太阳能与空气源热泵耦合热水、采暖和制冷系统及其控制方法与流程

技术特征：
1.一种太阳能与空气源热泵耦合热水、采暖和制冷系统，包括太阳能集热器（3）、空气源热泵机组（5）、缓冲水箱（6）及储换热水箱，其特征在于：所述储换热水箱包括并列设置的至少两个，依次为第一储换热水箱（1101）、第二储换热水箱（1102）
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第n储换热水箱（11n）；相邻储换热水箱之间经连接管（12）串联连接，连接管（12）一端连接在储换热水箱顶部，另一端插入到相邻储换热水箱的内底部；所述第一储换热水箱（11a）顶部的连接管（12）经三通接头连接生活热水总管（9）；自来水管进水管（10）经三通接头分为两路，一路与第n储换热水箱（11n）相连，另一路经第四电控阀（v4）及储水循环泵（p5）连接至第一储换热水箱（1101）；太阳能集热器的水箱（3a）中设有换热管（2），换热管（2）的两端贯穿太阳能集热器的水箱（3a），其中一端连接至第一储换热水箱（1101），另一端连接至集热器循环泵（p1）的出口，集热器循环泵（p1）的进口与第一储换热水箱（1101）相连；所述太阳能集热器的水箱（3a）上设有两个进出水口，其中一个进出水口经三通接头分别连接至缓冲水箱（6）及空气源热泵机组（5）的热泵出水口（501），另一个进出水口经管道分为三路，第一路连接至缓冲水箱（6），第二路连接至热泵循环泵（p2）的进口，热泵循环泵（p2）的出口连接至空气源热泵机组（5）的热泵进水口（502），第三路连接第三循环泵（p3）的出口，第三循环泵（p3）的进口与热泵循环泵（p2）的出口相连，所述第三循环泵（p3）、热泵循环泵（p2）及缓冲水箱（6）之间的连接管路上设有多个控制阀，所述控制阀用于关断缓冲水箱（6）的回水、关断第三循环泵（p3）的进口与热泵循环泵（p2）的出口、关断热泵循环泵（p2）的进口与太阳能集热器的水箱（3a）之间的连接通路；所述缓冲水箱（6）上经采暖/制冷供水总管（7）与末端设备相连，末端设备的回水经采暖/制冷回水总管（8）、末端循环泵（p4）连接至缓冲水箱（6）；所述太阳能集热器的水箱（3a）上设有温度探测器一（t1），第一储换热水箱的下部设有温度探测器三（t3），第一储换热水箱的上部设有温度探测器二（t2），第n储换热水箱上设有温度探测器四（t4），末端循环泵（p4）的管路上设有温度探测器六（t6），缓冲水箱上设有温度探测器五（t5）。2.根据权利要求1所述的太阳能与空气源热泵耦合热水、采暖和制冷系统，其特征在于：所述控制阀包括设置在缓冲水箱（6）与热泵循环泵（p2）之间的第一电控阀（v1）、设置在热泵循环泵（p2）的进口与第三循环泵（p3）的出口之间的第三电控阀（v3）以及热泵循环泵（p2）的出口与第三循环泵（p3）进口之间的第二电控阀（v2）。3.根据权利要求1所述的太阳能与空气源热泵耦合热水、采暖和制冷系统，其特征在于：所述控制阀包括设置在缓冲水箱（6）、热泵循环泵（p2）的进口、第三循环泵（p3）的出口之间的三通电控阀六（v6），设置在热泵进水口（502）、热泵循环泵（p2）的出口与第三循环泵（p3）的进口之间的三通电控阀五（v5）。4.根据权利要求1
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3任一项所述的太阳能与空气源热泵耦合热水、采暖和制冷系统，其特征在于：所述太阳能集热器的水箱（3a）上连接有自动补液箱（1），自动补液箱（1）的出水口连接太阳能集热器的水箱（3a），自动补液箱（1）的进水口连接集热器循环泵（p1）的出口。5.根据权利要求1
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3任一项所述的太阳能与空气源热泵耦合热水、采暖和制冷系统，其特征在于：所述太阳能集热器（3）设有若干个，相邻太阳能集热器（3）对应的换热管（2）依次串联或者并联，至少一个太阳能集热器的水箱（3a）上设有排气口（4）。6.根据权利要求1
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3任一项所述的太阳能与空气源热泵耦合热水、采暖和制冷系统，其特征在于：所述末端设备为地暖盘管或风机盘管。
