[发明专利]一种太阳能耦合空气源热泵互补供暖系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种太阳能耦合空气源热泵互补供暖系统及控制方法，所述供暖系统由太阳能集热系统、空气源热泵系统、储热水箱及末端设备组成，太阳能集热系统与空气源热泵系统两系统之间连接储热水箱。太阳能集热系统包括太阳能集热器通过管路连接到储热水箱，该管路上设置温度探头T1，储热水箱上部和下部分别布置温度探头T2、温度探头T3，储热水箱出水口通过下循环管段连接太阳能侧循环水泵，循环水泵进水处安装温度探头T6，集热系统上循环管段和下循环管段之间通过水管短接，上循环管路、下循环管和短接管路上均安装电动二通阀。本发明解决了现有利用太阳能及空气能供暖技术导致考虑太阳能集热循环侧出现过热、过冷的问题。

技术领域

本发明涉及供暖技术领域，具体涉及一种太阳能耦合空气源热泵互补供暖系统及控制方法。

背景技术

在我国的川西地区，海拔多在1000～4500m，气候以严寒和寒冷型为主，是典型的高寒地区，供暖是当地亟待解决的问题。该类地区同时也是太阳能资源最为富集的，日照时间较长，而直接采用太阳能对建筑供暖，会由于太阳能本身间歇性的特点，供暖系统稳定性难以保证。因此，在采用太阳能供暖的实际工程中，常常会给系统设计一套辅助热源，其中以空气源热泵辅助太阳能供暖的互补供暖系统为主。该系统同时兼备能耗低、系统稳定可靠性高，以及投资成本低的特点。近些年，多个大型的集中式供暖工程均采用该种系统，但实际使用过程中，会因高海拔地区昼夜温差大、白天太阳辐射强度大，系统的集热模块冻管；由于经济交通问题，当地技术人员对系统运行切换过程不清等情况。整个系统常常是闲置瘫痪状态，造成能源浪费。

针对上述问题，中国专利CN206496511U，主要技术通过采用电动二通阀、电动三通阀及管路连接的方式将空气源热泵、太阳能集热器及电加热三种热源结合起来形成热泵系统，实现了空气源热泵单独制热、供热；太阳能集热器单独制热、供热；电加热制热；空气源热泵联合制热、供热等过程，解决空气源热泵系统功能单一的问题，但该系统较少考虑太阳能集热循环侧的防过热、防冻以及系统自动化运行，因此系统整体在川西地区使用的可靠性不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种太阳能耦合空气源热泵互补供暖系统及控制方法，解决现有利用太阳能及空气能供暖技术导致考虑太阳能集热循环侧出现过热、过冷的问题，同时，本发明能够实现自动化运行。

本发明通过下述技术方案实现：

一种太阳能耦合空气源热泵互补供暖系统，包括太阳能集热系统、空气源热泵系统、储热水箱及末端设备，所述太阳能集热系统包括太阳能集热器，通过太阳能集热器加热储热水箱中的水，所述空气源热泵系统与储热水箱、末端设备连接，所述储热水箱与末端设备连接，所述太阳能集热器的出水口处设置有排气阀，所述太阳能集热器的出水端通过第一循环管路与储热水箱的上部连接，所述太阳能集热器的进水端通过第二循环管路与储热水箱的下部连接，所述第一循环管路上靠近太阳能集热器一端和靠近储热水箱一端分别设置有温度探头T1、电动二通阀FM2，所述第二循环管路上靠近太阳能集热器一端和靠近储热水箱一端分别设置有太阳能侧循环水泵B1和电动二通阀FM3，所述第二循环管路上在太阳能侧循环水泵B1入口端设置有温度探头T6，所述第一循环管路和第二循环管路之间通过第一水管短接，所述第一水管上设置有电动二通阀FM1，所述储热水箱的上部和下部分别设置有温度探头T2和温度探头T3，所述温度探头T1、电动二通阀FM2、电动二通阀FM3、电动二通阀FM1、温度探头T6、太阳能侧循环水泵B1、温度探头T2和温度探头T3均与PLC控制器电连接。

本发明所述储热水箱具有保温效果，用于储存热水，所述的末端设备适宜选用风机盘管及地暖形式，所述末端设备用于通过管道中的水实现对供暖房间制热。可选地，空气源热泵系统，与储热水箱和末端设备连接，用于利用空气能加热储热水箱中的水，和/或，利用空气能向末端设备提供热交换水；太阳能集热系统通过储热水箱与末端设备连接，用于利用太阳能加热储热水箱中的水。