本發明涉及熱泵技術領域，特別是涉及一種多功能空氣源熱泵系統。
背景技術：
目前，隨著我國經濟的快速發展和能源利用模式的粗放管理，我國正面臨兩大主要難題：一是環境污染，特別是秋冬季節霧霾天氣的增多；二是能源匱乏。秋冬季節，霧霾嚴重，已嚴重危害到人們的身體健康，眾多分析表明霧霾能加大許多病癥的發生率，例如癌癥、肺部感染以及皮膚病等疾病。導致環境污染的原因眾多，煤炭石油等化石能源的大量低利用率消耗是造成空氣污染的主要原因，而農村的冬季燃煤供暖能源利用率低、燃燒設備落后，也會產生大量的危害性氣體和粉塵，這也是造成大氣污染物累積的一個重要原因。
為改善居住環境，目前我國以京津冀地區為試點，正在大力推行煤改電項目，即采用空氣源熱泵替代農村的燃煤供暖方式，從而力求減輕環境污染，提高能源的利用效率。
但是，目前在對空氣源熱泵的利用上，只是限于冬季供暖使用，功能單一，無法滿足農村居民或者其他居民在夏季的制冷需求，以及對糧食的干燥處理需求和果蔬的冷藏處理需求。
因此，目前迫切需要開發出一種空氣源熱泵系統，其可以保證對農村居民或者其他居民進行冬季供暖的同時，還可以滿足居民在夏季的制冷需求，以及對糧食的干燥處理需求和果蔬的冷藏處理需求，提高糧食和果蔬的保存率，有效降低居民的生產和生活成本，增加居民的經濟收入，提高居民的生活條件。
技術實現要素：
有鑒于此，本發明的目的是提供一種多功能空氣源熱泵系統，其可以保證對農村居民或者其他居民進行冬季供暖的同時，還可以滿足居民在夏季的制冷需求，以及對糧食的干燥處理需求和果蔬的冷藏處理需求，提高糧食和果蔬的保存率，有效降低居民的生產和生活成本，增加居民的經濟收入，提高居民的生活條件，有利于促進空氣源熱泵系統的廣泛推廣應用，具有重大的生產實踐意義。
為此，本發明提供了一種多功能空氣源熱泵系統，包括熱泵子系統，所述熱泵子系統與儲貨室和/或用能室相連通，所述熱泵子系統用于向所述儲貨室和/或用能室輸送升溫后或者降溫后的空氣。
其中，所述熱泵子系統包括壓縮機，所述壓縮機的制冷劑進口分別與第一截止閥和第三截止閥相連通，所述壓縮機的制冷劑出口分別與第二截止閥和第四截止閥相連通；
所述第一截止閥和第二截止閥相連通且通過同一個管路與室內換熱器相連通；
所述第三截止閥和第四截止閥相連通，所述第三截止閥分別與室外電磁閥和室內電磁閥相連通，所述第四截止閥與所述室外電磁閥和室內電磁閥相連通；
所述室外電磁閥與室外換熱器相連通，所述室內電磁閥與室內冷凝器相連通；
所述室外換熱器分別與正向膨脹閥和反向膨脹閥相連通，所述室內冷凝器分別與所述正向膨脹閥和反向膨脹閥相連通；
所述正向膨脹閥通過正向截止閥與所述室內換熱器相連通，所述反向膨脹閥通過反向截止閥與所述室內換熱器相連通；
所述室內冷凝器的右側通過第一通風管道與所述儲貨室的頂部相連通；
所述儲貨室的底部通過第二通風管道與所述室內換熱器的右側相連通；
所述室內換熱器的左側通過第三通風管道分別與用能室風閥和儲貨室風閥相連通；
所述用能室風閥通過第四通風管道與所述用能室的右端下部相連通，所述儲貨室風閥通過第五通風管道與所述室內冷凝器的左側相連通。
其中，所述儲貨室內在垂直方向間隔設置有多排貨架。
其中，所述第二通風管道還與一個補風閥相連通，所述補風閥的右端設置有一個補風口。
