本發(fā)明涉及熱泵設備領域，具體而言，涉及一種熱泵系統(tǒng)和供暖系統(tǒng)。

背景技術：

隨著節(jié)能減排工作的推廣，供熱煤改電的工作也在加速進行。

現(xiàn)有的電采暖設備均為實時供熱系統(tǒng)，即需要24小時不間斷供熱，這樣給電網(wǎng)增加了負擔，并且很多情況下產(chǎn)生的熱量沒有被使用，導致白白浪費了電力，增加了能耗。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于提供一種熱泵系統(tǒng)和供暖系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術中的電采暖設備浪費電力、增加能耗的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種熱泵系統(tǒng)，包括：空氣源熱泵，包括第一換熱器和第二換熱器，第二換熱器為釋放熱量的換熱器；儲能部，包括用于存儲熱量的儲能材料，儲能部與第二換熱器連接；供熱部，包括用熱單元和第三換熱器，第三換熱器與儲能部連接。

進一步地，儲能材料為相變儲能材料。

進一步地，相變儲能材料包括以下任意一項或多項的組合：臘、熱熔鹽、硫酸鹽、硝酸鹽、磷酸鹽和碳酸鹽。

進一步地，相變儲能材料的相變溫度小于或等于100攝氏度。

進一步地，第二換熱器設置在儲能材料內部。

進一步地，第三換熱器設置在儲能材料內部。

進一步地，第三換熱器設置在儲能材料內部，第二換熱器的至少一部分設置在第三換熱器的內部。

進一步地，儲能材料內設置有套管，第二換熱器的至少一部分為套管的內層管，第三換熱器的至少一部分為套管的外層管。

進一步地，用熱單元包括室內換熱器、熱水器和熱風機中的任意一項或多項。

進一步地，熱泵系統(tǒng)還包括第四換熱器、第一三通閥、第二三通閥和四通閥，第一三通閥連接第二換熱器的入口端、第四換熱器的出口端和空氣源熱泵的冷媒管路；第二三通閥連接第二換熱器的出口端、第四換熱器的入口端和空氣源熱泵的冷媒管路；四通閥分別連接空氣源熱泵的壓縮機的出口端、第一三通閥、壓縮機的入口端和第一換熱器，四通閥包括第一狀態(tài)和第二狀態(tài)；當四通閥處于第一狀態(tài)時，壓縮機的出口端和第一三通閥連通，且壓縮機的入口端和第一換熱器連通，第一三通閥連通壓縮機的出口端和第二換熱器的入口端，第二三通閥連通第一換熱器和第二換熱器的出口端，第一換熱器為吸收熱量的換熱器，第二換熱器為釋放熱量的換熱器；當四通閥處于第二狀態(tài)時，壓縮機的出口端和第一換熱器連通，且壓縮機的入口端與第一三通閥連通，第一三通閥連通壓縮機的入口端和第四換熱器的出口端，第二三通閥連通第一換熱器和第四換熱器的入口端，第一換熱器為釋放熱量的換熱器，第四換熱器為吸收熱量的換熱器。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種供暖系統(tǒng)，包括熱源和室內換熱器，供暖系統(tǒng)還包括上述的熱泵系統(tǒng)，熱泵系統(tǒng)的空氣源熱泵和/或儲能部為供暖系統(tǒng)的熱源，室內換熱器為熱泵系統(tǒng)的供熱部的用熱單元。

應用本發(fā)明的技術方案，熱泵系統(tǒng)通過空氣源熱泵將電能轉化為熱能提供給用熱單元，并且在熱泵和用熱單元之間還設置儲能部，儲能部能夠在熱泵工作時儲存一部分熱量，當熱泵停機后，用熱單元可以從儲能部獲得儲存的熱能，這樣不僅能夠提高熱泵系統(tǒng)供熱的可靠性，而且還能夠靈活的指定生熱、供熱策略，起到節(jié)能的效果。

