[发明专利]一种太阳能地源热泵及相变蓄热耦合供热系统和控制方法

权利要求书

1.一种太阳能地源热泵及相变蓄热耦合供热系统，其特征在于，包括地源热泵冷热水机组(1)、太阳能集热板(2)、相变蓄热罐(5)和户内供暖系统；

所述的地源热泵冷热水机组(1)的蒸发侧连接设置在地下的地埋管形成蒸发换热回路；

所述的户内供暖系统分别与地源热泵冷热水机组(1)的冷凝侧、太阳能集热板(2)和相变蓄热罐(5)连接分别形成地源热泵供热回路、太阳能供热回路和相变蓄热罐供热回路，三种热源独立供热；

所述的太阳能集热板(2)的出水端与地源热泵冷热水机组(1)的冷凝侧串联形成太阳能串联地源热泵冷凝侧供热回路；太阳能集热板(2)的出水经地源热泵冷热水机组(1)的冷凝侧升温后进行供热；

所述的太阳能集热板(2)的出水端与地源热泵冷热水机组(1)的蒸发侧串联形成太阳能串联地源热泵蒸发侧供热回路；地埋管出水经太阳能集热板(2)升温后接入地源热泵冷热水机组(1)的蒸发侧，作为蒸发侧热源，由地源热泵冷热水机组(1)的冷凝侧进行供热；

所述的太阳能集热板(2)的出水端依次与地源热泵冷热水机组(1)的冷凝侧和相变蓄热罐(5)串联后形成太阳能串联热泵蓄热供热回路；太阳能集热板(2)的出水经地源热泵冷热水机组(1)的冷凝侧升温后，再由相变蓄热罐(5)储热后进行供热。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能地源热泵及相变蓄热耦合供热系统，其特征在于，所述的相变蓄热罐(5)设置有第一双向出入口和第二双向出入口；

第一双向出入口分别连接户内供暖系统的进水端和地源热泵冷热水机组(1)的冷凝侧的出水端；

第二双向出入口分别连接户内供暖系统的进水端和出水端，以及太阳能集热板(2)的出水端。

3.根据权利要求1所述的一种太阳能地源热泵及相变蓄热耦合供热系统，其特征在于，户内供暖系统采用设置低温辐射采暖分集水器的低温辐射采暖系统。

4.根据权利要求1所述的一种太阳能地源热泵及相变蓄热耦合供热系统，其特征在于，所述的地埋管通过地埋管分集水器(7)与地源热泵冷热水机组(1)的蒸发侧连接形成蒸发换热回路。

5.根据权利要求1所述的一种太阳能地源热泵及相变蓄热耦合供热系统，其特征在于，户内供暖系统的回水端和地埋管的回水端上分别设置有泄压支路，泄压支路上分别设置有安全阀(16)，两个泄压支路分别经阀门连接后共同连接一个定压膨胀罐(6)，定压膨胀罐(6)的上端设置有自动排气阀(17)，下端连接有设置止回阀(18)的支路。

6.根据权利要求1所述的一种太阳能地源热泵及相变蓄热耦合供热系统，其特征在于，所述蒸发换热回路的供水侧设置有地源侧循环泵(3)；户内供暖系统的回水端连接有冷热水循环泵(4)。

7.如权利要求1-6任意一项所述的一种太阳能地源热泵及相变蓄热耦合供热系统的控制方法，其特征在于，

所述系统通过监测仪器和自控系统实现系统运行模式的切换，切换条件包括时间、太阳能集热板进水口水温度T3、太阳能集热板出水口水温度T1、相变蓄热罐出口水温度T2和地源热泵冷热水机组冷凝侧高温出水温度T4；

当时间信号大于等于8:00小于18:00时，系统开始通过判断太阳能集热板出水温度T1的大小切换系统的运行模式，当T1大于等于40℃时，接通太阳能供热回路，运行太阳能供热模式；

当T1大于等于15℃小于40℃且T4大于等于50℃时，接通太阳能串联热泵蓄热供热回路，运行太阳能串联热泵蓄热供热模式；

当T1大于等于15℃小于40℃且T4小于50℃时，接通太阳能串联地源热泵冷凝侧供热回路，运行太阳能串联地源热泵冷凝侧供热模式；

当T1小于15℃但大于等于T3时，接通太阳能串联地源热泵蒸发侧供热回路，运行太阳能串联地源热泵蒸发侧供热模式；

当时间信号大于等于18:00且小于第二天8:00时，系统开始通过判断相变蓄热罐出水温度T2的大小切换系统的运行模式，当T2大于等于40℃时，运行相变蓄热罐供热模式；

当上述条件都不满足时，接通地源热泵供热回路，运行地源热泵供热模式。