一种三热源热泵供热系统的制作方法

1.本发明涉及热泵供热系统，特别是一种三热源热泵供热系统。


背景技术：

2.随着社会经济的持续发展，人们对室内热舒适度也有了更高要求，进一步加大了我国建筑采暖能耗的需求。发展太阳能供热技术、湖水源热泵供热技术、空气源热泵供热技术有效缓解了我国石化能源的使用压力。
3.太阳能是一种清洁、免费，可再生的能源，太阳能热利用技术是通过太阳能集热器将太阳能转化为热能，并加以利用，可有效降低传统能源消耗，改善室内热环境。但太阳能资源的间歇性和不稳定性大大限制了太阳能供热技术的发展，在利用太阳能集热器采暖时，往往会加入辅助热源，增大采暖能耗和运行成本。
4.湖水源热泵供热系统运行过程中，建筑的热负荷通过系统不断排入水体，造成水体温度不断降低，当湖水取水点温度过低时，湖水源热泵供热系统制热能力下降，且严重破坏水体生态环境。
5.空气源热泵供热技术是较为成熟的空气能利用技术，其以低温空气为热源，只需消耗少量电能，便可将空气中的热能转移到高位热源中。但空气源热泵的效率受室外空气温度的影响较大，在室外空气温度越低时，其效率越低，在低温工况下，蒸发器易结霜，严重时会导致热泵停机，严重影响用户热舒适度。


