太陽能輔助多功能熱泵技術(shù)

太陽能輔助多功能熱泵技術(shù)Teacher:WangQin(王勤)(,87951738,)InstituteofRefrigerationandCryogenics,ZhejiangUniversity

3/12/20242

引言普通空調(diào)電熱水器電老虎1997年《京都議定書》的簽署2009年空調(diào)能效等級標準提升節(jié)能環(huán)保成為時代主題矛盾引言3缺點：環(huán)境溫度低

導(dǎo)致COP低下輔助電加熱缺點：陰雨天

不能正常使用輔助電加熱太陽能熱水器優(yōu)點：太陽能

取之不盡提供熱水熱泵空調(diào)優(yōu)點：耗電量少不受天氣限制制熱速度較快太陽能輔助熱泵3/12/20244引言熱泵太陽能太陽能熱泵3/12/20245

引言：熱泵熱泵室內(nèi)環(huán)境室外環(huán)境3/12/20246太陽能熱泵熱泵室內(nèi)環(huán)境室外環(huán)境太陽能驅(qū)動式熱泵(SDHP)

Solar-drivenheatpump太陽能輔助式熱泵(SAHP)Solar-assistedheatpump太陽能直接供熱系統(tǒng)Directsolarheatingsystem3/12/20247太陽能輔助式熱泵(SAHP)直接膨脹式太陽能輔助熱泵(DX-SAHP)

Direct-expansionsolar-assistedheatpump間接膨脹式太陽能輔助熱泵(IX-SAHP)lndirect-expansionsolar-assistedheatpump室內(nèi)制熱熱泵制熱水室內(nèi)制熱熱泵制熱水室內(nèi)制冷？兩換熱器3/12/20248間接膨脹式——兩換熱器流程

水-水-空氣-空氣：周光輝20071壓縮機2室外機3室內(nèi)機4集熱器5熱水箱14水冷換熱器16四通閥17蓄熱水箱13,14,15

節(jié)流閥室內(nèi)制熱室內(nèi)制冷熱泵制熱水(冬季)？兩換熱器有四通閥3/12/20249間接膨脹式太陽能輔助多功能熱泵——兩換熱器流程

水-水-空氣：何德輝20093壓縮機室外機9膨脹閥10室內(nèi)機13集熱器14水冷換熱器17蓄熱水箱20熱水箱8,11,14,18–21

水泵室內(nèi)制熱室內(nèi)制冷熱泵制熱水兩換熱器無四通閥室內(nèi)制熱熱泵制熱水室內(nèi)制冷？兩換熱器3/12/202410間接膨脹式太陽能輔助熱泵(IX-SAHP)

單/雙熱源式（水/空氣-水/空氣）室內(nèi)制熱熱泵制熱水室內(nèi)制冷？三換熱器水-水空氣-水水-空氣空氣-空氣室內(nèi)側(cè)-室外側(cè)室內(nèi)制熱熱泵制熱水(冬季)？兩換熱器3/12/202411流程分類兩換熱器有四通閥無四通閥三換熱器(A)閥前連接(B)閥后連接(C)跨接A1閥前串聯(lián)A2閥前并聯(lián)B1閥后串聯(lián)B2閥后并聯(lián)C1三通跨接C2四通跨接多換熱器(A)制取高溫水(B)蓄能(C)利用輔助熱源(D)利用回?zé)崞?/12/202412間接膨脹式——兩換熱器流程

水-水-空氣-空氣：周光輝20071壓縮機2室外機3室內(nèi)機4集熱器5熱水箱14水冷換熱器16四通閥17蓄熱水箱13,14,15

節(jié)流閥室內(nèi)制熱室內(nèi)制冷熱泵制熱水兩換熱器有四通閥3/12/202413間接膨脹式太陽能輔助多功能熱泵——兩換熱器流程

水-水-空氣：何德輝20093壓縮機室外機9膨脹閥10室內(nèi)機13集熱器14水冷換熱器17蓄熱水箱20熱水箱8,11,14,18–21

水泵室內(nèi)制熱室內(nèi)制冷熱泵制熱水兩換熱器無四通閥3/12/202414流程分類兩換熱器有四通閥無四通閥三換熱器(A)閥前連接(B)閥后連接(C)跨接A1閥前串聯(lián)A2閥前并聯(lián)B1閥后串聯(lián)B2閥后并聯(lián)C1三通跨接C2四通跨接多換熱器(A)制取高溫水(B)蓄能(C)利用輔助熱源(D)利用回?zé)崞?/12/202415間接膨脹式——三換熱器流程——置于四通閥之后（B）

