剂进行加热汽化。
53.具体而言,所述系统还设有电磁加热模块,电磁加热模块包括电磁加热器,电磁加热器与所述系统换热器6连接,用以对系统换热器6内的制冷剂进行再次加热。
54.具体而言,所述储能模块还包括储能箱体27、盘管换热器28、第一电动三通阀26、第二电动三通阀4、第三电动三通阀29、末端散热器1、末端换热器3、第二循环泵2、储液罐25和第一循环泵5,其中,储能箱体27和与所述电磁加热器连接,用于对所述双级压缩空气源热泵模块产生的能量进行存储,盘管换热器28与电磁加热管24连接,用以对电磁加热管24输出的与盘管换热器28内的相变储热材料进行换热,第一电动三通阀26与所述盘管换热器28连接,用以对输入盘管换热器28的制冷剂进行调节,第二电动三通阀4与所述系统换热器6 连接,用以对输入系统换热器6的制冷剂进行调节,第三电动三通阀29与盘管换热器28连接,用以对盘管换热器28输出的制冷剂进行调节,第一循环泵5 与第二电动三通阀4,用以将加热或制冷的水进行循环,储液罐25与第一电动三通阀26连接,用于对用以将制冷剂储存末端换热器3与所述第三电动三通阀 29连接,用以对第三电动三通阀29输出的制冷剂进行换热,第二循环泵2与末端换热器3连接,用以将末端换热器3加热或制冷的水进行循环,末端散热器1 与第二循环泵2连接,用以对第二循环泵2多余热量进行转移。
55.具体而言,所述系统还设有温度检测模块,温度检测模块包括,第一温度计 3030、第二温度计31、第三温度计32、第四温度计34、第五温度计35和第六温度计36,其中,第一温
度其设置在所述第一电动三通阀26输出端,用以检测盘管换热器28内端部内的料相变储热材料温度,第二温度计31,其设置在所述盘管换热器28输入端,用以检测盘管换热器28内的材料相变储热材料温度,第三温度计32,其设置在所述储能箱体27内部,用以检测储能箱体27内温度,第四温度计34,其设置在所述电磁加热管24的输出端,用以检测电磁加热管24 输出端温度,第五温度计35,其设置在所述末端散热器1输出端,用以检测末端散热器1输出端温度,第六温度计36,其设置在所述室外换热器17上,用于检测所述室外换热器17温度。
56.本发明以双级压缩的空气源热泵作为一级热源,电磁加热作为二级热源,用于给储能系统和建筑末端提供能量,进一步地降低了系统能耗,同时采用双级压缩的空气源热泵与电磁加热相结合,可以提高输出温度,扩大相变储热材料的温度范围,提高储能密度,减小储能系统体积,在供暖时将双级压缩空气源热泵与相变储能相结合,达到冬季供暖夏季制冷的功能。
57.具体而言,当系统开始预供暖时,所述显示控制模块33提取当前供暖时间t并将t与显示控制模块33中预设谷价时间t0进行对比判定运行模式;
58.若t≤t0,所述显示控制模块33判定以双级压缩空气源热泵模块与电磁加热模块进行供热;
59.若t>t0,所述显示控制模块33判定以储能模块中存储的热能进行供热。
60.进一步地,本发明通过在预供暖时,本发明通过显示控制模块33在预供暖时提取当前供暖时间并根据当前时间与显示控制模块33中预设的谷价时间判定运行模式,能够有效保证了建筑供暖的效率,进而又达到降低系统的运行成本。
61.具体而言,当所述显示控制模块33判定以双级压缩空气源热泵模块与电磁加热模块进行供热且供暖时间达到预设时间时,显示控制模块33控制第三温度计检测所述储能箱体内的相变材料温度dc并将dc与显示控制模块33中预设相变材料温度dc0进行对比判定双级压缩空气源热泵和电磁加热的使用模式;
62.当dc<dc0时,所述显示控制模块33判定双级压缩空气源热泵制热供热;
63.当dc≥dc0时,所述显示控制模块33判定双级压缩空气源热泵和电磁加热管联合制热供热。
64.具体而言,当所述显示控制模块33判定完成双级压缩空气源热泵和电磁加热的使用模式并进行正式供热且供热时间达到预设时间时,显示控制模块33控制所述第六温度计36检测所述室外温度db并将db与显示控制模块33中预设室外温度db0进行对比判定是否对所述室外换热除霜;
65.若db<db0,所述显示控制模块33判定需控制所述储热模块对所述室外换热进行除霜;
66.若db≥db0,所述显示控制模块33判定不对所述室外换热除霜。
67.本发明通过显示控制模块33在正式供暖时控制所述第六温度计36检测所述室外温度并将室外温度与显示控制模块33中预设室外温度进行对比判定是否对所述室外换热除霜,能够有效保证在供暖时室内持续供热,进而又避免了室外换热器的换热性能下降导致双级压缩空气源热泵模块制热性能降低,同时,本发明从储热模块中取热除霜,可实现室内持续供热除霜运行,并且储热模块结构简单,效率高。
