[發明專利]一種嚴寒地區太陽能與空氣源熱泵復合供熱系統

在審

• 申請號: 202010072256.9
• 申請日: 2020-01-21
• 公開（公告）號: CN111189232A
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 白衛東;何一堅;陳齊飛;李宗凱;李海峰
• 申請（專利權）人: 大唐吉林發電有限公司熱力分公司;浙江大學
• 主分類號: F24S10/00
• 分類號: F24S10/00;F25B30/06;F25B49/00;F24S50/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 劉靜

本發明公開了一種嚴寒地區太陽能與空氣源熱泵復合供熱系統，蓄水箱分為加熱水箱和恒溫水箱兩部分，加熱水箱連通加熱設備，加熱設備包括太陽能集熱器和空氣源熱泵，太陽能集熱器和空氣源熱泵并聯蓄水箱，蓄水箱上設有出水端口和進水端口，太陽能集熱器和空氣源熱泵均裝有通信控制模塊，太陽能集熱器由一級控制器控制，空氣源熱泵由二級控制器控制。在嚴寒地區中熱用戶家庭采用太陽能集熱器與空氣源熱泵復合供熱系統通過合適的控制方式復合起來進行供熱，最大程度的發揮各自的長處，保證熱水在全年每天24h不間斷的供應，充分利用兩種供熱技術優化系統來實現優化節能的目的。

技術領域

本發明涉及供熱系統技術領域，尤其涉及一種適用于嚴寒地區的太陽能與空氣源熱泵復合供熱系統。

背景技術

近幾年，居民能源消費在我國能源消費當中的占比僅次于工業能源浪費。且隨著社會經濟及科技事業的發展，建筑能耗也隨之增長，在建筑能耗中，使用能耗約為建造能耗的15倍左右，而在使用能耗中，供熱和空調能耗是占比最高的部分，特別是在北方的嚴寒地區，供熱能耗幾乎占總使用能耗的35％。另外，目前北方大部分地區采用燃煤供熱的情況較多，這也造成了嚴重的空氣污染問題，重度霧霾天氣頻發，因此供熱系統的節能減排工作迫在眉睫，如何采用更加高效、節能、環保的系統及設備來制備生活熱水，在能源優化的研究工作中具有重要的理論及現實意義。常規的太陽能熱水系統受陰雨天氣和季節的影響很大，特別是在嚴寒地區，太陽輻射的波動性較大，使得太陽能供熱系統的運行效率大大降低。單一依靠太陽能熱水系統還存在熱量供求不匹配的問題，在晚上的生活熱水高峰期太陽能集熱器所能提供的熱量較少，需要借助電加熱等輔助加熱設備。

在國家大力倡導能源結構轉型、可持續發展的政策引導下，熱泵作為一種高效、環保的供熱手段在全國獲得了大范圍的推廣和應用，并取得了較好的節能減排效果，其中空氣源熱泵熱水系統是熱效率較高的裝置，不受陰雨天氣的影響能夠在一年四季保持穩定運行，但是相對于太陽能供熱系統而言，消耗的電量仍然較高。因此需要開發一套運行高效的太陽能與空氣源熱泵復合的供熱系統。

相變材料是近年來國內外在能源利用和材料科學方面開發研究十分活躍的領域。相變材料在其物相變化過程中，可以利用較高的相變潛熱從環境中吸收熱(冷)量或向環境放出熱(冷)量，從而達到能量儲存和釋放及調節能量需求和供給失配的目的。在太陽能供熱系統中，借助相變材料的這一特性，可以緩解部分因太陽能輻射波動造成的系統運行不穩定問題以及熱量供求不匹配的問題。

發明內容

本發明的目的是為了克服上述現有技術存在的不足之處，本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的狀況，提供一種結構緊湊合理的一種太陽能與空氣源熱泵復合的供熱系統。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種嚴寒地區太陽能與空氣源熱泵復合供熱系統，該系統包括進水端口、出水端口、蓄水箱和加熱設備；

所述蓄水箱包括恒溫水箱和加熱水箱；所述進水端口通過管路連接加熱水箱，所述出水端口通過管路連接恒溫水箱，所述的加熱水箱連通加熱設備；

所述加熱設備包括太陽能集熱器和空氣源熱泵，所述的太陽能集熱器和空氣源熱泵并聯到蓄水箱；

所述太陽能集熱器的進水管和熱水出水管均與蓄水箱中的加熱水箱連接，所述太陽能集熱器由通信控制模塊控制；所述集熱器的通信控制模塊能獨立控制太陽能集熱器的上水、循環供熱；

所述空氣源熱泵的進水管和熱水出水管均與蓄水箱中的加熱水箱連接，所述空氣源熱泵由通信控制模塊控制；所述空氣源熱泵的通信控制模塊能獨立控制空氣源熱泵的取水、循環供熱和防凍循環；

所述的集熱器和空氣源熱泵的通信控制模塊之間通過信號線連接進行通信，太陽能通信控制模塊設有對空氣源熱泵通信控制模塊讀寫數據的控制單元，空氣源熱泵通信控制模塊設有接收、執行太陽能通信控制模塊發送的指令的執行單元。

進一步地，所述太陽能集熱器和空氣源熱泵的熱水出水管均設置有排氣閥。