附圖說明

構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的熱泵系統(tǒng)的一種實施例的結構示意圖；以及

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的熱泵系統(tǒng)的另一種實施例的結構示意圖。

圖中附圖標記：100、空氣源熱泵；110、第一換熱器；120、第二換熱器；130、壓縮機；140、膨脹閥；150、氣液分離器；160、四通閥；171、第一三通閥；172、第二三通閥；200、儲能部；300、第三換熱器；400、用熱單元；410、室內換熱器；420、熱水器；421、花灑；422、第二閥門；430、泵體；440、雙向電動閥；450、熱風機；451、第一閥門。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發(fā)明。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種熱泵系統(tǒng)，如圖1和2所示，該供熱系統(tǒng)包括空氣源熱泵100，包括第一換熱器110和第二換熱器120，第二換熱器120為釋放熱量的換熱器；儲能部200，包括用于存儲熱量的儲能材料，儲能部200與第二換熱器120連接；供熱部，包括用熱單元400和第三換熱器300，第三換熱器300與儲能部200連接。

本發(fā)明的熱泵系統(tǒng)通過空氣源熱泵100將電能轉化為熱能提供給用熱單元400，并且在熱泵和用熱單元400之間還設置儲能部200，儲能部200能夠在熱泵工作時儲存一部分熱量，當熱泵停機后，用熱單元400可以從儲能部200獲得儲存的熱能，這樣不僅能夠提高熱泵系統(tǒng)供熱的可靠性，而且還能夠靈活的指定生熱、供熱策略，起到節(jié)能的效果。

例如本發(fā)明的熱泵系統(tǒng)用于居民供暖中，居民用電存在用電高峰期和低谷期，例如工作日日間為用電低谷期，而夜晚則為用電高峰期，由于本發(fā)明的熱泵系統(tǒng)可以通過儲能部200儲存一部分熱能，即可以在用電低谷期打開熱泵，將電能轉化為熱能儲存到儲能部200中，用電高峰時期則關閉熱泵，通過儲能部200中儲存的熱量為居民供熱，因此平衡了用電，實現(xiàn)了“削峰填谷”，減少了供電高峰期對電網(wǎng)的負擔。

此外，現(xiàn)在多數(shù)地區(qū)已經(jīng)開始實行峰谷階梯電價，即用電高峰時間段內的電價高于用電低谷時間段內的電價，因此通過熱泵系統(tǒng)的上述操作，還能夠為用戶節(jié)省電費開支。

空氣源熱泵機組基于逆卡諾循環(huán)原理建立起來的一種節(jié)能、環(huán)保的制熱技術，是一種新型的、高效的供暖系統(tǒng)，以環(huán)境空氣為熱(冷)源，通過少量電能驅動壓縮機的運轉，從而制取熱(冷)風或熱(冷)水的設備。用于住宅的空氣源熱泵主要包括壓縮機、與壓縮機串聯(lián)的氣液分離器、以及依次串聯(lián)的室內換熱器、膨脹閥和室外換熱器。壓縮機、室內換熱器、室外換熱器和氣液分離器分別與四通換向閥的四個端口連通形成制冷循環(huán)回路。低溫低壓的氣態(tài)制冷劑由壓縮機吸入，被壓縮成高溫高壓氣態(tài)制冷劑，高溫高壓氣態(tài)制冷劑流入室內換熱器，釋放大量熱能，可用于為住宅的室內供熱。液化后的制冷劑經(jīng)膨脹閥降壓，然后流入室外換熱器，吸收室外環(huán)境空氣的熱能并氣化，氣化后的制冷劑流經(jīng)氣液分離器，然后進入壓縮機下一個循環(huán)。

