[发明专利]一种表冷器-热泵联合集热系统及其运行方法

权利要求书

1.一种表冷器-热泵联合集热系统，其特征在于，包括：布置于温室内的集热池(2)、储热池(3)、循环水泵Ⅰ(4)、循环水泵Ⅱ(5)、表冷器-风机(6)、热泵(7)、供水L型三通球阀(1a)、回水L型三通球阀(1b)、控制系统、供回水管路，以及设置于集热池(2)、储热池(3)和温室内的气温传感器等。其中集热池(2)和储热池(3)在温室内地下挖建而成；表冷器-风机(6)、热泵(7)、循环水泵Ⅰ(4)、循环水泵Ⅱ(5)、供水L型三通球阀(1a)和回水L型三通球阀(1b)都与控制系统相连，设置于集热池(2)、储热池(3)和温室内的温度传感器也与控制系统相连；

表冷器-风机(6)安装在温室屋脊的下方，表冷器-风机(6)的进水口与供水L型三通球阀(1a)的供水阀常通端(1a1)相连，供水L型三通球阀(1a)的供水阀蓄热端(1a2)通过循环水泵Ⅰ(4)与集热池(2)相连，供水L型三通球阀(1a)的供水阀放热端(1a3)通过循环水泵Ⅱ(5)与储热池(3)相连；表冷器-风机(6)的出水口与回水L型三通球阀(1b)的回水阀常通端(1b1)相连，回水L型三通球阀(1b)的回水阀蓄热端(1b2)与集热池(2)相连，回水L型三通球阀(1b)的回水阀放热端(1b3)与储热池(3)相连；集热池(2)和储热池(3)之间通过热泵(7)相连并传递热量；通过热泵(7)控制集热池(2)中水温的同时，将白天收集到的能量集中储存于储热池(3)中。

2.根据权利要求1所述的一种表冷器-热泵联合集热系统，其特征在于，所述温室内空气温度与所述集热池中的水温的温差大于4℃，以保证白天系统的集热效率和集热量。

3.根据权利要求1所述的一种表冷器-热泵联合集热系统，其特征在于，所述集热池(2)和所述储热池(3)间的体积比为1:3.5～4。

4.一种如权利要求1所述表冷器-热泵联合集热系统的运行方法，其特征在于，包括以下步骤：

白天集热过程：

白天时段，控制系统将供水阀(1a)的常通端(1a1)与供水阀(1a)的蓄热端(1a2)、回水阀(1b)的常通端(1b1)和回水阀(1b)的蓄热端(1b2)分别连通。在控制系统中设置白天室内气温预设值T_bk和白天水气温差预设值T_wc1；

步骤101、当白天室内气温超过T_bk且气温与集热池(2)中的水温温差T_sq≥T_wc1时：控制系统开启风机(6)、循环水泵Ⅰ(4)，表冷器-风机(6)通过水气换热过程吸收室内空气中盈余的热能，并经由液体管路将吸收到的空气中的热能暂时集中在集热池(2)的水中；

步骤102、当白天室内气温小于预设值T_bk或者气温与集热池(2)中的水温温差T_sq＜T_wc1时：控制系统关闭风机(6)和循环水泵Ⅰ(4)，此时集热过程停止；

白天时段，在步骤101和步骤102间不断循环，直至白天时段结束，进入夜间时段；

夜间放热过程：

夜间时段，控制系统将供水阀(1a)的常通端(1a1)与供水阀(1a)的放热端(1a3)、回水阀(1b)的常通端(1b1)和回水阀(1b)的放热端(1b3)分别连通。在控制系统中设置夜间室内气温预设值T_ck和夜间水气温差预设值T_wc2；

步骤201、当夜间室内气温低于T_ck时，控制系统开启风机(6)、循环水泵Ⅱ(5)，循环水泵Ⅱ(5)将储热池(3)中的水输送至表冷器-风机(6)内，表冷器-风机(6)开始通过水气换热过程将储热池(3)水中的热能释放至室内空气中；

步骤202、当夜间室内气温超过(T_ck+2)℃时，或者储热池中的水温与气温的温差T_sr≤T_wc2时：控制系统关闭表冷器-风机(6)和循环水泵Ⅱ(5)，放热过程停止；

夜间时段，在步骤201和步骤202间不断循环，直至夜间时段结束，返回白天时段。

5.根据权利要求4所述的一种表冷器-热泵联合集热系统的运行方法，其特征在于，在步骤101的进行过程中，当白天室内气温超过白天室内气温预设值T_bk且集热池中的水温T_x≥(T_bk-T_wc1-1)时，进入步骤111：

步骤111、控制系统打开热泵(7)进行热量转移，将集热池(2)中的热能泵送至储热池(3)中并储存，以提高白天系统的集热效率和集热量；

步骤112、当白天室内气温小于白天室内气温预设值T_bk或者集热池中的水温T_x＜(T_bk-T_wc1-4)时：控制系统关闭热泵(7)，热量转移停止。