太陽能季節性蓄熱復合低谷電驅動空氣源熱泵系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于熱泵供暖空調技術領域，本實用新型涉及太陽能季節性蓄熱復合低谷電驅動空氣源熱泵系統，特別適用于嚴寒或寒冷地區距集中供暖熱網管線較遠且對大氣環境要求嚴格地區的民用建筑、賓館、辦公建筑等。
【背景技術】
[0002]目前，由于集中供暖受地理位置的限制，對于嚴寒或寒冷地區特別偏遠的地方，集中供暖很難實現，若采用電熱爐或電熱地暖的形式進行供暖，則會導致高品位能向低品位能轉變的浪費；若采用燃氣鍋爐、燃煤鍋爐等進行供暖，燃料燃燒不完全會產生C02、302等對環境有害的氣體，對于大氣環境要求嚴格的地區，這些供暖方式是不能使用的。因此以太陽能、環境空氣熱能為低溫熱源的熱泵空調系統被逐漸應用于寒冷地區的民用建筑供熱領域，然而以單一熱源為熱泵機組的低溫熱源在寒冷地區進行空調供暖時，往往存在各種問題。如空氣源熱泵機組在溫度過低時，室外的換熱器表面會結霜，導致壓縮機容積效率下降，制熱量下降，有時甚至無法啟動，現有的空氣源熱泵機組通常采用電輔熱的方式保障供暖效果，機組綜合運行性能下降。而由于太陽能具有低能流密度、間歇性和不穩定性的特點，以太陽能為熱源的熱泵系統往往需要較大的集熱器面積，同時需要輔助熱源，雖然系統節能性較好，但系統復雜，初投資較高，經濟性差。為了克服不能使用集中供暖的邊遠地區和對大氣環境要求嚴格地區的問題及單一自然能源熱泵系統存在的問題，將多種自然能源綜合互補利用是良好的解決方案，本實用新型提出太陽能季節性蓄熱復合低谷電驅動空氣源熱泵系統。
【發明內容】
[0003]針對現有技術存在的問題，本實用新型提供太陽能季節性蓄熱復合低谷電驅動空氣源熱泵系統，該系統實現了太陽能、環境空氣能的交替利用，并且結構緊湊，便于安裝，運行控制靈活。
[0004]本實用新型的技術方案如下:
[0005]太陽能季節性蓄熱復合低谷電驅動空氣源熱泵系統，該供暖空調系統包含太陽能集熱器1、第一熱交換器2、第二熱交換器3、季節性蓄能裝置4、空氣源熱泵冷熱水機組5、水源熱泵熱水機組6和夜間蓄能裝置7等組成；所述的太陽能集熱器I的出口與第一熱交換器2的熱側入口相連；第一熱交換器2的熱側出口經第一循環泵8與太陽能集熱器I的入口相連；所述的季節性蓄能裝置4蓄熱循環管路出口經第二循環泵9與第一熱交換器2的冷側入口相連；第一熱交換器2的冷側出口與季節性蓄能裝置4蓄熱循環管路入口相連；所述的季節性蓄能裝置4的取熱循環管路出口經第三循環泵10和第一閥門15與第二熱交換器3的熱側入口相連；第二熱交換器3的熱側出口經第二閥門16與季節性蓄能裝置4的取熱循環管路入口相連；所述的第二熱交換器3的冷側出口經第七循環泵14與用戶的供水管道相連；第二熱交換器3的冷側入口與用戶的回水管道相連；所述的空氣源熱泵冷熱水機組5冷凝器側冷卻水出口經第八閥門22與夜間蓄能裝置7的蓄熱環路入口相連；空氣源熱泵冷熱水機組5冷凝器側冷卻水入口經第四循環泵11和第五閥門19與夜間蓄能裝置7的蓄熱環路出口相連；所述的水源熱泵熱水機組6蒸發器側冷凍水入口與空氣源熱泵冷熱水機組冷凝器側冷卻水出口相連；水源熱泵熱水機組6蒸發器側冷凍水出口經第四閥門18和第四循環泵11與空氣源熱泵冷熱水機組5的冷凝器側冷卻水入口相連；所述的水源熱泵熱水機組6蒸發器側冷凍水入口經第七閥門21和第三循環泵10與季節性蓄能裝置4的取熱循環管路出口相連；水源熱泵熱水機組6蒸發器側冷凍水出口經第四閥門18、第三閥門17和第二閥門16與季節性蓄能裝置4的取熱循環管路入口相連；水源熱泵熱水機組6冷凝器側冷卻水入口經第六閥門20與夜間蓄能裝置7蓄熱環路出口相連；水源熱泵熱水機組6冷凝器側冷卻水出口經第五循環泵12與夜間蓄能裝置7蓄熱環路入口相連；所述的夜間蓄能裝置7蓄熱環路出口經第六循環泵13和第十閥門24與第二換熱器3的熱側入口相連；夜間蓄能裝置7蓄熱環路入口經第九閥門23與第二換熱器3的熱側出口相連；
