[发明专利]一种太阳能或空气能热电联供系统及其方法

权利要求书

1.一种太阳能或空气能热电联供系统，包含热源侧组件（1）、用户侧组件（2）和双源热泵机组（3）；

热源侧组件（1）包括水管路上并联设置的太阳能取热支路（11）、低温水箱支路（12）、热泵蒸发器支路（13）和高温水箱支路（14）；

太阳能取热支路（11）上设置光伏光热一体化组件（111），光伏光热一体化组件（111）一端连接第一阀门（112），另一端连接第二阀门（113）；

低温水箱支路（12）上设置低温水箱（121），低温水箱（121）进口连接第三阀门（122），低温水箱（121）出口分为两路，一路上设置源侧水泵（123）且与太阳能取热支路（11）和热泵蒸发器支路（13）连接，另一路上设置第四阀门（124）并与高温水箱支路（14）连接；

第一阀门（112）和第三阀门（122）连接，源侧水泵（123）和第二阀门（113）连接；

热泵蒸发器支路（13）上设置水冷蒸发器（311）的水侧连接，水冷蒸发器（311）的进口端连接到第五阀门（131），第五阀门（131）的另一端和源侧水泵（123）连接，水冷蒸发器（311）的出口端连接到第三阀门（122）和第八阀门（144）之间；

高温水箱支路（14）上设置高温水箱（141），高温水箱（141）进口连接第六阀门（142），出口连接第七阀门（143），第七阀门（143）分别连接第四阀门（124）和用户侧组件（2），高温水箱支路（14）的一端与第六阀门（142）之间通过第八阀门（144）连接，第六阀门（142）和第八阀门（144）的连接处和用户供热支路（21）的一端连接；

用户侧组件（2）包括并联设置的用户供热支路（21）和热泵冷凝器支路（22）；

用户供热支路（21）上设置若干组供热末端装置（211），用户供热支路（21）进口连接第九阀门（212），出口连接第十阀门（213）；热泵冷凝器支路（22）上设置用户侧水泵（221），且与水冷冷凝器（302）水侧连接；

水冷冷凝器（302）水侧还连接第九阀门（212），用户侧水泵（221）还连接第十阀门（213），用户侧水泵（221）和第十阀门（213）的连接处还和第七阀门（143）的一端连接；

双源热泵机组（3）包括并联设置的水冷冷凝器（302）、水冷蒸发器支路（31）、空气源蒸发器支路（32）；

水冷蒸发器支路（31）上设置水冷蒸发器（311）和第一电磁阀（312）；空气源蒸发器支路上设置空气源蒸发器（321）和第二电磁阀（322）；水冷冷凝器（302）的进口连接压缩机（301），出口连接节流阀（303）；

压缩机（301）分别和水冷蒸发器（311）、空气源蒸发器（321）连接，节流阀（303）分别和第一电磁阀（312）、第二电磁阀（322）连接；

所述连接均采用水路连接。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，光伏光热一体化组件（111）包含背板集热器，背板集热器为铜管埋管式集热器、多孔平行流扁管集热器、热管式集热器中的一种。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，供热末端装置（211）为散热器、风机盘管、地板辐射中的一种或多种的组合。

4.一种太阳能或空气能热电联供方法，适用于权利要求1所述的系统，其特征在于，包括以下八种运行模式：

1）当白天太阳辐射较强、无供热需求、且低温水箱（121）温度低于环境温度时，运行于太阳能低温水箱蓄热模式；

此时第四阀门（124）、第五阀门（131）、第六阀门（142）、第七阀门（143）、第八阀门（144）、第九阀门（212）和第十阀门（213）关闭，第一阀门（112）、第二阀门（113）和第三阀门（122）打开；

源侧水泵（123）运行，用户侧水泵（221）关闭，双源热泵机组（3）停止工作；循环水从光伏光热一体化组件（111）取热后存储在低温水箱（121）中；

2）当白天太阳辐射较强、无供热需求、且低温水箱（121）温度高于环境温度时，运行于太阳能高温水箱蓄热模式；

此时第四阀门（124）、第八阀门（144）、第九阀门（212）和第十阀门（213）关闭，第一阀门（112）、第二阀门（113）、第三阀门（122）、第五阀门（131）、第六阀门（142）和第七阀门（143）打开，源侧水泵（123）和用户侧水泵（221）同时工作；