68.具体而言,当所述显示控制魔块以双级压缩空气源热泵模块制热供热且达到预设
时长时,显示控制模块33控制所述第五温度计35检测所述末端散热器1 输出端的温度da并将da与显示控制模块33中设有的第三电动三通阀29da0对比判定是否启动第三电动三通阀29;
69.若da<da0,所述显示控制模块33判定关闭第三电动三通阀29停止换热介质进入末端换热器3;
70.若da≥da0,所述显示控制模块33判定启动第三电动三通阀29将换热介质进入所述末端换热器3。
71.具体而言,当所述显示控制魔块以储能模块中存储的热能进行供热且达到预设时长时,显示控制模块33控制所述第五温度计35检测所述末端散热器1 输出端的温度db并将db与显示控制模块33中设有的第三电动三通阀29db0对比判定是否启动第三电动三通阀29;
72.若db<db0,所述显示控制模块33判定启动第三电动三通阀29将换热介质进入所述末端换热器3;
73.若db≥db0,所述显示控制模块33判定关闭第三电动三通阀29停止换热介质进入末端换热器3。
74.进一步地,本发明通过在储热模块内的储能供暖或双级压缩空气源热泵和电磁加热管联合制热供热正式供暖时,显示控制模块33控制第五温度计35检测末端散热器1输出端的温度并根据末端散热器1输出端的温度判定是否停止在末端换热器3进行换热,进而再次保证了系统能耗降低的同时,进一步地提高了对建筑供暖的效率。
75.本发明采用的无机相变材料包括三水醋酸钠以及基于三水醋酸钠的复合相变材料、七水硝酸镁以及基于七水硝酸镁的复合相变材料、八水氢氧化钡以及基于八水氢氧化钡的复合相变材料、十二水硫酸铝钾以及基于十二水硫酸铝钾的复合相变材料、十二水硫酸铝铵以及基于十二水硫酸铝铵复合相变材料、七水氯化镁以及基于七水氯化镁复合相变材料;
76.有机相变材料包括:熔化温度在50℃-80℃的石蜡、聚乙二醇1500、聚乙二醇2000、聚乙二醇4000、聚乙二醇6000、聚乙二醇20000、山梨糖醇以及基于山梨糖醇复合相变材料、赤藓糖醇以及基于赤藓糖醇复合相变材料、木糖醇以及基于木糖醇;复合相变材料、甘露糖醇以及基于甘露糖醇复合相变材料;所述储热箱体和盘管换热器的材质包括不锈钢、铝、铝合金、铜及铜合金等,同时在管外壁做防腐蚀处理,防腐蚀材料优选酚醛树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、聚乙烯、 abs塑料、氟橡胶中的任意一种或几种;
77.所述储热箱体外部做作温处理,所选保温隔热材料为玻璃丝岩棉、聚氨酯、硅酸铝针刺陶纤维、阻燃橡胶等任意一种或几种。
78.具体工作流程如下:
79.(1)一级压缩制热供热
80.一级压缩制热时,第四电磁阀12、第五电磁阀9、第六电磁阀14、第七电磁阀18关闭以及二级压缩机23关闭,第一电磁阀11、第二电磁阀16、第三电磁阀19以及一级压缩机开启。制冷剂从系统换热器6出口出来通过管道进入第一电磁阀11后进入第一节流阀15,进行节流降压,再通过第二电磁阀16进入室外换热器17吸热,然后经过第三电磁阀19,由一级四通换向阀20接口c和接口d进入一级压缩机21进行压缩升温,然后从一级压缩机21排气口,
通过一级四通换向阀20接口b和接口a进入二级四通换向阀22接口c,通过二级四通换向阀22接口a进入系统换热器6。在系统换热器6内的制冷剂对电磁加热系统中的换热介质进行加热,被加热的换热介质进入电磁加热管24内进行再加热,通过第一电动三通阀26进入盘管换热器28内与相变储热材料进行换热,当第一温度检测器30与第二温度检测器31的温度相同时,第一电动三通阀26切换阀门方向,电磁加热系统中换热介质不进入盘管换热器28,之后通过第三电动三通阀29。第三电动三通阀29根据末端散热器1的出水温度控制启停。。
81.除霜模式下,一级压缩机21、二级压缩机23和电磁加热管24停止工作,第四电磁阀12、第二电磁阀16、第五电磁阀9以及第三电磁阀1关闭,第一电磁阀11、第六电磁阀14以及第七电磁阀18开启。制冷剂在系统换热器6内被从末端换热器3出来的换热介质加热,经过第一电磁阀11和第六电磁阀14进入室外蒸发器17融霜,然后通过第七电磁阀18再进入系统换热器6内;从系统换热器6出来的换热介质,经过电磁加热管24,通过第一电动三通阀26进入盘管换热器28内,被相变储能材料加热,之后再通过第三电动三通阀29进入末端换热器3,为建筑进行供热。