優(yōu)選地，儲能材料為相變儲能材料。

相變儲能材料是一種相變溫度在預定范圍之內的材料，其通過相變從而儲存熱量，相變儲能材料通過相變在溫度不增加的情況下儲存熱量，因此熱量散失的速度較慢，能夠較好的儲存熱量，儲熱效率高。例如相變溫度為50攝氏度的相變儲能材料，當熱泵將固體的相變儲能材料加熱到50攝氏度時，相變儲能材料開始轉化為液態(tài)，同時繼續(xù)吸收熱量，在相變過程中相變儲能材料的溫度不變，但能夠吸收大量的熱量，最終相變儲能材料完全轉化為液態(tài)后，溫度才會繼續(xù)升高。

此外，相變儲能材料還具有無衰減、壽命長的特點，即能夠仿佛多次通過相變儲熱和放熱，而儲熱量基本不變。

優(yōu)選地，相變儲能材料包括以下任意一項或多項的組合：臘、熱熔鹽、硫酸鹽、硝酸鹽、磷酸鹽和碳酸鹽。

當用于居民供暖及生活供熱領域時，優(yōu)選地，相變儲能材料的相變溫度小于或等于100攝氏度。相變儲能材料的相變溫度應當與用熱單元400的用熱溫度相適配，一般略高于用熱溫度即可，并且溫度越低，熱量的發(fā)散速度越慢，越有利于熱量的存儲。

優(yōu)選地，第二換熱器120設置在儲能材料內部。更優(yōu)選地，第三換熱器300設置在儲能材料內部。第二換熱器120和第三換熱器300均設置在儲能材料的內部，因此其能夠更好的與儲能材料之間實現(xiàn)換熱。

在本發(fā)明的一些實施例中，第二換熱器120為板式換熱器。

此外，第二換換熱器與第三換熱器300接觸，這樣能夠使得熱量不經(jīng)過儲能材料即可以直接從第二換熱器120傳遞到第三換熱器300。

這樣設置的目的，也在于使得熱泵發(fā)出的熱量優(yōu)先供給用熱單元400，余熱則被儲能部200吸收儲存。

在本發(fā)明的另一些實施例中，優(yōu)選地，第三換熱器300設置在儲能材料內部，第二換熱器120的至少一部分設置在第三換熱器300的內部。

第二換熱器120設置在第三換熱器300的內部，是為了使得第三換熱器300更好的接收第二換熱器120的熱量。

在一種具體的實施例中，儲能材料內設置有套管，第二換熱器120的至少一部分為套管的內層管，第三換熱器300的至少一部分為套管的外層管。

優(yōu)選地，用熱單元400包括室內換熱器410、熱水器420和熱風機450中的任意一項或多項。當用于居民供暖時，室內換熱器410可以為暖氣裝置，即第三換熱器300的換熱媒介為水。此外，熱水器420和熱風機450均可以利用相變儲能材料中的熱量作為熱源。

優(yōu)選地，熱泵系統(tǒng)還包括第四換熱器、第一三通閥171、第二三通閥172和四通閥160，第一三通閥171連接第二換熱器120的入口端、第四換熱器的出口端和空氣源熱泵100的冷媒管路；第二三通閥172連接第二換熱器120的出口端、第四換熱器的入口端和空氣源熱泵100的冷媒管路；四通閥160分別連接空氣源熱泵100的壓縮機130的出口端、第一三通閥171、壓縮機130的入口端和第一換熱器110，四通閥160包括第一狀態(tài)和第二狀態(tài)；當四通閥160處于第一狀態(tài)時，壓縮機130的出口端和第一三通閥171連通，且壓縮機130的入口端和第一換熱器110連通，第一三通閥171連通壓縮機130的出口端和第二換熱器120的入口端，第二三通閥172連通第一換熱器110和第二換熱器120的出口端，第一換熱器110為吸收熱量的換熱器，第二換熱器120為釋放熱量的換熱器；當四通閥160處于第二狀態(tài)時，壓縮機130的出口端和第一換熱器110連通，且壓縮機130的入口端與第一三通閥171連通，第一三通閥171連通壓縮機130的入口端和第四換熱器的出口端，第二三通閥172連通第一換熱器110和第四換熱器的入口端，第一換熱器110為釋放熱量的換熱器，第四換熱器為吸收熱量的換熱器。