[0006]本實用新型所述的空氣源熱泵冷熱水機組為三工況機組，可以運行制冷工況、低溫制熱工況、高溫制熱工況；
[0007]本實用新型所述的季節性蓄能裝置和夜間蓄能裝置可以是開式換熱裝置也可以是閉式換熱裝置。蓄熱介質可以是水、土壤、砂石、相變材料或者是其中幾種的組合；
[0008]本實用新型所述的與季節性蓄能裝置蓄熱循環管路相連的第二循環泵，與取熱循環管路相連的第三循環泵，與夜間蓄能裝置蓄熱管路相連的第六循環泵為潛水泵或者普通循環泵；與太陽能集熱器相連的第一循環泵，與用戶側管路相連的第七循環泵，與空氣源熱泵冷凝器側相連的第四循環泵，與水源熱泵熱水機組冷凝側相連的第五循環泵為普通循環栗O
[0009]本實用新型提供的綜合利用太陽能和空氣能的供暖空調系統的運行方法，其特征在于:所述的綜合利用太陽能和空氣能的供暖空調系統的運行方法包括以下十種運行模式:
[0010]⑴太陽能-季節性蓄能裝置蓄熱模式，該模式運行在全年系統停止供暖或者是系統利用夜間蓄能裝置進行供暖時，將太陽能集熱器收集到的太陽熱通過第一熱交換器蓄存在季節性蓄能裝置中。
[0011]⑵空氣源熱泵冷熱水機組單級蓄熱模式，該模式運行在供暖初期和末期室外環境溫度較高，空氣源熱泵冷熱水機組性能比較好的夜間低谷電時段，該模式利用夜間低谷電將空氣熱能蓄存在夜間蓄能裝置中，以作為白天供熱的熱源。
[0012]⑶空氣源-水源熱泵耦合蓄熱模式，該模式運行在室外空氣溫度較低時期的夜間谷電時段，該模式利用夜間低谷電將空氣熱能蓄存在夜間蓄能裝置中，以作為白天供熱的熱源。
[0013]⑷季節性蓄能裝置作為水源熱泵低溫熱源蓄熱模式，該模式運行在季節性蓄能裝置的溫度較低不足以滿足用戶需求時的夜間谷電時段，將季節性蓄能裝置作為水源熱泵熱水機組的低溫熱源對夜間蓄能裝置進行蓄熱時，該模式利用夜間低谷電將季節性蓄熱裝置中的熱能蓄存在夜間蓄能裝置中，以作為白天供熱的熱源。
[0014](5)空氣源熱泵冷熱水機組單級蓄冷模式，該模式運行在季節性蓄能裝置不足以供給用戶的冷負荷且空氣源熱泵的性能良好的夜間低谷電時段，該模式利用夜間低谷電將空氣冷能蓄存在夜間蓄能裝置中，以作為白天供冷的冷源。
[0015](6)季節性蓄能裝置作為水源熱泵冷源蓄冷模式，該模式運行在空氣源熱泵冷熱水機組單級蓄冷的冷量不足以滿足用戶需求時的夜間谷電時段，將季節性蓄能裝置作為水源熱泵熱水機組的冷源對夜間蓄能裝置進行蓄冷時，該模式利用夜間低谷電將季節性蓄能裝置中的冷能蓄存在夜間蓄能裝置中，以作為白天供冷的冷源。
[0016](7)季節性蓄能裝置供暖模式，該模式運行在室外空氣溫度較低，空氣源熱泵蓄熱量不足而季節性蓄能裝置溫度滿足供暖要求時，對用戶進行直接供暖。
[0017]⑶夜間蓄能裝置供暖模式，該模式運行在夜間蓄能裝置溫度滿足供暖條件時，由于每天晚上都對夜間蓄能裝置進行蓄熱，所以可以白天將蓄存的熱量用于供給用戶。
[0018](9)季節性蓄能裝置供冷模式，該模式運行在供冷初期，由于供暖期的長期從季節性蓄熱裝置里取熱，使供冷初期其溫度較低，可以用于向用戶供冷，或者在供冷期季節性蓄熱裝置溫度不能達到供冷需求時，夜晚可以作為水源熱泵熱水機組的低溫冷源對夜間蓄能裝置進行蓄冷。
[0019](1Φ夜間蓄能裝置供冷模式，該模式運行在夜間蓄能裝置溫度滿足供冷條件時，由于每天晚上都對夜間蓄能裝置進行蓄冷，所以可以白天將蓄存的冷量用于