其中，所述補風閥與所述第二通風管道的下部相連通，所述補風閥與所述室內換熱器相對應設置且位于同一水平面上。
其中，所述第一通風管道和第二通風管道為弧形的通風管道。
其中，所述室內換熱器的正左方設置有一個室內風機。
其中，所述儲貨室風閥和用能室風閥均為分級可調節的風閥。
其中，所述用能室包括一間房間或者多個房間。
其中，當所述用能室包括多個房間時，每個所述房間分別通過一個所述用能室風閥與所述第三通風管道相連通。
由以上本發明提供的技術方案可見，與現有技術相比較，本發明提供了一種多功能空氣源熱泵系統，其可以保證對農村居民或者其他居民進行冬季供暖的同時，還可以滿足居民在夏季的制冷需求，以及對糧食的干燥處理需求和果蔬的冷藏處理需求，提高糧食和果蔬的保存率，有效降低居民的生產和生活成本，增加居民的經濟收入，提高居民的生活條件，有利于促進空氣源熱泵系統的廣泛推廣應用，具有重大的生產實踐意義。
附圖說明
圖1為本發明提供的一種多功能空氣源熱泵系統的結構示意圖；
圖中，1為壓縮機，2為第一截止閥，3為第二截止閥，4為第三截止閥，5為第四截止閥，6為室外電磁閥，7為室內電磁閥；
8為室外換熱器，9為室內冷凝器，10為儲貨室，11為正向膨脹閥，12為反向膨脹閥，13為正向截止閥，14為反向截止閥，15為貨架，16為室內換熱器，17為室內風機，18為補風閥，19為補風口，20為儲貨室風閥，21為用能室風閥，22為用能室。
具體實施方式
為了使本技術領域的人員更好地理解本發明方案，下面結合附圖和實施方式對本發明作進一步的詳細說明。
參見圖1，本發明提供了一種多功能空氣源熱泵系統，包括熱泵子系統，所述熱泵子系統通過管路與儲貨室10和/或用能室22相連通，所述熱泵子系統用于向所述儲貨室10和/或用能室22輸送升溫后或者降溫后的空氣；
所述儲貨室10用于放置需要烘干或冷藏的物品(例如果蔬等各種農作物)，所述用能室22為需要進行供熱或者供冷的工作空間以及生活空間(例如人們的居室、客廳)。
在本發明中，具體實現上，所述熱泵子系統包括壓縮機1，所述壓縮機1的制冷劑進口分別與第一截止閥2和第三截止閥4相連通，所述壓縮機1的制冷劑出口分別與第二截止閥3和第四截止閥5相連通；
所述第一截止閥2和第二截止閥3相連通且通過同一個管路與室內換熱器16相連通；
所述第三截止閥4和第四截止閥5相連通，所述第三截止閥4分別與室外電磁閥6和室內電磁閥7相連通，所述第四截止閥5與所述室外電磁閥6和室內電磁閥7相連通；
所述室外電磁閥6與室外換熱器8相連通，所述室內電磁閥7與室內冷凝器9相連通；
所述室外換熱器8分別與正向膨脹閥11和反向膨脹閥12相連通，所述室內冷凝器9分別與所述正向膨脹閥11和反向膨脹閥12相連通；
所述正向膨脹閥11通過正向截止閥13與所述室內換熱器16相連通，所述反向膨脹閥12通過反向截止閥14與所述室內換熱器16相連通。
參見圖1，為了向儲貨室10和用能室22輸送升溫后或者降溫后的循環空氣，形成便于空氣流動的通風通道(圖1所示箭頭方向為空氣循環流動的方向)，具體實現上，所述室內冷凝器9的右側通過第一通風管道101與所述儲貨室10的頂部相連通；
所述儲貨室10的底部通過第二通風管道102與所述室內換熱器16的右側相連通；