双源热泵机组（3）中第二电磁阀（322）关闭，第一电磁阀（312）打开，压缩机（301）和节流阀（303）运行，工作于水源热泵模式；

双源热泵机组（3）的水冷蒸发器（311）从低温水箱（121）吸热，在水冷冷凝器（302）中放热，并把热量存储到高温水箱（141）中；

3）当白天太阳辐射较强、无供热需求、且低温水箱（121）和高温水箱（141）温度较高时，运行于太阳能低温水循环散热模式；

此时第三阀门（122）、第五阀门（131）、第六阀门（142）和第七阀门（143）关闭，第一阀门（112）、第二阀门（113）、第四阀门（124）、第八阀门（144）、第九阀门（212）和第十阀门（213）打开；

双源热泵机组（3）和用户侧水泵（221）关闭、源侧水泵（123）运行；低温水箱（121）中热量通过供热末端装置（211）直接散入室内，防止低温水箱（121）温度过高；

4）当白天太阳辐射较弱、气温较高、无供热需求、且高温水箱（141）温度较低时，运行于空气能高温水箱蓄热模式；

此时第四阀门（124）、第五阀门（131）、第八阀门（144）、第九阀门（212）和第十阀门（213）关闭，第一阀门（112）、第二阀门（113）、第三阀门（122）、第六阀门（142）、第七阀门（143）打开,源侧水泵（123）和用户侧水泵（221）同时工作；

双源热泵机组（3）中第一电磁阀（312）关闭，第二电磁阀（322）打开，压缩机（301）和节流阀（303）运行，系统工作于空气源热泵模式；双源热泵机组（3）的空气源蒸发器（321）从外界空气吸热，在水冷冷凝器（302）中放热，并把热量存储到高温水箱（141）中；

5）当白天太阳辐射较强、且有供热需求时，运行于太阳能热泵直接供热模式；

此时第四阀门（124）、第六阀门（142）、第七阀门（143）和第八阀门（144）关闭，第一阀门（112）、第二阀门（113）、第三阀门（122）、第五阀门（131）、第九阀门（212）和第十阀门（213）打开，源侧水泵（123）和用户侧水泵（221）同时工作；

双源热泵机组（3）中第二电磁阀（322）关闭，第一电磁阀（312）打开，压缩机（301）和节流阀（303）运行，双源热泵机组（3）工作于水源热泵模式；双源热泵机组（3）的水冷蒸发器（311）从低温水箱（121）吸热，在水冷冷凝器（302）中放热，并把热量通过供热末端装置（211）散入室内，直接为室内供热；

6）当夜间有供热需求，且低温水箱（121）温度较高时，运行于晚间水源热泵供热模式；

此时第一阀门（112）、第二阀门（113）、第四阀门（124）、第六阀门（142）、第七阀门（143）和第八阀门（144）关闭，第三阀门（122）、第五阀门（131）、第九阀门（212）和第十阀门（213）打开，源侧水泵（123）和用户侧水泵（221）同时工作；

双源热泵机组（3）中第二电磁阀（322）关闭，第一电磁阀（312）打开，压缩机（301）和节流阀（303）运行，双源热泵机组（3）工作于水源热泵模式；双源热泵机组（3）的水冷蒸发器（311）从低温水箱（121）吸热，在水冷冷凝器（302）中放热，并把热量通过供热末端装置（211）散入室内，直接为室内供热；

7）当夜间有供热需求，且低温水箱（121）温度较低时，运行于晚间空气源热泵供热模式；

此时第一阀门（112）、第二阀门（113）、第三阀门（122）、第四阀门（124）、第五阀门（131）、第六阀门（142）、第七阀门（143）和第八阀门（144）关闭，第九阀门（212）和第十阀门（213）打开，源侧水泵（123）关闭，用户侧水泵（221）运行；

双源热泵机组（3）中第一电磁阀（312）关闭，第二电磁阀（322）打开，压缩机（301）和节流阀（303）运行，双源热泵机组（3）工作于空气源热泵模式；双源热泵机组（3）的空气源蒸发器（321）从外界空气吸热，在水冷冷凝器（302）中放热，并把热量通过供热末端装置（211）散入室内，直接为室内供热；

8）当非供暖季无供热需求时，白天系统运行于水箱蓄热模式，夜间系统运行于水箱放热模式；

此时第四阀门（124）、第五阀门（131）、第六阀门（142）、第七阀门（143）、第八阀门（144）、第九阀门（212）和第十阀门（213）关闭，第一阀门（112）、第二阀门（113）和第三阀门（122）打开；

源侧水泵（123）运行，用户侧水泵（221）关闭，双源热泵机组（3）停止工作；白天循环水从光伏光热一体化组件（111）取热后存储在低温水箱（121）中，水温逐渐升高；夜间低温水箱（121）中热量通过光热一体化组件（111）散入大气中，水温逐渐降低。