（B2）：黃曉峰20041壓縮機2四通閥5室內(nèi)機6節(jié)流閥7熱水箱9室外機室內(nèi)制熱室內(nèi)制冷熱泵制熱水三換熱器閥后并聯(lián)B2無旁通管無儲液器3/12/202416間接膨脹式——三換熱器流程——置于四通閥之后（B）

（B1）：王勤20061壓縮機4四通閥9室內(nèi)機14熱水箱15集熱器22室外機1220節(jié)流閥131921旁通閥室內(nèi)制熱室內(nèi)制冷熱泵制熱水三換熱器閥后串聯(lián)B1三旁通管無儲液器太陽能輔助多功能熱泵系統(tǒng)（ZL200610050285.5）3/12/202417流程分類兩換熱器有四通閥無四通閥三換熱器(A)閥前連接(B)閥后連接(C)跨接A1閥前串聯(lián)A2閥前并聯(lián)B1閥后串聯(lián)B2閥后并聯(lián)C1三通跨接C2四通跨接多換熱器(A)制取高溫水(B)蓄能(C)利用輔助熱源(D)利用回?zé)崞?/12/202418間接膨脹式——三換熱器流程——置于四通閥之前（A）

（A1）：彭建華20051熱水箱2水泵4四通閥5壓縮機7節(jié)流閥9室內(nèi)機10室外機68旁通閥室內(nèi)制熱室內(nèi)制冷熱泵制熱水三換熱器閥前串聯(lián)A1兩旁通管3/12/202419間接膨脹式——四換熱器流程一、制取高溫水：陳錦聰20071壓縮機3四通閥4室外機89熱水箱10節(jié)流閥13室內(nèi)機612單向閥25711電磁閥室內(nèi)制熱室內(nèi)制冷熱泵制熱水四換熱器閥后串聯(lián)B1節(jié)流模塊無儲液器閥不失靈3/12/202420流程分類兩換熱器有四通閥無四通閥三換熱器(A)閥前連接(B)閥后連接(C)跨接A1閥前串聯(lián)A2閥前并聯(lián)B1閥后串聯(lián)B2閥后并聯(lián)C1三通跨接C2四通跨接多換熱器(A)制取高溫水(B)蓄能(C)利用輔助熱源(D)利用回?zé)崞?/12/202421間接膨脹式——三換熱器流程——置于四通閥兩端（C）

（C1）：劉叁明20071壓縮機2室內(nèi)機4室外機5熱水箱換熱器19集熱器5儲液器7

8四通閥91011節(jié)流閥121314單向閥18熱水箱室內(nèi)制熱室內(nèi)制冷熱泵制熱水三換熱器跨閥連接C1節(jié)流模塊有儲液器閥不失靈3/12/202422間接膨脹式——三換熱器流程——置于四通閥兩端（C）

（C2）：王勤20101壓縮機2室內(nèi)機4室外機5熱水箱換熱器19集熱器5儲液器7

8四通閥91011節(jié)流閥121314單向閥18熱水箱室內(nèi)制熱室內(nèi)制冷熱泵制熱水三換熱器跨閥連接C2節(jié)流模塊有儲液器閥不失靈一種多熱源輔助多功能熱泵系統(tǒng)（201010114627.1）3/12/202423流程分類兩換熱器有四通閥無四通閥三換熱器(A)閥前連接(B)閥后連接(C)跨接A1閥前串聯(lián)A2閥前并聯(lián)B1閥后串聯(lián)B2閥后并聯(lián)C1三通跨接C2四通跨接多換熱器(A)制取高溫水(B)蓄能(C)利用輔助熱源(D)利用回?zé)崞?/12/202424間接膨脹式——四換熱器流程一、制取高溫水：陳錦聰20071壓縮機3四通閥4室外機89熱水箱10節(jié)流閥13室內(nèi)機612單向閥25711電磁閥室內(nèi)制熱室內(nèi)制冷熱泵制熱水四換熱器閥后串聯(lián)B1節(jié)流模塊無儲液器閥不失靈3/12/202425間接膨脹式——四換熱器流程二、蓄能：楊磊20101集熱器3室外機4壓縮機5四通閥6室內(nèi)機7水箱換熱器

