[发明专利]一种空气源热泵双水箱热水系统及其控制方法

说明书

本发明涉及一种空气源热泵双水箱热水系统及控制方法，包括依次连接的变频供水泵、热水箱、温水箱、并联主机，还包括分别与温水箱连接的回水阀和补水阀；所述热水箱、温水箱、并联主机依次连接构成主机‑水箱循环；所述温水箱、热水箱、变频供水泵、回水阀依次连接构成水箱‑末端循环；所述并联主机包括独立控制或非独立控制的多个并联支路，通过特定数目的并联支路开启实现不同的供热模式，以此匹配不同的末端负荷需求。与现有技术相比，本发明通过设置双水箱方案，减少了回水、补水、热水之间的混合损失，同时降低热泵进水和出水温度，可以很好地降低热泵冷凝温度，在保障用户用水的同时提高了热泵机组的能效。

技术领域

本发明涉及一种热水系统及其控制方法，尤其是涉及一种空气源热泵双水箱热水系统及其控制方法。

背景技术

目前，大中型建筑(例如办公楼、医院、宿舍楼、教学楼等)常常使用集中式加热分区系统来提供生活热水。该系统以某建筑或者某片区建筑为单位，以中大型蓄热水箱为主，集中统一提供热源，形成中央热水供应站。中央热水供应站通过网状式布局的热水管道将热水送至各分区，再由各分区的输配管路将热水送至各配水点。随着近年来人们对节能环保的重视，空气源热泵因其对环境友好、效率高等特点成为热水系统热源的可靠选择。

现有建筑的生活热水系统大多采用二次循环系统，即主机-水箱循环、水箱-末端循环系统。具体来说，热水系统中的空气源热泵主机加热热水水箱，使得水箱中的水保持高温，末端管网从热水水箱中取用热水，送至各配水点。

用户的热水需求需要同时满足水温和水量两个方面：当热水水箱内水温下降时，将触发热泵主机循环加热直至达到设定的热水水温；当热水箱水位下降时，将触发补水管道补水直到达到设定的水箱水位。

在实际使用中，现有热泵热水系统大多存在以下三个方面的问题：第一，热泵制取的高温热水(约55℃)、末端管网的中温回水(约40℃)、补水管道的低温冷水(约15℃)统一送入热水水箱中，存在混水损失；第二，多台热泵主机和集热水泵使用同一控制器，只能整体开停，不利于部分负荷下的机组控制，开停损失大；第三，为抵御混水温降、避免频繁启停，热泵主机需要供给更高的水温(约55℃)来应对末端供水(约50℃)，高供水温度提高了机组的冷凝温度，降低了热泵主机的能效。

现有专利CN205481742U提出了一种空气源热泵机组与双水箱联合的恒温恒压热水供应系统，通过阀件控制实现空气源热泵与加热水箱和保温水箱联合运行的效果；现有专利CN207422669U提出了一种双水箱空气源热泵系统，利用辅助电加热抵御极端负荷；现有专利CN211204209U提出一种双源双水箱热泵供水系统，通过储热水箱在主热源不足时利用水源热泵供热实现节能。上述专利中使用的双水箱系统只是将水箱分成了主水箱和副水箱，热泵每次只对其中一个水箱加热，利用错峰蓄存的方式来保障水温以及节约能耗，没有真正发挥出双水箱系统的优势，同时上述专利并未考虑多台热泵同时启停的状况。

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空气源热泵双水箱热水系统及其控制方法，本技术方案通过设置双水箱方案，减少了回水、补水、热水之间的混合损失，同时降低热泵进水和出水温度，可以很好地降低热泵冷凝温度，在保障用户用水的同时提高热泵机组的能效。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明的第一个目的是保护一种空气源热泵双水箱热水系统，包括依次连接的变频供水泵、热水箱、温水箱、并联主机，还包括分别与温水箱连接的回水阀和补水阀，所述补水阀与外部水源连接；

所述热水箱、温水箱、并联主机依次连接构成主机-水箱循环；

所述温水箱、热水箱、变频供水泵、回水阀依次连接构成水箱-末端循环；

所述并联主机包括独立控制或非独立控制的多个并联支路，通过特定数目的并联支路开启实现不同的供热模式，以此匹配不同的末端负荷需求。