[发明专利]一种热泵辅助的太阳能供暖系统及其控制方法

权利要求书

1.一种热泵辅助的太阳能供暖系统，其特征在于：包括控制器以及由控制器控制的且由管网系统实现管路连通的太阳能集热模块、蓄热水箱、双源热泵模块以及用户端模块，其中：

所述太阳能集热模块的一个管路与蓄热水箱相连通，太阳能集热模块的另一个管路与双源热泵模块相连通；

所述蓄热水箱的一个输出管路通过电动阀Ⅰ和循环泵Ⅰ连通用户端模块的输入管路，所述用户端模块的输出管路通过电动阀Ⅱ与蓄热水箱相连通，蓄热水箱的另一个输出管路通过循环泵Ⅱ与双源热泵模块相连通；

所述双源热泵模块的输出管路通过电动阀Ⅲ连接到循环泵Ⅰ的输入端与用户端模块相连通，所述双源热泵模块与太阳能集热模块串联设置，所述双源热泵模块包括并联设置的水源热泵供暖单元和空气源热泵供暖单元，通过检测蓄热水箱的水温与供暖的下限温度T_供暖和防冻温度T_防冻的大小关系完成供暖模式的切换；

当蓄热水箱的水温持续高于供暖的下限温度T_供暖时，太阳能供暖模式启动；

当蓄热水箱的水温低于供暖的下限温度T供暖且高于防冻温度T防冻时，水源热泵供暖单元启动切换到水源热泵供暖模式；

当蓄热水箱的水温降至低于防冻温度T_防冻时，空气源热泵供暖单元启动切换到空气源热泵供暖模式。

2.根据权利要求1所述的一种热泵辅助的太阳能供暖系统，其特征在于：所述水源热泵供暖单元包括水源蒸发器、四通阀、压缩机和冷凝器，所述四通阀的低压出口与压缩机的吸气口相连通，所述水源蒸发器的一个输出管路连通四通阀的低压出口与压缩机的吸气口之间的管路，水源蒸发器的输入管路通过循环泵Ⅱ与蓄热水箱相连通，水源蒸发器的制热工质密闭管路中串联有膨胀阀Ⅰ调节制热工质的流量，水源蒸发器的制热工质密闭管路与冷凝器的一个输出管路相连通，所述冷凝器的另一个输出管路通过电动阀Ⅲ连接到循环泵Ⅰ的输入端与用户端模块相连通。

3.根据权利要求1所述的一种热泵辅助的太阳能供暖系统，其特征在于：所述空气源热泵供暖单元包括电机风扇、翅片管式蒸发器、四通阀、压缩机和冷凝器，翅片管式蒸发器的的输出管路连接到四通阀的低压进口，并通过四通阀的低压出口连接到压缩机的吸气口，压缩机的出气口通过四通阀连接到冷凝器的输入管路，所述冷凝器的另一个输入管路连接到用户端模块的输出管路，翅片管式蒸发器的制热工质密闭管路中串联有膨胀阀Ⅱ调节制热工质的流量，翅片管式蒸发器的制热工质密闭管路与冷凝器的一个输出管路相连通，所述冷凝器的另一个输出管路通过电动阀Ⅲ连接到循环泵Ⅰ的输入端与用户端模块相连通。

4.根据权利要求1所述的一种热泵辅助的太阳能供暖系统，其特征在于：所述蓄热水箱由换热器代替，通过检测太阳能集热模块的管道中的水温与供暖的下限温度T_供暖和防冻温度T_防冻的大小关系完成供暖模式的切换。

5.根据权利要求4所述的一种热泵辅助的太阳能供暖系统，其特征在于：

太阳能供暖系统采用蓄热水箱时，太阳能供暖模式或空气源热泵供暖模式启动时，当太阳能集热模块的管道温度与蓄热水箱的水温差值高于6℃时，循环泵Ⅱ运行；当太阳能集热模块的管道温度与蓄热水箱的水温差值低于5℃时，循环泵Ⅱ停止运行；

太阳能供暖系统采用换热器时，太阳能供暖模式或水源热泵供暖模式启动时，循环泵Ⅱ一直保持运行状态；空气源热泵供暖模式启动时，循环泵Ⅱ间歇运行。

6.根据权利要求1所述的一种热泵辅助的太阳能供暖系统，其特征在于：

在太阳能供暖模式启动时，通过不同环境温度的用户端模块的管道中出水和回水温差的变化，循环泵Ⅰ以不同频率运行；

在水源热泵供暖模式启动时，当水源热泵的回水温度达到供暖的下限温度T_供暖后压缩机停机，在压缩机停机阶段，循环泵Ⅰ根据不同环境温度的变化以不同频率运行；

在空气源热泵供暖模式启动时，循环泵Ⅰ保持额定频率运行。