多能源驱动空气源热泵及运行方法与流程

本发明属于空气能热泵领域，具体涉及一种多能源驱动空气源热泵及运行方法。

背景技术：

1、空气能热泵具有能效高、使用便捷的优点，在酒店、商场以及家庭被广泛使用。

2、空气能热泵一般应用于大平米的空间，采用电力或天然气为能源。空气能热泵是可以将热量自低位热源空气流向高位热源的节能装置，兼顾环保和节能的优点，是我国北方地区推荐的采暖方式之一。此外，基于空气能热泵的运行原理，夏季还可以作为制冷设备，且空气能热泵具有维护简单、使用便捷和安全系数高的特点，因此对酒店、商场等地具有较高的吸引力。

3、我国北方采暖多采用煤炭，具有空气污染严重而采暖成本低的特点。空气能热泵的运行一般采用电力或天然气，部分可能采用燃油，虽然对环境保护有利，但存在能源成本较高的问题，不利于空气能热泵的推广。

4、当前技术中，存在将太阳能与空气能热泵综合利用的方式，例如一种是将太阳能蓄热水和空气能热泵的热能一起向室内供暖，或者采用太阳能发电后与市电综合驱动空气能热泵运行。第一种方式存在不能利用太阳能为室内供冷的缺陷，第二种则存在能源利用效率低的问题。

技术实现思路

1、为克服上述相关技术中的缺陷，本发明提出一种多能源驱动空气源热泵。通过利用太阳能以降低空气能热泵运行时电量消耗，具有能效高、运行成本低的优点。

2、一方面，本发明的一些实施例提供一种多能源驱动空气源热泵。所述的多能源驱动空气源热泵包括：变频电机、汽轮机构、耦合器、压缩机、蒸发器、膨胀阀和散热器。其中，汽轮机构包括输出轴。耦合器包括第一输入轴、第二输入轴和耦合输出轴，所述变频电机的输出轴与所述第一输入轴连接，所述汽轮机构的输出轴与所述第二输入轴连接；所述耦合器被配置为：通过第一输入轴接收来自变频电机的动力输入，通过第二输入轴接收来自汽轮机构的动力输入，并将所述变频电机的动力和汽轮机构的动力耦合后通过耦合输出轴输出。压缩机与所述耦合输出轴连接。蒸发器与所述压缩机连通。膨胀阀与所述蒸发器连通。散热器与所述膨胀阀连通，且所述散热器还与所述压缩机连通。

3、优选地，所述汽轮机构还包括：储水箱、太阳能热水器、汽轮件和凝汽件。所述储水箱上端设置有气压安全阀。所述太阳能热水器与所述储水箱连通。所述汽轮件与所述太阳能热水器连通，所述汽轮件的转子中轴与所述汽轮机构的输出轴同轴固定连接。所述凝汽件与所述汽轮件连通，且所述凝汽件还与所述储水箱连通。

4、优选地，所述汽轮件包括：汽轮外壳、喷嘴和转子。其中，汽轮外壳为管状结构，所述汽轮外壳的一端设置有排水孔和排气孔，所述排水孔与所述储水箱连通。所述汽轮外壳的内壁上设置有多个所述喷嘴，多个所述喷嘴与所述太阳能热水器连通。转子设置于所述汽轮外壳内部，所述转子两端与所述汽轮外壳通过轴承连接，所述转子上设置有多个叶片，所述多个叶片与多个所述喷嘴相适应，多个所述喷嘴接收来自太阳能热水器的热水并转化为蒸汽，所述蒸汽驱动所述转子转动。抽气件与所述汽轮外壳的一端连通，所述抽气件被配置为抽取所述汽轮外壳内的蒸汽，所述抽气件还与所述凝汽件连通。

5、优选地，所述凝汽件包括：凝汽外壳和换热器。换热器设置于所述凝汽外壳内，所述换热器的冷介质进口、冷介质出口均与冷水箱连通，所述冷介质进口和所述冷水箱之间的管路上设置有驱动泵，所述换热器的热介质进口与所述汽轮外壳的排气孔连通，所述换热器的热介质出口与所述储水箱连通。

6、优选地，所述耦合器还包括：中心轮、行星轮架、外圈、驱动齿轮和主动齿轮。所述中心轮的中轴与所述第一输入轴连接，所述中心轮上设置有第一制动器，且所述中心轮和所述第一输入轴之间设置有第一离合器。所述行星轮架包括多个行星轮，行星轮架与所述耦合输出轴固定连接。所述外圈设置于所述行星轮架外侧，所述外圈、所述行星轮架和中心轮形成行星齿轮系，所述外圈外侧设置有第二制动器。驱动齿轮与所述外圈同轴固定连接。主动齿轮与所述驱动齿轮啮合，所述主动齿轮的中心轴与所述第二输入轴连接，且所述主动齿轮和所述第二输入轴之间设置有第二离合器。

