一种空气式太阳能与双级复叠热泵联合供热系统的制作方法

1.本实用新型涉及热泵供暖技术领域，具体为一种空气式太阳能与双级复叠热泵联合供热系统。


背景技术：

2.超低温严寒地区，空气能(源)热泵工作效能在-10℃或更低的极低温环境中会大打折扣，无法保证采暖或热水供应。水源热泵受限于取热水源，对环境要求较高，难以满足严寒地区的供暖需求。
3.双级热泵是根据严寒地区的工况及高温采暖需求，以单空气源热泵为基础，将水源热泵与空气源热泵的特点进行集成耦合，采用智能控制程序，应用两级压缩耦合技术，突破高寒工况限制，实现超低环温下不但能满足高温供热需求，且保持高能效平稳运行。
4.由于热泵在超低温环境下工作时,对于热泵压缩机的要求较高，常规热泵压缩机在大温差恶劣工况下制热能力差，故障率高，难以长时间平稳运行。


技术实现要素：

5.针对上述超低温环境环境下，常规热泵压缩机在大温差恶劣工况下制热能力差，故障率高，难以长时间平稳运行等不足，本实用新型通过以下技术方案：
6.一种空气式太阳能与双级复叠热泵联合供热系统，包括空气式太阳能集热器及双级复叠热泵，所述双级复叠热泵包括低温级环路和高温级环路，所述低温级环路包括空气换热器、主风机、四通换向阀、第一压缩机、第一换热器及第一节流装置，所述主风机设置与所述空气换热器一侧，所述空气换热器连接所述四通换向阀一号阀门，所述四通换向阀二号阀门及三号阀门连接所述第一压缩机两端，所述四通换向阀第四阀门连接所述第一换热器，所述第一换热器连接中间换热器，所述中间换热器连接所述第一节流装置，所述第一节流装置连接所述空气换热器，所述高温级环路包括中间换热器、第二压缩机、第二换热器及第二节流装置，所述中间换热器连接所述第二压缩机，所述第二压缩机连接所述第二换热器一端，所述第二换热器另一端连接所述第二节流装置，所述第二节流装置连接所述中间换热器。
7.进一步的，所述空气式太阳能集热器包括辅助风机、冷风入口、蓄能管、热风出口、风道及风口，所述辅助风机连接所述冷风入口，所述冷风入口联通所述蓄能管，所述蓄能管连接所述热风出口，所述热风出口连接所述风道，所述风道设置于所述空气换热器一侧，所述风道上开有若干所述风口。
8.进一步的，所述蓄能管为双通螺旋真空管结构，所述蓄能管包括真空管、蓄能芯、冷风口、螺旋玻璃管及出风口，所述蓄能芯设置于所述真空管中，所述真空管一端连接所述冷风口，另一端设有所述螺旋玻璃管，所述螺旋玻璃管连接所述出风口，所述出风口联通所述热风出口，所述所述冷风口连接所述冷风入口。
9.进一步的，所述第一压缩机及第二压缩机均为柔性涡旋压缩机。
10.进一步的，所述中间换热器工作温度为15℃，所述空气换热器 6工作环境温度为-35℃，所述第二换热器供暖温度为65℃。
11.进一步的，所述双级复叠热泵的加热循环介质为水或防冻液。
12.进一步的，所述第一换热器与第二换热器中均设有加热管，且第一换热器与第二换热器中加热管相连，所述第一换热器加热管一端设有第一单向阀，所述第一单向阀连通进水口，所述第二换热器加热管一端设有第二单向阀，所述第二单向阀连通出水口。
13.本实用新型的有益效果是：
14.1.通过空气式太阳能集热器与双节流交叉式复叠热泵的结合有效解决了超低温环境与高品温供热的矛盾；
15.2.彻底解决了常规热泵压缩机在大温差恶劣工况下制热力差、故障率高的顽症，特别适用于超低温严寒地区清洁供热。
附图说明
16.图1为本实用新型的结构示意图；
17.图2为本实用新型空气式太阳能集热器结构示意图。
18.图中标记：1-第一压缩机、2-四通换向阀、3-第一换热器、4
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中间换热器、5-第一节流装置、6-空气换热器、7-第二压缩机、8
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第二换热器、9-第二节流装置、10-进水口、11-出水口、12-辅助风机、13-冷风入口、14-蓄能管、15-热风出口、61-风道、62-风口、 63-主风机、141-冷风口、142-出风口、143-真空管、144-蓄能芯、 145-螺旋玻璃管。
具体实施方式
19.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做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。