8節(jié)流閥9熱水箱室內(nèi)制熱室內(nèi)制冷熱泵制熱水四換熱器閥后并聯(lián)B2三通閥切換無儲液器閥多失靈3/12/202426直接膨脹式——四換熱器流程三、利用輔助熱源：王勤2010室內(nèi)制熱室內(nèi)制冷熱泵制熱水四換熱器閥后并聯(lián)B2節(jié)流模塊有儲液器閥多失靈1壓縮機2室內(nèi)機5室外機3熱水箱4集熱器6儲液器12四通閥891011節(jié)流閥16171819單向閥1415三通閥一種新型直膨式多功能太陽能輔助熱泵系統(tǒng)（200910099401.6）3/12/202427直接膨脹式——四換熱器流程四、利用回?zé)崞鳎和跚?012室內(nèi)制熱室內(nèi)制冷熱泵制熱水五換熱器跨閥連接C2閥前并聯(lián)A2節(jié)流模塊有儲液器閥不失靈一種太陽能輔助空氣源跨臨界二氧化碳多功能熱泵系統(tǒng)（201210101980.5）1壓縮機23四通閥4用戶側(cè)換熱器5-熱源側(cè)換熱器6直膨換熱器8回?zé)崞?10單向閥11高壓儲液桶12干燥過濾器13141522電磁閥161718節(jié)流元件20生活水箱3/12/202428流程分類兩換熱器有四通閥無四通閥三換熱器(A)閥前連接(B)閥后連接(C)跨接A1閥前串聯(lián)A2閥前并聯(lián)B1閥后串聯(lián)B2閥后并聯(lián)C1三通跨接C2四通跨接多換熱器(A)制取高溫水(B)蓄能(C)利用輔助熱源(D)利用回?zé)崞?/12/202429熱泵運行模式與循環(huán)流程運行模式循環(huán)流程1太陽能熱水器COP=+∞2普通室內(nèi)制熱COP=340%3普通室內(nèi)制冷COP=320%4熱泵熱水器COP=300%5太陽能輔助室內(nèi)制熱COP=440%6室內(nèi)制冷兼制熱水COP=670%7冬季輔助除霜或夏季制冷水高效省電3/12/202430優(yōu)勢熱水融霜高效省電熱泵制熱水COP>300%制冷時制熱水COP＞600%太陽能輔助制熱COP＞400%家用冷暖空調(diào)太陽能熱水器3/12/202431經(jīng)濟技術(shù)分析——

以杭州市為例①面積為20m2的房間，日需150L熱水，平均水溫從15℃加熱到50℃。年制熱，制冷時間均以540h（每天6h，共3個月）計，年輔助電加熱時間180h，輔助電加熱功率1200W。年制熱水時間以360天計，年輔助電加熱水時間120天。②能源價格按照2008年第一季度民用電平均單價0.6元/千瓦、天然氣平均單價2.3元/立方米時進行了計算。③最后一欄按浙江省有1000萬戶城鎮(zhèn)家庭，且平均每7戶家庭中有一戶安裝該系統(tǒng)來計算。④電熱水器和燃氣熱水器1200元，家用空調(diào)3000元，熱泵熱水器4700元，太陽能熱水器4000元。3/12/202432經(jīng)濟技術(shù)分析——

節(jié)能效果組合方式12345電熱水器/熱泵空調(diào)燃氣熱水器/熱泵空調(diào)熱泵熱水器/熱泵空調(diào)太陽能熱水器/熱泵空調(diào)SAMHPS制冷效率340%340%340%340%340%制熱效率320%320%320%320%440%熱水效率100%80%300%100%~∞100%~∞

年耗電量（kWh）42083109274325341797年節(jié)約電量（kWh）241113129467360年節(jié)約電量比例757%42%34%29%0%

浙江省年節(jié)約電量(億kWh)34.418.713.510.5

0.03/12/202433經(jīng)濟技術(shù)分析——

經(jīng)濟性組合方式

12345電熱水器/熱泵空調(diào)燃氣熱水器/熱泵空調(diào)熱泵熱水器/熱泵空調(diào)太陽能熱水器/熱泵空調(diào)SAMHPS初投資（元）400040006400