[发明专利]一种太阳能与空气源热泵热水系统及控制方法

权利要求书

1.一种太阳能与空气源热泵热水系统的控制方法，其特征在于，所述太阳能与空气源热泵热水系统包括热水储存器(22)及为热水储存器(22)供热的太阳能热水系统及带有双蒸发器的空气源热泵热水系统；所述太阳能热水系统依次由热水系统循环水泵(21)、第三电磁阀(6)、太阳能集热系统循环水泵(1)、太阳能集热器(2)、第六电磁阀(9)及相关连接管路串联组成；在太阳能集热系统循环水泵(1)与第三电磁阀(6)之间及太阳能集热器(2)与第六电磁阀(9)之间并联有第一水/水换热器(4)，在热水系统循环水泵(21)与第三电磁阀(6)之间及第六电磁阀(9)与热水储存器(22)之间并联有第二水/水换热器(19)；在第一水/水换热器(4)的输入端和输出端分别设有第一电磁阀(3)和第二电磁阀(5)，在第二水/水换热器(19)的输入端和输出端分别设有第九电磁阀(14)和第十电磁阀(20)；所述双蒸发器空气源热泵热水系统包括与第一水/水换热器(4)进行换热的第一蒸发器(10)以及与第二水/水换热器(19)进行换热的冷凝器(17)，在第一蒸发器(10)与冷凝器(17)组成的回路中并联有空气/水换热器(11)，所述的空气/水换热器(11)通过第二蒸发器(15)与空气换热；所述的冷凝器(17)输出端与电子膨胀阀(18)输入端连接，电子膨胀阀(18)输出端分别与第一蒸发器(10)和第二蒸发器(15)输入端连接，冷凝器(17)输入端与压缩机(16)的输出端连接，压缩机(16)输入端分别与第一蒸发器(10)和第二蒸发器(15)输出端连接；在第一蒸发器(10)和第二蒸发器(15)输入端分别设有第四电磁阀(7)和第七电磁阀(12)，在第一蒸发器(10)和第二蒸发器(15)输出端分别设有第五电磁阀(8)和第八电磁阀(13);

所述控制方法包括以下工况：

工况一：太阳能热水系统单独供热

在室外太阳能充足，太阳所提供的热量能够将热水储存器(22)内的热水加热到其设定温度时，可以通过太阳能热水系统单独供热，即热水储存器(22)内的水通过太阳能集热器(2)进行加热，加热后的热水通过第六电磁阀(9)返回热水储存器(22)，如此循环，使热水储存器(22)内的水温不断升高，直至热水储存器(22)内的热水达到设定温度，此时，热水系统循环水泵(21)和太阳能集热系统循环水泵(1)停止工作；

工况二：空气源热泵热水系统单独供热

室外气温大于0℃且太阳能严重不足，太阳所提供热量无法将热水储存器(22)内的水加热到其设定温度时，可以通过空气源热泵热水系统单独供热，即将热水储存器(22)内的水通过热水系统循环水泵(21)输送到第二水/水换热器(19)中，并与冷凝器(17)进行热量交换后，再通过第十电磁阀(20)返回热水储存器(22)中，如此循环，使热水储存器(22)内的水温不断升高，直至热水储存器(22)内的水加热到其设定温度，此时，使热水系统循环水泵(21)及压缩机(16)停止工作中，

工况三：太阳能热水系统辅助加热

在室外温度低于0℃且太阳能相对不足的情况下，可以将空气源热泵热水系统作为主要热源，太阳能热水系统作为辅助热源，即利用太阳能热水系统为空气源热泵热水系统的蒸发器进行除霜，提高空气源热泵热水系统运行能效比；即利用热水系统循环水泵(21)将热水储存器(22)的水不断输送至第二水/水换热器(19)中，并与冷凝器(17)中的制冷剂进行换热，加热过的水通过第十电磁阀(20)返回热水储存器(22)内，如此循环，使热水储存器(22)内的水温不断升高，直至热水储存器(22)内的水加热到其设定温度，此时，使热水系统循环水泵(21)、太阳能集热系统循环水泵(1)及压缩机(16)停止工作；

工况四：空气源热泵热水系统辅助加热在室外温度低于0℃且太阳能相对充足，但完全依靠太阳能提供的热量不能热水储存器(22)内的水加热到其设定温度，此时可以将太阳能热水系统作为主要热源，空气源热泵热水系统作为辅助热源；即利用热水系统循环水泵(21)将热水储存器(22)的水不断输送至太阳能集热器(2)中加热，从太阳能集热器(2)出来的热水一部分通过第六电磁阀(9)直接返回热水储存器(22)中继续循环，另一部分热水则对空气源热泵热水系统的第一蒸发器(10)进行除霜处理，而空气源热泵热水系统获得的热量在第二水/水换热器(19)中通过冷凝器(17)将热量传递给热水储存器(22)的回水，加热的回水返回热水储存器(22)中，如此循环，使热水储存器(22)内的水温不断升高，直至热水储存器(22)内的水加热到其设定温度，此时，使热水系统循环水泵(21)、太阳能集热系统循环水泵(1)及压缩机(16)停止工作；

工况五：太阳能热水系统与空气源热泵热水系统联合供热

在室外气温大于0℃，且太阳能相对不足的情况下，可以通过太阳能热水系统与空气源热泵热水系统联合供热为热水储存器(22)提供热量，降低单独使用空气源热泵热水系统供热的能耗；即通过热水系统循环水泵(21)将热水储存器(22)的水不断输送至太阳能集热器(2)和第二水/水换热器(19)中加热，从太阳能集热器(2)出来的热水通过第六电磁阀(9)直接返回热水储存器(22)中继续循环，同时通过热水系统循环水泵(21)将热水在第二水/水换热器(19)中通过第十电磁阀(20)返回热水储存器(22)中继续循环；不断重复上述两个热水加热循环，使热水储存器(22)内的水温不断升高，直至热水储存器(22)内的水加热到其设定温度，此时，使热水系统循环水泵(21)、太阳能集热系统循环水泵(1)及压缩机(16)停止工作。