光伏直驱空气源喷射-压缩复合循环热泵热电联产系统

文档序号:41400800发布日期:2025-03-25 18:58阅读:89来源:国知局

本发明属于光伏直驱空气源热泵,尤其是一种光伏直驱空气源喷射-压缩复合循环热泵热电联产系统。


背景技术:

0、技术背景

1、随着人民生活水平的不断提高,热水已成为家庭或商业设施中不可或缺的一部分。近年来,随着我国节能降碳事业的大力发展,热水制备设备逐渐由燃煤锅炉、燃气锅炉正逐渐被可再生能源设备替代。其中,空气能是节能巨大、清洁无污染的可再生能源,而热泵技术被认为是最有效的利用可再生低温热的一种方式,空气源热泵由于高效节能、环保安全等优点受到广泛的关注。然而,目前空气源热泵技术的发展已较为成熟,传统空气源热泵热水系统的节能提效遇到瓶颈,亟需对空气源热泵热水系统的提质增效技术路径进行探究。


技术实现思路

1、针对上述问题,本发明的目的在于突破传统空气源热泵热水系统的瓶颈,有效降低空气源热泵热水系统的运行能耗、大幅提升空气源热泵热水系统的性能。

2、为实现上述目的,本发明提供了一种光伏直驱空气源喷射-压缩复合循环热泵热电联产系统,所述系统包括制冷剂系统、热水系统、产/供电系统;

3、制冷剂系统主要由压缩机1、单向阀2、热水换热器3、两相喷射器4、气液分离器5、电子膨胀阀6、中间冷却器7、翅片式换热器8组成,压缩机1出口依次连接单向阀2、热水换热器3、两相喷射器4、气液分离器5,经气液分离器5分出两路,一路从气液分离器5顶端分出,与翅片式换热器8出口汇合后连接至压缩机1入口;另一路从气液分离器5底端又分出两路,一路经电子膨胀阀6、中间冷却器7连接至两相喷射器4低压入口,另一路经中间冷却器7、翅片式换热器8、气液分离器5连接至压缩机1入口;

4、压缩机1类型包括转子式、涡旋式、活塞式;

5、热水换热器3、中间冷却器7类型包括平板式、螺旋板式、板肋式、浸没螺旋管式、套管式、壳管式;

6、电子膨胀阀6可被热力膨胀阀、毛细管替代。

7、热水系统主要由热水换热器3、水泵9组成,水泵9与热水换热器3水侧经水管路相连接。

8、产/供电系统主要光伏阵列10、直流变换器11、交直流逆变器12组成,产/供电系统分为两路,一路由光伏阵列10与直流变换器11相连接,另一路由市政电网与交直流逆变器12相连接,上述两路经直流变换器11出口与交直流逆变器12出口汇总后连接至压缩机1、翅片式换热器8的风机、水泵9;

9、光伏阵列10的太阳能电池元件类型包括单晶硅、多晶硅、铜铟镓硒、砷化镓、碲化镉、钙钛矿;

10、压缩机1、所示翅片式换热器8的风机、水泵9的电机是直流驱动的,其类型包括直流无刷、直流有刷、永磁直流。

11、本发明的有益效果:

12、本发明充分利用可再生能源太阳能和空气能,提高了系统可再生能源应用的比例;

13、本发明将喷射制冷技术与空气源热泵技术集成,有效降低传统蒸汽压缩式循环过的节流损失和过热损失,提高压缩机效率、系统性能;

14、本发明采用低引射率的喷射器实现翅片式换热器入口循环工质过冷,提高了翅片式换热器的供液均匀性、增大了单位质量相变工质的焓差,进而提高了翅片式换热器的换热性能。

15、本发明系统电能自给自足,系统高效、低碳、运行成本低。



技术特征:

1.一种光伏直驱空气源喷射-压缩复合循环热泵热电联产系统,所述系统包括制冷剂系统、热水系统、产/供电系统;

2.根据权利要求1所述的光伏直驱空气源喷射-压缩复合循环热泵热电联产系统,其特征在于:所述的压缩机(1)类型包括转子式、涡旋式、活塞式。

3.根据权利要求1所述的光伏直驱空气源喷射-压缩复合循环热泵热电联产系统,其特征在于:所述的热水换热器(3)、所述的中间冷却器(7)类型包括平板式、螺旋板式、板肋式、浸没螺旋管式、套管式、壳管式。

4.根据权利要求1所述的光伏直驱空气源喷射-压缩复合循环热泵热电联产系统,其特征在于:所述的电子膨胀阀(6)可被热力膨胀阀、毛细管替代。

5.根据权利要求1所述的光伏直驱空气源喷射-压缩复合循环热泵热电联产系统,其特征在于:所述的光伏阵列(10)的太阳能电池元件类型包括单晶硅、多晶硅、铜铟镓硒、砷化镓、碲化镉、钙钛矿。

6.根据权利要求1所述的光伏直驱空气源喷射-压缩复合循环热泵热电联产系统,其特征在于:所述的压缩机(1)、所示翅片式换热器(8)的风机、所述的水泵(9)的电机是直流驱动的,其类型包括直流无刷、直流有刷、永磁直流。


技术总结
本发明涉及一种光伏直驱空气源喷射‑压缩复合循环热泵热电联产系统,所述系统包括制冷剂系统、热水系统、产/供电系统,由压缩机、单向阀、热水换热器、两相喷射器、气液分离器、电子膨胀阀、中间冷却器、翅片式换热器、水泵、光伏阵列、直流变换器、交直流逆变器组成,系统可实现热电联产。本发明将喷射制冷技术引入空气源热泵技术中,以此减少传统蒸汽压缩式循环过程的节流损失和过热损失,提高系统性能;同时采用低引射率的方法对翅片式换热器入口制冷剂进行过冷,保障了翅片式换热器制冷剂分布的均匀性,提高了其换热效率。本发明充分利用可再生能源太阳能和空气能,实现电能自产自用,节能、高效、绿色、低碳。

技术研发人员:郭晓超,魏庆芃,彭晨玮,张辉
受保护的技术使用者:清华大学
技术研发日:
技术公布日:2025/3/24
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