所述室內換熱器16的正左方設置有一個室內風機17，用于增加流經室內換熱器16的空氣的循環流動速度；
所述室內換熱器16的左側通過第三通風管道103分別與用能室風閥21和儲貨室風閥20相連通；
所述用能室風閥21通過第四通風管道104與所述用能室22的右端下部相連通，所述儲貨室風閥20通過第五通風管道105與所述室內冷凝器9的左側相連通。
在本發明中，具體實現上，所述儲貨室10內在垂直方向間隔設置有多排貨架15，每排貨架16都用于放置需要儲存的貨物(例如果蔬)，可以進行烘干和冷藏兩種模式。
在本發明中，具體實現上，所述第二通風管道102還與一個補風閥18相連通，所述補風閥18的右端設置有一個補風口19，所述補風口19與外部空間(即本發明系統外的空間)相連通。
具體實現上，所述補風閥18與所述第二通風管道102的下部相連通，所述補風閥18與所述室內換熱器16相對應設置且位于同一水平面上。
在本發明中，具體實現上，所述第一通風管道101和第二通風管道102優選為弧形的通風管道，從而可以提高空氣流動的順暢度。
在本發明中，具體實現上，所述儲貨室風閥20和用能室風閥21優選為采用分級可調節的風閥。
在本發明中，具體實現上，所述用能室22可以包括一間房間或者多個房間(其中每個房間都分別通過管道、用能室風閥21與所述第三通風管道103相連通，每個房間中配置有風口)。
在本發明中，具體實現上，所述儲貨室10可以為新建造的獨立的儲貨室，也可以為現有住房改造的儲貨室。
需要說明的是，對于本發明，任意相互連通的兩個部件之間，通過輔助管路進行相互連通。
在本發明中，需要說明的是，所述壓縮機1用于將室外換熱器8或室內換熱器16內的低溫低壓制冷劑氣體壓縮成高壓過熱氣體；
所述室外換熱器8主要有兩個用途，一是在烘干模式、供冷模式和冷藏模式下用于防止儲貨室10內的空氣溫度過高，而將其內的制冷劑的熱量釋放到外界空氣，二是在供暖模式下用于通過其內的低溫低壓制冷劑吸收外界空氣中的熱量；
所述室內冷凝器9用于在烘干模式下將其內的制冷劑的熱量釋放給儲貨室10內的循環空氣；
所述正向膨脹閥11用于在烘干模式下將高壓液體制冷劑節流成低溫低壓兩相制冷劑流體；
所述反向膨脹閥12用于在供暖模式下將高壓液體制冷劑節流成低溫低壓兩相制冷劑流體；
所述室內換熱器16主要有兩個用途，一是在烘干模式、冷藏模式和供冷模式下通過其內的低溫低壓制冷劑吸收儲貨室內的循環空氣熱量，二是在供熱模式下通過其內的高壓高溫制冷劑將熱量釋放給空氣，并且通過第三通風管道103和第四通風管道104傳輸給用能室22，用于加熱用能室。
對于本發明，為了更加清楚了地了解本發明的技術方案，下面對本發明具有的四種工作模式的工作原理分別進行說明。本發明一共可分成四種工作模式：以儲貨室10為工作空間的烘干、冷藏兩種模式和以用能室22為工作空間的供熱、供冷兩種模式。