7、优选地，所述多能源驱动空气源热泵还包括无极变速齿轮箱，所述汽轮机构和所述第二输入轴之间设置有无极变速齿轮箱。

8、优选地，所述多能源驱动空气源热泵还包括旋转编码器，所述旋转编码器设置于所述汽轮机构的转子远离输出轴的一端，所述旋转编码器被配置为采集所述汽轮机构的输出轴转速。

9、优选地，所述多能源驱动空气源热泵还包括控制器，所述控制器与所述变频电机、所述旋转编码器、无极变速齿轮箱的控制端、第一离合器、第二离合器、第一制动器和第二制动器电气连接。

10、另一方面，本发明的一些实施例还提供一种多能源驱动空气源热泵的方法，适用于上述多能源驱动空气源热泵，所述多能源驱动空气源热泵包括第一动力源、第二动力源和压缩机。

11、所述多能源驱动空气源热泵的方法包括：将所述第一动力源的输出和所述第二动力源的输出进行耦合后共同输出，并驱动所述压缩机运行。在对所述压缩机输入功率确定的情况下，所述第一动力源根据所述第二动力源的输出功率调整自身输出功率。

12、优选地，所述第一动力源包括变频电机，所述第二动力源采用太阳能或风能。

13、本发明的有益效果在于：

14、本发明采用变频电机和汽轮机构，通过耦合器实现两者输出耦合后共同驱动压缩机运行。汽轮机构采用太阳能，在压缩机要求的输入功率确定的情况下，变频电机根据汽轮机构的输出功率，适应性降低自身输出功率，如此实现空气能源热泵的电能消耗降低，具有节能、使用成本低的优点。

技术特征：

1.多能源驱动空气源热泵，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的多能源驱动空气源热泵，其特征在于，所述汽轮机构还包括：

3.根据权利要求2所述的多能源驱动空气源热泵，其特征在于，所述汽轮件包括：

4.根据权利要求3所述的多能源驱动空气源热泵，其特征在于，所述凝汽件包括：

5.根据权利要求1~4任一项所述的多能源驱动空气源热泵，其特征在于，所述耦合器还包括：

6.根据权利要求5所述的多能源驱动空气源热泵，其特征在于，所述多能源驱动空气源热泵还包括无极变速齿轮箱，所述汽轮机构和所述第二输入轴之间设置有无极变速齿轮箱。

7.根据权利要求6所述的多能源驱动空气源热泵，其特征在于，所述多能源驱动空气源热泵还包括旋转编码器，所述旋转编码器设置于所述汽轮机构的转子远离输出轴的一端，所述旋转编码器被配置为采集所述汽轮机构的输出轴转速。

8.根据权利要求7所述的多能源驱动空气源热泵，其特征在于，所述多能源驱动空气源热泵还包括控制器，所述控制器与所述变频电机、所述旋转编码器、无极变速齿轮箱的控制端、第一离合器、第二离合器、第一制动器和第二制动器电气连接。

9.一种多能源驱动空气源热泵的方法，适用于上述权利要求1~8任一项所述的多能源驱动空气源热泵，所述多能源驱动空气源热泵包括第一动力源、第二动力源和压缩机；

10.根据权利要求9所述的多能源驱动空气源热泵的方法，其特征在于，所述第一动力源包括变频电机，所述第二动力源采用太阳能或风能。

技术总结本发明属于空气能热泵领域，具体涉及一种多能源驱动空气源热泵及运行方法；通过利用太阳能以降低空气能热泵运行时电量消耗，具有能效高、运行成本低的优点。技术方案包括：变频电机、汽轮机构、耦合器、压缩机、蒸发器、膨胀阀和散热器。汽轮机构包括输出轴。耦合器包括第一输入轴、第二输入轴和耦合输出轴，变频电机的输出轴与第一输入轴连接，汽轮机构的输出轴与第二输入轴连接；第一输入轴接收来自变频电机的动力输入，第二输入轴接收来自汽轮机构的动力输入，并将变频电机的动力和汽轮机构的动力耦合后通过耦合输出轴输出。压缩机与耦合输出轴连接。蒸发器与压缩机连通。膨胀阀与蒸发器连通。散热器与膨胀阀连通，散热器与压缩机连通。技术研发人员：吴长锋,杨顺亿,张宏伟受保护的技术使用者：山西桐鑫宇环保设备有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/20