[發(fā)明專利]一種供熱系統(tǒng)及其控制方法

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• 申請日: 2017-07-13
• 公開（公告）號: CN107327894A
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張輝;鄭賽
• 申請（專利權(quán)）人: 保定清科節(jié)能技術(shù)推廣有限公司
• 主分類號: F24D12/02
• 分類號: F24D12/02;F24D19/10
• 代理公司: 北京中政聯(lián)科專利代理事務(wù)所(普通合伙)11489
• 代理人: 陳超

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及供熱節(jié)能領(lǐng)域，特別涉及一種供熱系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)

隨著污染較大的散燒煤方式被越來越多的禁止，如何解決分散的小規(guī)模供熱成為供熱領(lǐng)域的一個(gè)重要問題。替代方案中，電采暖因電能容易獲得而受到廣泛關(guān)注和推廣。

現(xiàn)有技術(shù)中電采暖的主要方式包括電熱鍋爐和空氣源熱泵，但存在如下問題：電熱鍋爐單純實(shí)現(xiàn)了由電向熱的轉(zhuǎn)化，電熱轉(zhuǎn)化比例僅為1:1，能效較低；空氣源熱泵利用電能驅(qū)動，從空氣中取熱，電熱轉(zhuǎn)化比例可達(dá)1:2甚至1:3，具有較高的能效，但是能效與需求不協(xié)調(diào)。舉例來說，初末寒期空氣溫度高，能效高，但是需要的熱量少；嚴(yán)寒期空氣溫度低，機(jī)組能效低，但是需要的熱量多，可能達(dá)不到需求。此外，空氣源熱泵還面臨著換熱管結(jié)霜，需要耗熱除霜的問題，進(jìn)一步增加了能耗。因此，在嚴(yán)寒期空氣源熱泵的平均能耗也很低，大幅度增加了電耗。與此同時(shí)，冬季的太陽能雖然強(qiáng)度不高，但是對于分散供熱來說也是比較好的熱源，這部分熱量在電采暖中沒有得到有效的利用。

因此，一種可以充分利用太陽能、空氣能，系統(tǒng)流程簡單，并且可以在冬季連續(xù)穩(wěn)定、高效運(yùn)行的供熱系統(tǒng)以及控制方法亟待研發(fā)，在合適的工況采用合適的運(yùn)行方法，使整個(gè)采暖季的電耗最小。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種供熱系統(tǒng)及其控制方法，能夠充分利用太陽能和空氣能進(jìn)行供熱，同時(shí)在極端不利的條件下可以實(shí)現(xiàn)電輔熱供熱的模式，使系統(tǒng)的綜合能效達(dá)到最高，整個(gè)采暖季可以連續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行。

為解決上述問題，本發(fā)明的第一方面提供了一種供熱系統(tǒng)，包括空氣源熱泵，其通過制冷劑管道與空冷蒸發(fā)器連通，用于吸收流經(jīng)空冷蒸發(fā)器的空氣中的熱能，并將吸收的熱能輸送至供熱管道；

空冷蒸發(fā)器，其設(shè)置有兩個(gè)通風(fēng)口，第一通風(fēng)口通過第一三通閥與外界空氣連通，第二通風(fēng)口通過第二三通閥與外界空氣連通；

太陽能集熱器，其設(shè)置有兩個(gè)通風(fēng)口，第一通風(fēng)口通過第三三通閥與外界空氣連通，第二通風(fēng)口分兩路，一路與所述空冷蒸發(fā)器的第二通風(fēng)口連通，另一路通過第二三通閥與外界空氣連通；

所述第一三通閥與所述第三三通閥通過旁通管道連通。當(dāng)外部太陽能充足時(shí)，空氣源熱泵吸收溫度較高的太陽能集熱器的熱能進(jìn)行供熱，通過旁通管道形成空氣內(nèi)部循環(huán)，進(jìn)入太陽能供熱模式，提高能耗降低電耗。

進(jìn)一步，所述供熱系統(tǒng)還包括電加熱器，其設(shè)置在所述空冷蒸發(fā)器的第二通風(fēng)口與所述太陽能集熱器的第二通風(fēng)口之間。當(dāng)所述供熱系統(tǒng)有結(jié)霜風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，啟動電加熱器，可進(jìn)入電輔熱供熱模式，防止結(jié)霜，保證機(jī)組的正常運(yùn)行。

進(jìn)一步，所述供熱系統(tǒng)還包括循環(huán)風(fēng)機(jī)，其設(shè)置在所述空冷蒸發(fā)器的第一通風(fēng)口或第二通風(fēng)口處。

進(jìn)一步，所述空冷蒸發(fā)器還包括盤管，所述盤管連通所述空氣源熱泵。

進(jìn)一步，所述第一三通閥和/或第二三通閥和/或第三三通閥為三通擋板閥，用于根據(jù)實(shí)際工況，調(diào)節(jié)所述供熱系統(tǒng)，進(jìn)入不同的供熱模式。

進(jìn)一步，所述供熱系統(tǒng)還包括：

第一溫度傳感器，其設(shè)置在所述空氣源熱泵的外部，用于檢測室外的空氣溫度T1；

第二溫度傳感器，其設(shè)置在所述空冷蒸發(fā)器的第一通風(fēng)口處，用于檢測經(jīng)過所述第一通風(fēng)口的空氣溫度T2；

第三溫度傳感器，其設(shè)置在所述太陽能集熱器的第二通風(fēng)口處，用于檢測經(jīng)過所述第二通風(fēng)口的空氣溫度T3。

進(jìn)一步，所述供熱系統(tǒng)還包括控制裝置，所述控制裝置用于采集所述第一溫度傳感器、第二溫度傳感器和第三溫度傳感器所檢測的溫度數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述溫度數(shù)據(jù)匹配到對應(yīng)的預(yù)設(shè)控制策略，并根據(jù)所述預(yù)設(shè)控制策略控制所述第一三通閥、第二三通閥和第三三通閥。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種供熱系統(tǒng)的控制方法，用于控制上述所述的供熱系統(tǒng)，其特征在于，包括以下步驟：

采集第一溫度傳感器、第二溫度傳感器和第三溫度傳感器所分別檢測的溫度值T1、T2、T3；

根據(jù)預(yù)設(shè)比較策略對所述溫度值T1、T2、T3進(jìn)行比較，得到比較結(jié)果；

根據(jù)比較結(jié)果，匹配到與所述比較結(jié)果相對應(yīng)的預(yù)設(shè)控制策略；

根據(jù)所述預(yù)設(shè)控制策略輸出控制參數(shù)，以控制所述第一三通閥、第二三通閥和第三三通閥，實(shí)現(xiàn)不同的供熱模式。

進(jìn)一步，所述預(yù)設(shè)比較策略包括：

比較策略一，將所述溫度值T2與所述溫度值T1進(jìn)行比較；

比較策略二，將所述溫度值T3與所述溫度值T1進(jìn)行比較；

比較策略三，將所述溫度值T2與預(yù)設(shè)溫度值T0進(jìn)行比較。