一、烘干模式。參見圖1所示，此種模式下，為提高干燥效率，以熱泵系統的運作方式分為升溫環節和降溫環節。首先，將待烘干的物品放入儲貨室10內的貨架15上，按薄層的方式進行布置。熱泵系統通電，關閉第二截止閥3、第三截止閥4、反向膨脹閥12、反向截止閥14、用能室風閥21和補風閥18，打開第一截止閥2、第四截止閥5和儲貨室風閥20，用戶設定需要的干燥溫度和干燥時間，啟動壓縮機1和室內風機17，熱泵系統啟動。此時，設定的干燥溫度一般高于室外的環境溫度，熱泵系統中的室內電磁閥7打開，關閉室外電磁閥6，熱泵系統處于升溫的環節，壓縮機1從室內換熱器16處吸收低溫低壓制冷劑而進行壓縮，所生成的高溫高壓過熱的制冷劑蒸氣進入到室內冷凝器9內，并將熱量釋放給流經室內冷凝器9和第一通風管道101的循環空氣，從而制冷劑溫度下降，循環空氣升溫，隨后制冷劑在正向膨脹閥11處膨脹降壓后流入室內換熱器16中蒸發吸熱，使得流經室內換熱器16的循環空氣的溫度下降，然后制冷劑再次流回壓縮機1，完成升溫環節的制冷劑循環。
需要說明的是，儲貨室10內循環的空氣在室內冷凝器9內吸收熱量溫度升高，用于加熱待烘干的物品和促進其內水分的蒸發，然后在室內換熱處16處將熱量釋放給蒸發吸熱的制冷劑并使循環空氣中的水蒸汽冷凝析出，隨后循環的空氣再次進入室內冷凝器9處吸熱(即吸取制冷劑冷凝釋放的熱量)，完成空氣循環。根據能量守恒定律，升溫環節干燥空氣溫度不斷升高，當儲貨室10內的循環空氣實時溫度高于用戶設定的干燥溫度(例如高于0.5℃)時，可以將室內電磁閥7關閉，室外電磁閥6打開，制冷劑從壓縮機1流出后進入室外換熱器8并將熱量釋放給外界的空氣，然后依次經過正向膨脹閥11和室內換熱器16，熱泵系統轉入到降溫環節，此時儲貨室10內的空氣溫度會先升高后下降，當循環空氣的實時溫度低于用戶設定的干燥溫度(例如低于0.5℃)時，再轉入升溫過程。因此，對于本發明，可以實現以儲貨室10為工作空間的烘干模式。
此外，對于本發明提供的熱泵系統，當需要外界補風時，打開補風閥18并調節其開度，從補風口19處補風；當在烘干物品的同時需要向用能室22進行供冷時，同時打開補風閥18和用能室風閥21，經室內換熱器16降溫后的空氣輸入到用能室22中供冷，且從補風口19補風。
二、冷藏模式。參見圖1所示，此種模式下，首先，將待冷藏的物品進行包裝后放入儲貨室10內的貨架15上。熱泵系統通電，關閉第二截止閥3、第三截止閥4、反向膨脹閥12、反向截止閥14、室內電磁閥7、用能室風閥21和補風閥18，打開第一截止閥2、第四截止閥5、室外電磁閥6、和儲貨室風閥20，用戶設定需要的冷藏溫度，啟動壓縮機1和室內風機17，熱泵系統啟動。壓縮機1從室內換熱器16處吸收低溫低壓的制冷劑并進行壓縮，所壓縮生成的高溫高壓過熱制冷劑蒸氣進入室外換熱器8內并將熱量釋放給外界的循環空氣，從而制冷劑溫度下降，隨后制冷劑在正向膨脹閥11處膨脹降壓后流入室內換熱器16蒸發吸熱(即吸取外部的室內循環空氣的熱量)，再次流回壓縮機1，完成制冷劑的循環。
需要說明的是，儲貨室10內的循環空氣在經過室內換熱器16內將熱量釋放給內部的制冷劑，從而循環空氣的溫度下降，隨后重新進入儲貨室10內的貨架空間15，溫度下降后的循環空氣能夠用于冷藏物品。因此，本發明可以實現以儲貨室10為工作空間的冷藏模式。此外，對于本發明提供的熱泵系統，當需要外界補風時，打開補風閥18并調節其開度，從補風口19處補風；當在冷藏物品的同時需要向用能室22進行供冷時，同時打開補風閥18和用能室風閥21，經室內換熱器16降溫后的空氣輸入到用能室22中進行供冷，且從補風口19處進行補風。
