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专利号: 2021100547738
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 供热;炉灶;通风
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种可再生能与电能多能互补的组合式热泵冷热水制备系统,其特征在于:其包括太阳能集热器、第一太阳能蓄热水箱、第二太阳能蓄热水箱、空气源热泵、水源热泵、第一循环水泵、第二循环水泵和空气‑水换热器,

所述太阳能集热器设有太阳能集热器出口和太阳能集热器入口,所述第一太阳能蓄热水箱设有第一太阳能蓄热水箱入口、第一太阳能蓄热水箱出口、第一太阳能蓄热水箱中盘管入口和第一太阳能蓄热水箱中盘管出口,所述第二太阳能蓄热水箱设有第二太阳能蓄热水箱入口、第二太阳能蓄热水箱出口、第二太阳能蓄热水箱中盘管入口和第二太阳能蓄热水箱中盘管出口,所述空气源热泵包括第一冷凝器和第一蒸发器,所述水源热泵包括第二冷凝器和第二蒸发器,所述第一冷凝器设有第一冷凝器入口和第一冷凝器出口,所述水源热泵设有第二冷凝器入口、第二冷凝器出口、第二蒸发器入口和第二蒸发器出口,所述空气‑水换热器设有空气‑水换热器入口和空气‑水换热器出口;

所述太阳能集热器出口通过三通接头分别与第一太阳能蓄热水箱入口、第二太阳能蓄热水箱入口相连,第一太阳能蓄热水箱出口、第二太阳能蓄热水箱出口均与太阳能集热器入口相连,并经过第一循环水泵回到太阳能集热器中;

与二次网回水端相连的管道P7、管道P8和与水源热泵第二蒸发器出口端相连的管道P32三通合流后连接至空气‑水换热器入口,空气‑水换热器出口分别与第一太阳能蓄热水箱中盘管入口、第二太阳能蓄热水箱中盘管入口相连,第一太阳能蓄热水箱中盘管出口与第一冷凝器入口连接,第二太阳能蓄热水箱中盘管出口与第一冷凝器入口连接,第一冷凝器出口经三通接头分流,第一路连接至第二冷凝器入口,第二路连接至水源热泵的第二蒸发器入口,第二冷凝器出口与二次网供水端相连,在管道P9、P12、P14、P15、P16、P18、P19、P21、P26、P30、P31、P33、P34、P35、P36和P37中分别设置阀门v2、v3、v4、v5、v6、v7、v8、v9、v11、v13、v14、v15、v16、v17、v18和v19,在管道P21和管道P22、管道P26和P27之间分别连接有旁通管道P23和P28,旁通管道P23和P28中分别设置阀门v10和v12;

冷冻水回水端通过管道与第一冷凝器入口相连,第一冷凝器出口通过管道与供冷末端入口相连,制冷机蒸发器的出口通过管道连接至空气‑水换热器入口,空气‑水换热器出口通过管道连接至第一冷凝器入口;

自来水接口分别与第一太阳能蓄热水箱中盘管入口、第二太阳能蓄热水箱中盘管入口相连,第一太阳能蓄热水箱中盘管出口通过管道连接至生活热水供水端,第二太阳能蓄热水箱中盘管出口通过管道连接至生活热水供水端,两个蓄热水箱互为补充,保证用户的用水需求;

所述太阳能集热器与第一太阳能蓄热水箱、第二太阳能蓄热水箱通过循环水管道相连构成闭合循环回路;所述第一太阳能蓄热水箱与第二太阳能蓄热水箱合流循环水管道上设置有阀门v1和第一循环水泵,阀门v1与第一循环水泵均在白天打开,夜间关闭;

冬季工况下,所述第二蒸发器出口与所述空气‑水换热器入口相连的循环水管上设有一个阀门,所述空气‑水换热器出口与所述第一太阳能蓄热水箱中盘管入口相连的循环水管道上设置有两个阀门,所述空气‑水换热器出口与所述第二太阳能蓄热水箱中盘管入口相连的循环水管道上设置有两个阀门,所述第一太阳能蓄热水箱中盘管出口、所述第二太阳能蓄热水箱中盘管出口与所述第一冷凝器入口相连的循环水管道上设置有三个阀门,所述第一冷凝器出口与所述第二冷凝器入口相连的循环水管道上设置有阀门v11;所述第一冷凝器出口与所述第二蒸发器入口相连的循环水管道上设置有阀门v13和v14。

2.根据权利要求1所述的可再生能与电能多能互补的组合式热泵冷热水制备系统,其特征在于:夏季工况下,冷冻水回水端与所述空气源热泵第一冷凝器出口端相连的循环水管道上设置有三个阀门,所述第一冷凝器出口端与所述空气‑水换热器入口端相连的循环水管道上设置有两个阀门,所述第一冷凝器出口端与供冷末端相连的循环水管道上设置有一个阀门;对于生活热水制备流程,自来水补水端与第一太阳能蓄热水箱中盘管入口相连的管道上设置有两个阀门,自来水补水端与第二太阳能蓄热水箱中盘管入口相连的管道上设置有两个阀门,第一太阳能蓄热水箱中盘管出口与生活热水供水端相连的管道上设置有两个阀门,第二太阳能蓄热水箱中盘管出口与生活热水供水端相连的管道上设置有两个阀门。

3.根据权利要求1所述的可再生能与电能多能互补的组合式热泵冷热水制备系统,其特征在于:在冬季运行工况下,所述第一太阳能蓄热水箱中的盘管、第一冷凝器、第二冷凝器、第二蒸发器、空气‑水换热器及供热末端通过循环水管道相连构成闭合循环回路,所述第二太阳能蓄热水箱中的盘管、第一冷凝器、第二冷凝器、第二蒸发器、空气‑水换热器及供热末端通过循环水管道相连构成闭合循环回路,与所述第二蒸发器入口相连的循环水管道上设置有第二循环水泵;在夏季运行工况下,所述制冷机的蒸发器、空气‑水换热器及供冷末端通过循环水管道相连构成闭合循环回路,与所述空气‑水换热器入口相连的循环水管道上设置有第二循环水泵;所述太阳能蓄热水箱中的盘管、生活热水供水端、自来水补水端相连构成生活热水供给系统。

4.根据权利要求1所述的可再生能与电能多能互补的组合式热泵冷热水制备系统,其特征在于:冬季工况下,白天运行时,阀门v1、v2、v3、v5、v6、v8、v9、v11、v13和v14均打开,且阀门v4、v7、v10、v12、v15、v16、v17、v18和v19关闭;夜间运行时,阀门v1、v2、v3、v4、v7、v8、v9、v11、v13和v14均打开,阀门v5、v6、v10、v12、v15、v16、v17、v18和v19关闭;夏季工况下包括第一种组合和第二种组合,第一种组合为阀门v1、v5、v6、v9、v12、v13、v15、v16、v17、v18和v19均打开;第二种组合为阀门v1、v4、v7、v9、v12、v13、v15、v16、v17、v18和v19均打开。

5.根据权利要求1所述的可再生能与电能多能互补的组合式热泵冷热水制备系统,其特征在于:所述第一冷凝器入口与所述第一冷凝器出口相连管道的旁通管道上设置有一个阀门,所述第二冷凝器入口与所述第二冷凝器出口相连管道的旁通管道上设置有一个阀门,根据供热情况切换阀门v9、v10、v11和v12,以产生多种供热形式,实现热源的合理分配和系统的调控。