[发明专利]一种低谷电驱动的空气源热泵多模式采暖系统

说明书

本发明涉及一种低谷电驱动的空气源热泵多模式采暖系统，该采暖系统包括呈循环回路的导热管，所述导热管依次经过空气源热泵、加热单元及多级储能单元，所述导热管内填充导热介质，所述多级储能单元中铺设传热导管，并通过传热导管中的传热介质将多级储能单元中的热量传递给热用户。与现有技术相比，本发明利用电辅助加热、空气预热的方法可以实现空气源热泵全天候的高效使用，采用低谷电以及高低温梯级储热释热的方法提高能源利用效率，采用高密度相变储热装置获得更低的空间需求和稳定的温度输出，具有体积小、高效率、全天候自适应以及良好经济性的优点。

技术领域

本发明涉及热泵空调供暖领域，具体涉及一种低谷电驱动的空气源热泵多模式采暖系统。

背景技术

随着社会的不断变革与进步，能源已成为人类赖以生存与发展的基石。工业革命以来，化石燃料消耗的迅猛增加对能源安全、环境保护提出了巨大挑战。在能源消耗中，建筑能耗庞大，而其中最大的能源消耗来自于制冷空调以及供暖领域。为了节约能源减少碳排放，高效的节能技术不断被提出。

相比于目前日趋成熟的空调制冷技术，家庭及工业供热效率普遍不高，依然存在大量电加热、燃气加热等低效率高污染的产热方式。而近些年来随着雾霾问题的突出，人们逐渐认识到节能环保的空气源热泵具有广阔应用前景，但其供热温度普遍低于50℃、蒸发温度受制于环境温度以及水箱体积庞大等一系列问题对空气源热泵的推广提出了挑战。因此，以太阳能热、地热源为代表的新能源辅助空气源热泵受到广泛关注，但新能源的低密度、间歇性以及不稳定性致使其并不能完美地辅助空气源热泵热水系统。相比之下，低谷电的利用具有更好的可靠性和经济性。在此背景下，一种利用低谷电驱动与高密度储热相结合的空气源热泵多模式采暖方法及系统被提出，用以克服传统空气源热泵的不足、提高能源利用效率且具有良好的经济性。

经查阅现有相关专利文献，中国专利申请号为CN201420352471.4的“太阳能季节性蓄热复合低谷电驱动空气源热泵系统”综合利用了太阳能以及低谷电，该系统较新颖但各种能源难以完美匹配且系统复杂导致经济性较差。中国专利申请号为CN201420641206.8的“谷电储能热泵热水装置”提出了一种利用谷电储能的热水装置，但依然没有克服传统空气源热泵在低温环境中效率低下甚至无法使用的问题，且没有提出详细具体的运行方法和应用说明。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种经济性好、能量利用率高、适应性强的低谷电驱动的空气源热泵多模式采暖系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种低谷电驱动的空气源热泵多模式采暖系统，所述采暖系统包括呈循环回路的导热管，所述导热管依次经过空气源热泵、加热单元及多级储能单元，所述导热管内填充导热介质，所述多级储能单元中铺设传热导管，并通过传热导管中的传热介质将多级储能单元中的热量传递给热用户。

本发明利用夜间价格低廉的低谷电驱动空气源热泵产生热水与高密度相变储能装置换热从而实现高密度热量的储存，采用高密度的相变储能材料大幅降低传统水箱体积。此外，在寒冷的冬季夜晚，传统的空气源热泵性能下降，使用低谷电驱动空气源热泵的同时，低谷电辅助加热单元加热空气源热泵出口热水，以达到相变储能材料相变所需温度。在极寒冷的冬季夜晚，传统空气源热泵无法工作，则采用完全电加热方式从而保证系统的全天候可运行。在白天，空气源热泵停止工作，高密度的相变储能装置向热用户供热，热用户中采用循环水通过风机盘管供暖以及地板供暖，而有一定余热的生活废水则流向低温相变储热装置用于在夜间预热空气源热泵中的循环水以提高能源利用效率。

所述的导热管上设有循环泵，所述导热介质为水。

所述的加热单元包括电热器，该电热器主要是利用低谷电进行驱动，价格更低。