20.结合图1-2所示的：
21.一种空气式太阳能与双级复叠热泵联合供热系统，包括空气式太阳能集热器及双级复叠热泵，双级复叠热泵包括低温级环路100和高温级环路200，低温级环路100包括空气换热器6、主风机63、四通换向阀2、第一压缩机1、第一换热器3及第一节流装置5，主风机 63设置与空气换热器6一侧，主风机63带动空气换热器6快速进行热交换，空气换热器6连接四通换向阀2一号阀门，四通换向阀2二号阀门及三号阀门连接第一压缩机1两端，工作介质从一号阀门流入，从四通换向阀2二号阀门流出，通过第一压缩机压缩从三号阀门流入四通换向阀2，通过四通换向阀2四号阀门流入第一换热器3，第一换热器3连接有中间换热器4，中间换热器4连接第一节流装置5，第一节流装置5连接空气换热器6，工作介质流入中间换热器4，联通第一节流装置5，最后流入空气换热器6，高温级环路200包括中间换热器4、第二压缩机7、第二换热器8及第二节流装置9，中间换热器4连接第二节流装置9，第二节流装置9连接第二换热器8一端，第二换热器8另一端连接第二压缩机7，第二压缩机7连接中间换热器4，工作介质从中间换热器4吸热，流出中间换热器4，经过第二压缩机7压缩，流入第二换热器8，从第二换热器8将供热介质加热，然后流出经过第二节流装置9重新流入中间换热器4
形成回流。
22.空气式太阳能集热器包括辅助风机12、冷风入口13、蓄能管14、热风出口15、风道61及风口62，风道61设置于空气换热器6一侧，风道61上开有若干风口62。
23.蓄能管14为双通螺旋真空管143结构，蓄能管14包括真空管 143、蓄能芯144、冷风口141、螺旋玻璃管145及出风口142，蓄能芯144设置于真空管143中，真空管143一端连接冷风口141，另一端设有螺旋玻璃管145，螺旋玻璃管145连接出风口142，出风口142 联通热风出口15，冷风口141连接冷风入口13。
24.冷空气在辅助风机12的作用下从冷风入口13吹入，流经真空管 143，经冷风口141过蓄能芯144加热变为热空气，热空气通过螺旋玻璃管145从出风口142吹出，从热风出口15通入风道61，最后从风口62吹出，在主风机63的作用下与空气换热器6进行热交换。
25.第一压缩机1及第二压缩机7均为柔性涡旋压缩机，保证压缩机的稳定性。双级复叠热泵的加热循环介质为水或防冻液，有效防止介质凝固。中间换热器4工作温度为15℃，空气换热器6工作环境温度为-35℃，第二换热器供暖温度为65℃。第一换热器3与第二换热器8中均设有加热管，且第一换热器3与第二换热器8中加热管相连，第一换热器3加热管一端设有第一单向阀，第一单向阀连通进水口 10，第二换热器8加热管一端设有第二单向阀，第二单向阀连通出水口11，供热介质从进水口流入，依次流经第一换热器及第二换热器，经过两次加热，水温提高到65℃。
26.工作原理：冷空气在辅助风机12的作用下从冷风入口13吹入，流经真空管143，经冷风口141过蓄能芯144加热变为热空气，热空气通过螺旋玻璃管145从出风口142吹出，从热风出口15通入风道 61，最后从风口62吹出，在主风机63的作用下与空气换热器6进行热交换。
27.对于低温级环路，主风机63带动空气换热器6快速进行热交换，空气换热器6连接四通换向阀2一号阀门，工作介质从一号阀门流入，从四通换向阀2二号阀门流出，通过第一压缩机压缩从三号阀门流入四通换向阀2，通过四通换向阀2四号阀门流入第一换热器3，第一换热器3连接有中间换热器4，中间换热器4连接第一节流装置5，第一节流装置5连接空气换热器6，工作介质流入中间换热器4，联通第一节流装置5，最后流入空气换热器6。
28.高温级环路中工作介质从中间换热器4吸热，流出中间换热器4，经过第二压缩机7压缩，流入第二换热器8，从第二换热器8将供热介质加热，然后流出经过第二节流装置9流入中间换热器4，形成回流，供热介质则于第一换热器及第二换热器中依次加热，将供热介质温度提高到65℃。
29.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
30.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员
可以理解的其他实施方式。