7.一种根据权利要求1所述的太阳能与空气源热泵耦合热水、采暖和制冷系统的控制方法，其特征在于：通过温度探测器一至温度探测器六，探测对应位置的温度，数值分别记为t1、t2、t3、t4、t5及t6，利用所探测的温度进行控制，其工作模式如下：1）热水储热模式：太阳能集热器吸收太阳能转换为热能，太阳能集热器的水箱内的水温不断升高，当t1
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t3≥设定值一时，启动集热器循环泵（p1），t1
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t3＜设定值二时，关闭集热器循环泵（p1），从而不断加热储换热水箱；2）储热循环模式：当t2达到加热温度设定值三时，开启储水循环泵（p5）和第四电控阀（v4），将第一储换热水箱内的热水循环打入到其他储换热水箱内；当t2低于设定值四时，关闭储水循环泵（p5）和第四电控阀（v4）；当t2达到加热温度设定值三时，再开启储水循环泵（p5）和第四电控阀（v4），如此循环往复，最终将第n储换热水箱（11n）内的热水温度t4达到设定值五；3）热泵储热模式：当太阳光照不足，t1在规定的时段内未上升到设定值六， 且t4小于设定值五时，启动热泵循环泵（p2）和空气源热泵机组（5）制热，并开关相应的控制阀，空气源热泵机组（5）制热，并不断加热太阳能集热器的水箱（3a）内的水，当t1到达设定设定值七时，关闭空气源热泵机组和（p2），停止热泵循环泵（p2）；4）热水使用模式：通过生活热水总管（9）用水时，t2温度高于设定值八时，开启储水循环泵（p5）和第四电控阀（v4），通过储水循环泵（p5）产生的压力，优先使用第一储换热水箱（1101）的水；t2温度低于设定值八时，关闭储水循环泵（p5）和第四电控阀（v4），自来水在压力下，推动第n储换热水箱（11n）内的热水，依次进入第n
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1储换热水箱、第n
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2储换热水箱
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、第二储换热水箱（1102）、生活热水总管（9）后，供用户使用；5）热泵采暖或制冷模式：开启热泵循环泵（p2）、启动空气源热泵机组（p2）进行制热或制冷，将缓冲水箱（5）内的水温t5制取到设定值九，再启动末端循环泵（p4），将热量或冷量不断输送到末端设备；6）太阳能辅助采暖模式：当t1
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t6≥设定值十，且t6≥设定值十一时，同时开启热泵循环泵（p2）和第三循环泵（p3），同时开关相应的控制阀，将太阳能集热器内的水箱（3a）内的热水不断换入到缓冲水箱（6）内，进而输送到末端设备；当t1
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t6＜设定值十二，且t6＜设定值十一时，关闭第三循环泵（p3）及相应的控制阀，断开太阳能集热器内的水箱（3a）与缓冲水箱（6）的通路，保持热泵循环泵（p2）运行，同时启动空气源热泵机组（5）进行制热。8.根据权利要求7所述的太阳能与空气源热泵耦合热水、采暖和制冷系统的控制方法，其特征在于：所述设定值一＞设定值二、设定值三＞设定值八＞设定值四、设定值三＞设定值五、设定值六＜设定值七、设定值九＞设定值十一、定值十＞设定值十二。

技术总结
本发明涉及热工装置领域内的一种太阳能与空气源热泵耦合热水、采暖和制冷系统及其控制方法，其太阳能集热器的水箱中设有换热管，通过换热管与储换热水箱之间进行转热，储换热水箱有至少两个，可保证热水的优先使用，在温度较高时，通过储水循环泵优先使用第一储换热水箱中的热水，温度较低时，通过自来水水压驱动其它储换热水箱的中的热水优先使用；空气源热泵机组经缓冲水箱向末端设备供冷或供热，还可以通过空气源热泵机组辅助制热水，此外，太阳能集热器的热能可通过热水辅助供暖。太阳能集热器不仅可以循环加热生活热水，还可以同时用于供暖，两个回路互不影响，系统整体热利用效率高，可实现一机多用。可实现一机多用。可实现一机多用。


技术研发人员：邓学鹏
受保护的技术使用者：江苏省华扬太阳能有限公司
技术研发日：2021.07.27
技术公布日：2021/10/8