[发明专利]一种太阳能与低温空气源热泵辅助型相变蓄热供热系统及方法

说明书

本发明属于蓄热供热技术领域，具体公开了一种空气源与太阳能辅助型蓄热供热系统，包括：通过管路连通的太阳能集热器、太阳能/空气双源热泵机组、蓄热水箱和用户端；太阳能集热器用于吸收太阳能以加热循环介质；太阳能/空气双源热泵机组用于在接入的已加热的循环介质的协助下将低温空气中的热量交换到蓄热水箱中的循环介质中，或者仅将低温空气中的热量交换到蓄热水箱中的循环介质中；用户端用于利用所述蓄热水箱内的循环介质的热量为用户供暖；还包括循环选择机构；本发明还公开了相应的供暖方法，解决了单一太阳能供暖系统无法为室内提供稳定可靠的热源的技术问题。

技术领域

本发明属于蓄热供热技术领域，特别涉及一种空气源与太阳能辅助型蓄热供热系统及方法。

背景技术

传统的分散式供暖系统以化石燃料为主要供能方式，存在经济性差、环境污染等问题。另一方面，热泵、空调等采暖方式存在运行费用昂贵，且会造成电网高峰时段压力增大等问题。

太阳能作为可再生能源，具有绿色环保、节能经济的显著优势，已经成为目前最有开发潜力的能源，而高原地区拥有丰富的太阳能资源可以被利用。而由于太阳能的不稳定性，仅利用太阳能采暖会导致室温不满足天数增加。除此之外太阳能供热系统无法在夜间为室内供热，同时太阳能采暖还会受到天气的影响，例如阴天等，导致单一太阳能供暖系统无法为室内提供稳定可靠的热源。

发明内容

本发明意在提出一种太阳能与低温空气源热泵辅助型相变蓄热供热系统，最大化利用太阳能，辅以空气源热泵作为第二热源，并在用户末端采用强化换热型对流-辐射组合式相变蓄热地板以实现夜晚供热，以解决单一太阳能供暖系统无法为室内提供稳定可靠的热源的技术问题。

为实现上述目的，本发明所采用的的技术方案是：

一种太阳能与低温空气源热泵辅助型相变蓄热供热系统，包括：

通过管路连通的太阳能集热器、太阳能/空气双源热泵机组、蓄热水箱和用户端；

所述太阳能集热器用于吸收太阳能以加热循环介质；

所述太阳能/空气双源热泵机组用于在接入的已加热的循环介质的协助下将低温空气中的热量交换到蓄热水箱中的循环介质中，或者仅将低温空气中的热量交换到蓄热水箱中的循环介质中；

所述用户端用于利用所述蓄热水箱内的循环介质的热量为用户供暖；

还包括循环选择机构，用于按以下策略选择循环介质的循环及启闭太阳能/空气双源热泵机组：

当循环介质的温度高于第一温度阈值时，循环介质通过管路仅在太阳能集热器与蓄热水箱间循环，且太阳能/空气双源热泵机组不工作；

当循环介质的温度低于第一温度阈值但高于第二温度阈值时，循环介质通过管路并行的在太阳能集热器与蓄热水箱、太阳能集热器与蓄热水箱太阳能/空气双源热泵机组间循环，太阳能/空气双源热泵机组工作；

当循环介质的温度低于第二温度阈值时，循环介质停止循环，仅太阳能/空气双源热泵机组工作。

进一步的，所述循环选择机构包括，太阳能集热器出水端的管路上依水流的顺序次设置的第一温度传感器和第一电动三通阀；所述第一电动三通阀将管路被分为两路，一路连通至蓄热水箱，一路通向太阳能/空气双源热泵机组；

还包括设置在第一电动三通阀与蓄热水箱间的管路上的第一循环水泵9，以及设于自太阳能/空气双源热泵机组回到太阳能集热器的管路上的第二电动三通阀；第二电动三通阀同时处于自蓄热水箱回到太阳能集热器的管路上；

以及控制器，用于根据第一温度传感器所感知到的温度，依照前述策略，通过启闭相应的循环水泵以及选通相应的电动三通阀，实现启闭和切换循环介质的循环路径以及启闭太阳能/空气双源热泵机组。