三、供冷模式。參見圖1所示，此種模式下，此時，熱泵系統用于給用能室22供冷。熱泵系統通電，關閉第二截止閥3、第三截止閥4、反向膨脹閥12、反向截止閥14、室內電磁閥7和儲貨室風閥20，打開第一截止閥2、第四截止閥5、室外電磁閥6、用能室風閥21和補風閥18，用戶設定需要的供冷溫度后，啟動壓縮機1和室內風機17，熱泵系統啟動。壓縮機1從室內換熱器16處吸收低溫低壓的制冷劑并進行壓縮，壓縮生成的高溫高壓過熱制冷劑蒸氣進入室外換熱器8內并將熱量釋放給外界的空氣，從而制冷劑的溫度下降，隨后制冷劑在正向膨脹閥11處膨脹降壓后流入室內換熱器16中蒸發吸熱(即吸取外部的室內循環空氣的熱量)，然后制冷劑再次流回壓縮機1，完成制冷劑的循環。
需要說明的是，對于本發明提供的熱泵系統，當需要外界補風時，補風閥18打開后，外界空氣從補風口19進入室內換熱器16處，從而可以將熱量釋放給室內換熱器16的制冷劑后(此時制冷劑蒸發吸熱)，空氣的溫度下降，然后通過用能室風閥21進入用能室22，從而達到對用能室22進行降溫的目的，因此，本發明可以實現以用能室22為工作空間的供冷模式。
四、供熱模式。參見圖1所示，此種模式下，此時，熱泵系統用于給用能室供熱。熱泵系統通電，關閉第一截止閥2、截止閥5、室內電磁閥6、正向電磁閥13和儲貨室風閥20，打開第二截止閥3、第三截止閥4、室內電磁閥7、補風閥18和用能室風閥21，在用戶設定需要的供熱溫度后，啟動壓縮機1和室內風機17，熱泵系統啟動。壓縮機1從室外換熱器8處吸收低溫低壓制冷劑進行壓縮，壓縮生成的高溫高壓過熱制冷劑蒸氣進入室內換熱器16內并將熱量釋放給外部的空氣，從而制冷劑的溫度下降，隨后制冷劑在反向膨脹閥12處膨脹降壓后流入室外換熱器8中蒸發吸熱(即吸取外部室內循環空氣的熱量)，再次流回壓縮機1，完成制冷劑的循環。
此外，對于本發明提供的熱泵系統，當需要外界補風時，補風閥18打開后，外界空氣從補風口19進入室內換熱器16處，從而流入的空氣可以吸收室內換熱器16內制冷劑釋放的熱量而溫度升高，然后通過用能室風閥21后，進入用能室22中，從而達到對用能室22進行升溫目的。因此，本發明可以實現以用能室22為工作空間的供熱模式。
因此，對于本發明提供的一種多功能空氣源熱泵系統，其采用了一套系統，即可以實現了烘干、冷藏、供熱和供冷等四種基本功能，能有效地解決目前農村以及其他地區在供冷、供熱、農產品烘干和冷藏方面的需求。綜上所述，與現有技術相比較，本發明提供的一種多功能空氣源熱泵系統，其可以保證對農村居民或者其他居民進行冬季供暖的同時，還可以滿足居民在夏季的制冷需求，以及對糧食的干燥處理需求和果蔬的冷藏處理需求，提高糧食和果蔬的保存率，有效降低居民的生產和生活成本，增加居民的經濟收入，提高居民的生活條件，有利于促進空氣源熱泵系統的廣泛推廣應用，具有重大的生產實踐意義。
對于本發明提供的一種多功能空氣源熱泵系統，其采用一套系統實現了四種基本功能，能有效地解決目前農村在供冷、供熱、農產品烘干和冷藏方面的需求。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。