82.(2)二级压缩制热供热
83.二级压缩制热时,第一电磁阀11、第六电磁阀14以及第七电磁阀18关闭,第四电磁阀12、第五电磁阀9、第六电磁阀14、第七电一级压缩机20以及二级压缩机23关开启。制冷剂从系统换热器6出口出来通过管道进入第四电磁阀12 后进入第二节流阀13,进行节流降压,进入高压储液罐10内,在高压储液罐10 内,一部分制冷剂通过第五电磁阀进入第三节流阀7,进行在节流降压,进入中间换热器8,另一部制冷剂直接进入中间换热器8内,在中间换热器8内,经过第三节流阀7的制冷剂被直接从高压储液罐10出来的制冷剂加热汽化,经过中间换热器8降温的制冷剂经过第二节流阀15,节流降压后,通过第二电磁阀16 进入换热器17吸热,然后经过第三电磁阀19,由一级四通换向阀20接口c和接口d进入一级压缩机21进行压缩升温,然后从一级压缩机21排气口,通过一级四通换向阀20接口b和接口a出一级压缩,在与经过中间换热器8的汽化的制冷剂混合,通过二级四通换向阀22接口c和接口d,进入二级压缩机23进行压缩升温,然后从二级压缩机23排气口,通过二级四通换向阀22接口b和接口 a进入系统换热器6。在系统换热器6内的制冷剂对电磁加热系统中的换热介质进行加热,被加热的换热介质进入电磁加热管24内进行再加热,通过第一电动三通阀26进入盘管换热器28内与相变储热材料进行换热,第三电动三通阀29 根据末端散热器1的出水温度控制启停。
84.除霜模式下,一级压缩机21、二级压缩机23和电磁加热管24停止工作,第四电磁阀12、第二电磁阀16、第五电磁阀9以及第三电磁阀1关闭,第一电磁阀11、第六电磁阀14以及第七电磁阀18开启。制冷剂在系统换热器6内被从末端换热器3出来的换热介质加热,经过第一电磁阀11和第六电磁阀14进入室外蒸发器17融霜,然后通过第七电磁阀18再进入系统换热器6内;从系统换热器6出来的换热介质,经过电磁加热管6,通过第一电动三通阀26进入盘管换热器28内,被相变储能材料加热,之后再通过第三电动三通阀29进入末端换热器3,为建筑进行供热。
85.(二)相变供热运行:
86.在相变储能系统供热情况下,双级压缩空气源系统与电磁加热系统停止工作。第二电动三通阀4切换阀门方向,使换热介质不再进入系统换热器6内,直接通过电磁加热管
24,经过第一电动三通阀26进入盘管换热器28内,与相变储能材料加热,之后通过第三电动三通阀29进入末端换热器3,为建筑供热。第三电动三通阀29根据末端散热器1的出水温度控制启停。当末端散热器1的出水温度低于第三电动三通阀29设定的开启温度,第三电动三通阀29关闭,换热介质不再进入末端换热器3;当末端散热器1的出水温度高于第三电动三通阀29 设定的开启温度,第三电动三通阀29开启,换热介质进入末端换热器3。
87.(三)制冷运行:
88.制冷模式下,二级压缩机23和电磁加热管24停止工作,第七电磁阀18、第六电磁阀14、第四电磁阀12以及第五电磁阀9关闭,第三电磁阀19、第二电磁阀16以及第一电磁阀11开启。制冷剂从系统换热器6出来通过二级四通换向阀22接口a和接口c,由一级四通换向阀20接口a和接口b进入一级压缩机21,从一级压缩机21排气口通过一级四通换向阀20接口d和接口c,经过第七电磁阀18进入室外换热器17散热并输出至第二电磁阀16进入第一节流阀15进行节流降压,最后经过第一电磁阀11进入系统换热器6内。在电磁加热系统内的换热介质通过第二电动三通阀4进入系统换热器6内被制冷剂冷却,然后经过电磁加热管24,由第一电动三通阀26旁通过盘管换热器28,直接由第三电动三通阀 29进入末端换热器,为建筑供冷。
89.至此,已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案,但是,本领域技术人员容易理解的是,本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下,本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换,这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
90.以上所述仅为本发明的优选实施例,并不用于限制本发明;对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
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