冰蓄冷PVT多联机中央空调热泵及热水系统

本发明涉及太阳能热泵，更具体的说，是涉及一种冰蓄冷pvt多联机中央空调热泵及热水系统。

背景技术：

1、太阳能光伏光热(pvt)技术能同时提供电能和热能，主要部件为太阳电池和集热器，一方面控制了太阳能电池的工作温度，另一方面带走的热量得到了有效的利用，从而提高了太阳能的综合效率。

2、中央空调是建筑物实现供热与供冷的设备，现有的pvt式中央空调多采用水(或防冻液)为载冷剂的传统中央空调系统形式，即pvt热泵系统先制取热水或冷水，使用循环泵将热水或冷水输送至不同末端使用，以满足建筑物内各房间的供热或供冷需求。这种的pvt中央空调有以下不足：需要较大空间的机房以安装循环水泵、分集水器等设备，不适用于小型建筑物的供暖；制冷剂不直接与房间内空气换热，系统换热温差大，制热制冷效率不高；另外，现有的pvt中央空调系统运行模式较为单一、因太阳能的间歇性，使得pvt中央空调系统稳定性不好。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种夏季供冷时夜间冰蓄冷、白天冰蓄冷取冷同时pvt组件做蒸发器制热水的pvt热泵系统。

2、为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

3、一种冰蓄冷pvt多联机中央空调热泵及热水系统，该冰蓄冷pvt多联机中央空调热泵及热水系统主要由主机模块、双级模块、冰蓄冷模块和室内模块组成，具体包括第一压缩机、第二压缩机、第一截止阀、第二截止阀、pvt组件、第一节流阀、第二节流阀、第三节流阀、第四节流阀、中间换热器、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第四单向阀、第一储液器、第二储液器、第一四通换向阀、第二四通换向阀、第一三通阀、第二三通阀、室内换热器、热水换热器、气液分离器、逆变器和蓄冰槽；

4、第一压缩机吸气口经气液分离器分别与第二三通阀第三接口、第一四通换向阀第一接口连接，第一压缩机排气口经热水换热器与第一四通换向阀第三接口连接；第二压缩机吸气口分别与第二三通阀第一接口、第一截止阀一端连接，第二压缩机排气口与第二四通换向阀第四接口连接；第一四通换向阀第二接口与pvt组件一端连接，第一四通换向阀第四接口与第一三通阀第二接口连接，第一三通阀第三接口分别与第一截止阀一端、第二四通换向阀第二接口连接，第二四通换向阀第三接口与室内换热器一端连接，第二四通换向阀第一接口与蓄冰槽一端连接，蓄冰槽另一端经第三节流阀与第二储液器一端连接；第二储液器另一端与第二截止阀一端连接；室内换热器另一端经第四节流阀分别与第二截止阀另一端、第三单向阀出口、第四单向阀进口连接；第一三通阀第一接口与第四单向阀出口、第一单向阀出口、第一储液器进口连接；第一储液器出口与中间换热器第一接口连接；中间换热器第四接口分别经第二节流阀与中间换热器第二接口连接、经第一节流阀分别与第三单向阀进口、第二单向阀进口连接；中间换热器第三接口与第二三通阀第二接口连接，第一单向阀进口、第二单向阀出口与pvt组件另一端连接；pvt组件与逆变器电气连接。

5、本发明冰蓄冷pvt多联机中央空调热泵及热水系统分制冷模式、蓄冰模式、蓄冰利用制冷模式、制热水模式、单级压缩制热模式和双级压缩制热模式运行共六种模式运行。

6、在夏季夜间房间无制冷需求时，冰蓄冷pvt多联机中央空调热泵及热水系统以蓄冰模式运行，运行原理图如图2所示；第一节流阀和第三节流阀工作、第二节流阀和第四节流阀关闭，第一截止阀关闭、第二截止阀打开，第一四通换向阀第一接口与第四接口连通、第二接口与第三接口连通，第二四通换向阀第一接口与第二接口连通、第三接口与第四接口连通，第一三通阀第二接口与第三接口连通、第一接口与第二接口断开，第一三通阀第二接口与第三接口连通、第一接口与第二接口断开，第一压缩机开机、第二压缩机停机。

7、在夏季夜间房间有制冷需求时，冰蓄冷pvt多联机中央空调热泵及热水系统以制冷模式运行，运行原理图如图3所示；第一节流阀、第二节流阀和第四节流阀工作、第三节流阀关闭，第一截止阀、第二截止阀关闭，第一四通换向阀第一接口与第四接口连通、第二接口与第三接口连通，第二四通换向阀第一接口与第四接口连通、第二接口与第三接口连通，第一三通阀第二接口与第三接口连通、第一接口与第二接口断开，第二三通阀第二接口与第三接口连通、第一接口与第二接口断开，第一压缩机开机、第二压缩机停机，中间换热器做单级压缩循环中液体过冷器使用。

