[發明專利]空氣源熱泵與太陽能熱水器耦合集控供熱系統及其方法

在審

• 申請號: 201810279524.7
• 申請日: 2018-04-01
• 公開（公告）號: CN108644879A
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發明（設計）人: 馬素霞;郭文琪;宋建成;閆澤濱;李小剛;田慕琴
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: F24D15/02
• 分類號: F24D15/02;F24D19/10;F25B30/06
• 代理公司: 太原倍智知識產權代理事務所(普通合伙) 14111
• 代理人: 戎文華

一種空氣源熱泵與太陽能熱水器耦合集控供熱系統及其方法，所述集控供熱系統是由一組集中控制系統、四組空氣源熱泵控制系統和一組太陽能熱水器構成；所述集控供熱系統的集控供熱方法是以實現對電磁閥、壓縮機的有效控制，并將線性控制、智能控制和PID控制三種控制方法應用到系統中，以滿足不同模塊運行屬性和用戶需求，本發明控系統與集控方法相結合，實現了控制系統的安全、靈活、高效運行。

技術領域

本發明涉及一種空氣源熱泵與太陽能熱水器供熱系統及其供熱方法，尤其是一種將太陽能供熱融于相變蓄熱蒸發型空氣源熱泵機組的控制系統及其供熱方法。

背景技術

能量供應一般被視為國家發展過程中必不可少的血液，要實現能源的可持續發展，就要求大力發展以風能、太陽能、水能、生物質能以及核能為代表的清潔能源，開辟一條清潔、安全、高效的可持續性能源發展路徑，空氣源熱泵是一種高效、節能、綠色的熱力裝置，其是替代傳統燃煤小鍋爐的一種新型供熱裝備，常規的空氣源熱泵在我國北方寒冷冬季運行時，存在室外機結霜、能效比下降，甚至無法正常工作的問題，針對這些問題，現有相關公開技術如下：

公開號為CN201510777061.3公開了一種名稱為“ 相變蓄熱空氣源熱泵熱水機組控制系統及其控制方法”的發明專利，該發明專利所述的技術方案主要描述了空氣源熱泵機組控制系統的模塊組成、功能以及控制方法，實現了對空氣源熱泵機組的監測、控制和保護，但該系統僅針對一臺熱泵機組，且沒有涉及太陽能熱水器與空氣源熱泵機組之間及各臺空氣源熱泵之間的協同工作提出控制方案。

公開號為CN105222214A公開了一種名稱為“ 太陽能集熱器和空氣源熱泵聯合供熱水系統及控制方法”的發明專利，該系統是由控制器、水箱、空氣源熱泵和太陽能集熱器組成，通過環境溫度、水箱出口水溫、水箱水溫和集熱器出口水溫來控制太陽能集熱器和空氣源熱泵的開啟與關閉，該發明采用太陽能與空氣源熱泵聯合供熱，節能效果顯著。但該系統只涉及到一臺空氣源熱泵，不存在各臺空氣源熱泵機組之間的集中分散協調控制，且所采用的控制方法為線性控制，沒能根據控制模式的不同，提出最優的控制方法。

公開號為CN105402908A公開了一種名稱為“ 一種多源參數的空氣源熱泵輔助太陽能熱水機組控制系統”的發明專利，該控制系統是由多源傳感器模塊、用戶舒適感知模塊、機組狀態監控模塊、多參數特征辨識組態軟件和驅動執行控制模塊組成，通過對太陽能組件信息、空氣源熱泵組件信息、網絡氣象數據和用戶舒適度歷史數據進行檢測、分析、綜合和處理，由多參數特征辨識組態軟件發送指令，控制各機組各執行部件的運行，該發明將空氣源熱泵機組與太陽能供熱相結合，做到了能源高效利用且清潔無污染。但該系統沒有針對空氣源熱泵機組和太陽能機組間的協同工作提出控制方案，而且未給出具體的系統控制模式及控制方法，未能達到自動控制的目的。

綜上所述，本發明的大型空氣源熱泵與太陽能熱水器耦合供熱控制系統及控制方法，側重于各臺空氣源熱泵機組之間及與太陽能熱水器之間的集中分散協調控制方案，本發明技術未見有相關研究報道。

發明內容

本發明的目的是提供一種空氣源熱泵與太陽能熱水器耦合集控供熱系統及其方法，解決空氣源熱泵在低環境溫度下低效、在北方嚴寒地區難以適應的難題，為綠色、高效、安全供熱方式的應用提供可靠技術保障。

實現上述目的的技術方案如下：

一種空氣源熱泵與太陽能熱水器耦合集控供熱系統，包括集中控制系統、空氣源熱泵控制系統和太陽能熱水器；其特征在于：所述耦合集控供熱系統是將線性控制、智能控制和PID控制集為一體，通過所述集中控制系統、所述空氣源熱泵控制系統和所述太陽能熱水器，實現不同模塊的運行屬性和用戶需求；

所述集中控制系統包括太陽能熱水器控制模塊、空氣源熱泵臺數控制模塊、系統熱水控制模塊、輸入輸出模塊和集中控制器五部分；