[发明专利]一种热泵辅助的太阳能供暖系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种热泵辅助的太阳能供暖系统及其控制方法，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，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。本发明提供一种热泵辅助的太阳供暖系统及其控制方法，通过水源热泵和空气源热泵相结合，最大限度的利用了太阳能，同时水源热泵充分吸收太阳能集热模块之间的余热来实现多层次可再生能源综合利用，而且可以较好的节约设备投资费用，实现设备管理和智能化控制。

技术领域

本发明涉及太阳能供暖技术领域，尤其涉及一种热泵辅助的太阳能供暖系统及其控制方法。

背景技术

利用太阳能转化而来的热能进行供暖具有较好的节能效果。考虑到太阳能供热量的不稳定性，一般在太阳能供暖系统中往往还需要配置辅助能源来保证供暖的热量，为了节约能源，太阳能供暖系统辅助能源往往会优先考虑配置空气源热泵。

在现有的供暖系统中，由于最低供暖温度一般需要在35-40摄氏度以上，当太阳能集热模块中的工质温度低于35摄氏度时，供暖系统会自动切换到空气源热泵供暖状态或者燃气锅炉供暖状态，这样，太阳能集热模块中剩余的低温热能往往因为无法使用而在晚间白白散失到环境中。

因此针对上述现有技术中存在的问题和缺陷，本发明提供一种热泵辅助的太阳供暖系统及其控制方法，通过不同供暖模式的切换最大限度的利用太阳能。

发明内容

本发明的目的是提供一种通过不同供暖模式的切换最大限度利用太阳能热泵辅助的太阳能供暖系统。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种热泵辅助的太阳能供暖系统，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。

进一步地，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。