第四換熱器并未在圖中示出，第一三通閥171、第二三通閥172和四通閥160配合，可以使得本發(fā)明的熱泵系統(tǒng)在夏天時實現(xiàn)制冷功能，即第四換熱器可以作為設置在用戶室內的冷風換熱器。

在圖1示出的實施例中，空氣源熱泵100包括壓縮機130、第一換熱器110、第二換熱器120、膨脹閥140和氣液分離器150，這些部件組成了空氣源熱泵100的制熱回路，當空氣源熱泵100的制熱回路運行時，第二換熱器120為儲能部200供熱。儲能部200通過相變儲能材料儲存熱量。儲能部200還通過第三換熱器300與用熱單元400連接，即可以使得用熱單元400使用儲能部200儲存的熱量。

空氣源熱泵100還包括四通閥160、第一三通閥171、第二三通閥172和未在圖1中示出的第四換熱器，通過第一三通閥171和第二三通閥172，空氣源熱泵100可以選擇接入第二換熱器120或第四換熱器，并且通過四通閥160的換向，可以使得冷媒在第一換熱器110內換向流動，即使得第一換熱器110變換為吸收熱量的換熱器或發(fā)散熱量的換熱器，這樣就使得空氣源熱泵100還包括了制冷回路?？諝庠礋岜?00的制冷回路不包括第二換熱器120，而是接入第四換熱器，第四換熱器的作用是為客戶提供制冷功能。

在圖2示出的實施例中，空氣源熱泵100部分的結構與圖1示出的實施例類似，但省略了第一三通閥171和第二三通閥172，因此圖2中的空氣源熱泵與圖1中的空氣源熱泵的結構和工作過程均相似，這里就不再重復闡述。

現(xiàn)在農村進行供暖煤改電工作，可以應用本發(fā)明提供的相變儲能裝置，從而實現(xiàn)節(jié)能減排、降低污染物排放的目的。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，還提供了一種供暖系統(tǒng)，包括熱源和室內換熱器410，供暖系統(tǒng)還包括上述的熱泵系統(tǒng)，熱泵系統(tǒng)的空氣源熱泵100和/或儲能部200為供暖系統(tǒng)的熱源，室內換熱器410為熱泵系統(tǒng)的供熱部的用熱單元400。

通過供暖回路，熱泵發(fā)熱供給用戶，并且在熱泵與用戶之間還設置有采用相變儲能材料的儲能部200，能夠儲存一部分熱量，以便更加靈活的指定供暖策略。

在圖1示出的實施例中，用熱單元400為一個包括室內換熱器410和熱水器420的供暖回路，該供暖回路通過第三換熱器300與儲能部200連接，從而可以從儲能部200的相變儲能材料中獲得熱量。

在該供暖回路的主管路中設置有設置有雙向電動閥440和泵體430，雙向電動閥440可以控制供暖回路的整體連通或斷開，泵體430提供動力，使得管路中的熱水流過多個室內換熱器410，從而為用戶提供供暖。此外，供暖回路中還連接有熱水器420，即通過供暖回路中的水為熱水器420的水箱內的水提供熱量，加熱后的水可以通過花灑421提供給用戶，實現(xiàn)了熱水服務。

相比圖1示出的實施例，在圖2示出的實施例中用熱單元400還包括熱風機450，并且圖2中給出了詳細的熱水器420接入供暖回路的方式。在該實施例中，熱風機450內的熱管通過第一閥門451與供暖回路的主管路連接，熱水器420的水箱內的熱管則通過第二閥門422與供暖回路的主管路連接，且熱風機450、熱水器420和多個室內換熱器410均為并聯(lián)設置。

需要指出的是，在圖1和圖2示出的實施例中，泵體430設置在供暖回路的主管路的出口端，并通過雙向電動閥440與第三換熱器300連接。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。