8、在夏季白天房间有制冷需求时，冰蓄冷pvt多联机中央空调热泵及热水系统以蓄冰利用制冷模式运行，运行原理图如图4所示；第一节流阀、第三节流阀和第四节流阀工作、第二节流阀关闭，第一截止阀和第二截止阀打开，第二四通换向阀第一接口与第四接口连通、第二接口与第三接口连通，第一三通阀第一接口与第二接口连通、第二接口与第三接口断开，第二三通阀第二接口与第三接口连通、第一接口与第二接口断开，第二压缩机开机；在蓄冰利用制冷模式运行时，若房间有生活热水需求，冰蓄冷pvt多联机中央空调热泵及热水系统同时运行制热水模式，第一四通换向阀第一接口与第二接口连通、第三接口与第四接口连通，第一压缩机开机。

9、在冬季室外环境温度较高或过度季节房间有制热需求时，冰蓄冷pvt多联机中央空调热泵及热水系统以单级压缩制热模式运行，运行原理图如图5所示；第一节流阀、第二节流阀和第四节流阀工作、第三节流阀关闭，第一截止阀和第二截止阀关闭，第一四通换向阀第一接口与第二接口连通、第三接口与第四接口连通，第二四通换向阀第一接口与第四接口连通、第二接口与第三接口连通，第一三通阀第二接口与第三接口连通、第一接口与第二接口断开，第二三通阀第二接口与第三接口连通、第一接口与第二接口断开，第一压缩机开机、第二压缩机停机，中间换热器做单级压缩循环中液体过冷器使用。

10、在冬季室外环境温度较低房间有制热需求时，冰蓄冷pvt多联机中央空调热泵及热水系统以双级压缩制热模式运行，运行原理图如图6所示；第一节流阀、第二节流阀和第四节流阀工作、第三节流阀关闭，第一截止阀打开、第二截止阀关闭，第一四通换向阀第一接口与第二接口连通、第三接口与第四接口连通，第二四通换向阀第一接口与第二接口连通、第三接口与第四接口连通，第一三通阀第二接口与第三接口连通、第一接口与第二接口断开，第二三通阀第一接口与第二接口连通、第二接口与第三接口断开，第一压缩机开机和第二压缩机开机，中间换热器做双级压缩循环中中间冷却器使用。

11、所述的三通阀替换为四通换向阀或若干个截止阀。

12、所述第一截止阀、第二截止阀为电磁阀、手阀或球阀。

13、所述蓄冰槽内蓄冷介质为水、乙二醇或其它蓄热材料。

14、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

15、1、本发明冰蓄冷pvt多联机中央空调热泵及热水系统可分制冷模式、蓄冰模式、蓄冰利用制冷模式、制热水模式、单级压缩制热模式和双级压缩制热模式共六种模式运行，各制冷、取冷、制热模式之间切换灵活，环境适应性强，效率较高；

16、2、本发明冰蓄冷pvt多联机中央空调热泵及热水系统中pvt组件在夏季夜间作冷凝器、利用天空冷辐射实现制冷剂冷凝为房间实现制冷，而在房间无制冷需求时，本发明多联机系统又可以运行蓄冰模式，将夜间天空冷辐射冷凝获得的机组冗余制冷量以冰状态蓄存，在白天pvt组件受太阳光照射及光伏电池余热加热而无法作冷凝器时，压缩机将制冷剂排入蓄冰槽进行冷凝为房间制冷，以实现pvt热泵系统制冷量的“移峰填谷”；

17、3、本发明冰蓄冷pvt多联机中央空调热泵及热水系统在夏季白天运行蓄冰利用制冷模式为房间制冷时可同时运行制热水模式，pvt组件可作蒸发器，吸收太阳光热和光伏电池余热，获得生活热水的同时因pvt组件被冷却，光伏电池的发电效率升高，真正实现建筑物热电冷三联供；

18、4、本发明冰蓄冷pvt多联机中央空调热泵及热水系统结构简单、各模块拼装方便，安装空间较小，系统较集成，无需另外配置水系统，与建筑物各房间末端连接为制冷剂管道，无需配置防冻电伴热带，降低电能消耗；另外，建筑物各房间末端为制冷剂直接传热，无中间载冷剂传热过程，制冷制热系数更高；

19、5、本发明冰蓄冷pvt多联机中央空调热泵及热水系统中的中间换热器既做单级压缩循环中的液体过冷器，又可做双级压缩循环中的中间冷却器，设备利用率高。