技术实现要素：

6.本发明针对单一再生能源系统难以获得较高的能源利用率和供暖稳定性，提出一种可利用太阳能、空气能和湖水热能的三热源热泵供热系统。
7.为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：
8.一种三热源热泵供热系统，包括水源、太阳能集热器、压缩机、冷凝器和热用户，所述太阳能集热器内设有导热介质循环腔，所述导热介质循环腔上设有导热介质入口和导热介质出口，所述热用户具有热源入口和热源出口，其中：
9.所述导热介质循环腔内设有水加热通道，所述水源的出口连通所述水加热通道的入口，所述水加热通道的出口连通所述水源的入口，形成第一闭式循环通路；
10.所述导热介质循环腔的导热介质入口连通所述冷凝器的冷剂出口，所述导热介质循环腔的导热介质出口经所述压缩机连通所述冷凝器的冷剂入口，形成第二闭式循环通路；
11.所述冷凝器的热源出口连通所述热用户的热源入口，所述热用户的热源出口连通所述冷凝器的热源入口，形成第三闭式循环通路。
12.本发明通过在太阳能集热器内设置导热介质循环腔和水加热通道，并将水加热通道的两端分别连通水源的出口及入口，同时导热介质循环腔的导热介质入口连通冷凝器的冷剂出口，导热介质循环腔的导热介质出口经压缩机连通冷凝器的冷剂入口，使得本发明
可在太阳充足时，直接通过太阳能及空气能加热热源，在太阳不充足或没有太阳时，可利用湖水热能、太阳能、空气能共同加热热源，从而提高了热用户的能源利用率，并保证了热用户的供暖稳定性。
13.本发明还可作下述的进一步改进：
14.所述太阳能集热器包括外套管和嵌套在所述外套管内的内套管，所述外套管与所述内套管之间设置为所述导热介质循环腔，所述内套管内设置为所述水加热通道。如此，不仅导热介质循环腔的导热介质能较好地吸收太阳能，而且还可在太阳能不足的时候，吸收湖水的热能。
15.为方便湖水的引入，所述太阳能集热器的水加热通道的一端经第一水泵连通所述水源的出口，另一端直接连通所述水源的入口。
16.为方便控制湖水的引入，所述第一水泵与所述水源的出口之间设置第一电磁阀。
17.为加快传热速度，所述冷凝器的热源出口经第二水泵连通所述热用户的热源入口。
18.为方便对热用户的控制，所述冷凝器的热源入口经第二电磁阀连通所述热用户的热源出口。
19.为方便调节温度，所述冷凝器的冷剂出口经节流阀连通所述太阳能集热器的导热介质入口。
20.所述太阳能集热器还包括在所述外套管上面依次设置的集热板及玻璃盖板、在所述外套管下面设置的保温层。
21.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
22.本发明太阳能集热器的集热管设置为由外套管和内套管组成的套管形式，可以有效利用太阳能、空气能和湖水热能，且本发明三热源热泵供热系统，可以根据环境参数调整系统运行模式，增强了太阳能、空气能和湖水热能的利用效率，增加了热泵系统供热稳定性和供热能效，可以在一定程度上减轻水体的热污染。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为本发明三热源热泵供热系统的原理图。
25.图2为本发明太阳能集热器的剖面图。
26.其中：1为水源、2为第一电磁阀、3为第一水泵、4为太阳能集热器、5为压缩机、6为节流阀、7为冷凝器、8为第二水泵、9为第二电磁阀、10为热用户、11为玻璃盖板、12为集热板、13为外套管、14为内套管、15为外壳、16为保温层、17为导热介质循环腔、18为水加热通道。
具体实施方式
27.以下结合具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的
保护范围。
28.为了便于描述，各部件的相对位置关系，如：上、下、左、右等的描述均是根据说明书附图的布图方向来进行描述的，并不对本专利的结构起限定作用。
29.如图1所示，本发明三热源热泵供热系统一实施例包括水源1、第一电磁阀2、第一水泵3、太阳能集热器4、压缩机5、节流阀6、冷凝器7、第二水泵8、第二电磁阀9及热用户10。
30.如图2所示，所述太阳能集热器4包括玻璃盖板11、集热板12、外套管13、内套管14、外壳15以及保温层16。所述内套管14嵌套在所述外套管13内，且所述外套管13与所述内套管14之间设置为导热介质循环腔17，所述内套管14内设置为水加热通道18，所述导热介质循环腔17设置有导热介质入口和导热介质出口，所述水加热通道设置有湖水入口和湖水出口。所述外套管13的上面依次设置玻璃盖板11、集热板12，所述外套管13的下在吸热管上面的及面设置保温层16。
31.所述热用户10具有热源入口和热源出口。
32.所述太阳能集热器4的湖水入口经第一水泵3及第一电磁阀2连通所述水源1的出口，同时所述太阳能集热器4的导热介质入口经节流阀6连通所述冷凝器7的冷剂出口。所述太阳能集热器4的湖水出口连通所述水源1的入口，且所述太阳能集热器4的导热介质出口经所述压缩机5连通所述冷凝器7的冷剂入口。所述冷凝器7的热源出口经第二水泵8连通所述热用户10的热源入口，所述热用户10的热源出口经第二电磁阀9连通所述冷凝器7的热源入口。
33.本发明可根据室外环境参数运行三种供热模式，其运行模式如下：
34.模式一：太阳辐射强度较大时，关闭第一水泵3，制冷剂流经节流阀6后成为低温低压的液体，之后进入太阳能集热器4的导热介质循环腔17，制冷剂在导热介质循环腔17中吸收太阳能和空气能后汽化，随后进入压缩机5形成高温高压的蒸汽，然后在冷凝器7中冷凝，将潜热释放，之后经节流阀6流入太阳能集热器的导热介质循环腔17，同时热源在冷凝器7中吸热后经第二水泵8进入热用户10，在热用户10中释放热量，之后冷却后的热源重新经第二电磁阀9流入冷凝器7吸收热量，如此循环。
35.模式二：当太阳辐射较弱，太阳能无法单独充当热泵热源时，开启第一水泵3，水源1中的湖水流经太阳能集成器4的水加热通道放热后回到水源，同时制冷剂流经节流阀6后成为低温低压的液体，之后进入太阳能集热器4的导热介质循环腔17，制冷剂在导热介质循环腔17中吸收太阳能、空气能和湖水热能后汽化，随后进入压缩机5形成高温高压的蒸汽，然后在冷凝器7中冷凝，之后经节流阀6流入太阳能集热器的导热介质循环腔17。与此同时，热源在冷凝器7中吸热后经第二水泵8进入热用户10，在热用户10中释放热量，之后冷却后的热源重新经第二电磁阀9流入冷凝器7吸收热量，如此循环。
36.模式三：当阴雨天或夜晚无太阳辐射时，开启第一水泵3，水源1中的湖水流经太阳能集成器4的水加热通道放热后回到水源1，同时制冷剂流经节流阀6后成为低温低压的液体，并进入太阳能集热器4的导热介质循环腔17，且制冷剂在太阳能集热器4中吸收湖水热能和空气能后汽化，随后进入压缩机5形成高温高压的蒸汽，然后在冷凝器7中冷凝，之后经节流阀6流入太阳能集热器的导热介质循环腔17。与此同时，热源在冷凝器7中吸热后经第二水泵8进入热用户10，在热用户10中释放热量，之后冷却后的热源重新经第二电磁阀9流入冷凝器7吸收热量，如此循环。
37.以上所述，仅为本发明的具体实施方案，但本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。