一種蓄能型空氣源熱泵供暖系統(tǒng)及其運行方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及住宅供熱系統(tǒng)技術領域，尤其涉及一種蓄能型空氣源熱栗供暖系統(tǒng)及其運行方法。
【背景技術】
[0002]空氣源熱栗是基于逆卡諾循環(huán)原理，以環(huán)境空氣為熱(冷)源，通過少量電能驅動壓縮機運轉，實現(xiàn)環(huán)境空氣中熱能的轉移，從而制取熱(冷)風或熱(冷)水的設備。用于住宅供熱的空氣源熱栗主要包括壓縮機、與壓縮機串聯(lián)的氣液分離器、以及依次串聯(lián)的室內(nèi)換熱器、膨脹閥和室外換熱器，壓縮機、室內(nèi)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劑循環(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(nèi)換熱器，釋放大量熱能，可用于為住宅的室內(nèi)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，然后進入壓縮機進行下一個循環(huán)。
[0003]空氣源熱栗的工作特性和運行實踐表明其存在以下問題:空氣源熱栗的制熱性能與住宅或建筑物的熱負荷隨室外溫度的變化而相悖，室外溫度越低，住宅或建筑物的熱負荷越大時，空氣源熱栗的制熱性能卻越差。另一方面，空氣源熱栗對住宅或建筑的供能性能與人的用能需求難以實現(xiàn)協(xié)同一致，如日間室外溫度較高時(熱栗效率高)往往家中無人而不需要供暖。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004](一 )要解決的技術問題
[0005]本發(fā)明要解決的技術問題是空氣源熱栗在低溫環(huán)境下運行時制熱性能差、供熱量不足以及對住宅或建筑物的供能與人的用能需求難以實現(xiàn)協(xié)同一致的問題。
[0006]( 二)技術方案
[0007]為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種蓄能型空氣源熱栗供暖系統(tǒng)，包括:空氣源熱栗回路，包括相變蓄能器、板式換熱器、室外換熱器、氣液分離器、輸入端與氣液分離器的輸出端連通的壓縮機、以及與室外換熱器的輸入端和輸出端、氣液分離器的輸入端及壓縮機的輸出端連通的四通換向閥，連通四通換向閥與室外換熱器的輸入端的管路上串聯(lián)有膨脹閥，相變蓄能器和板式換熱器分別與四通換向閥與膨脹閥之間的第一管路形成可通斷的旁通連接；以及供暖回路，包括室內(nèi)換熱器單元、以及輸入端與室內(nèi)換熱器單元的輸出末端連通的栗，栗的輸出端與室內(nèi)換熱器單元的輸入前端通過第二管路連通，相變蓄能器和板式換熱器分別與第二管路形成可通斷的旁通連接。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，室內(nèi)換熱器單元包括一個或多個相互并聯(lián)的室內(nèi)換熱器。
[0009]根據(jù)本發(fā)明，室內(nèi)換熱器為毛細管輻射換熱器。
[0010]根據(jù)本發(fā)明，每個室內(nèi)換熱器的輸入端均串聯(lián)有一個雙向電動閥。
[0011]根據(jù)本發(fā)明，相變蓄能器的第一輸入端和板式換熱器的第一輸入端與第一管路的連接處分別設有第一三通換向閥和第二三通換向閥，相變蓄能器的第一輸出端和板式換熱器的第一輸出端均與第一管路連通。
[0012]根據(jù)本發(fā)明，相變蓄能器的第二輸入端和板式換熱器的第二輸入端與第二管路的連接處分別設有第三三通換向閥和第四三通換向閥，相變蓄能器的第二輸出端和板式換熱器的第二輸出端均與第二管路連通。
[0013]根據(jù)本發(fā)明，相變蓄能器內(nèi)填充有相變蓄熱材料。
[0014]本發(fā)明還提供了一種蓄能型空氣源熱栗供暖系統(tǒng)的運行方法，包括:制熱蓄熱模式、蓄熱供熱模式、相變蓄能器供熱模式和制熱取熱模式；其中，制熱蓄熱模式為:空氣源熱栗回路中的制冷劑從壓縮機的輸出端輸出，經(jīng)四通換向閥進入相變蓄能器，從相變蓄能器輸出后依次經(jīng)過膨脹閥、室外換熱器、四通換向閥和氣液分離器，回流至壓縮機中，供暖回路停止運行；蓄熱供熱模式為:空氣源熱栗回路中的制冷劑從壓縮機的輸出端輸出，經(jīng)四通換向閥依次進入相變蓄能器和板式換熱器，從板式換熱器輸出后依次經(jīng)過膨脹閥、室外換熱器、四通換向閥和氣液分離器，回流至壓縮機中，供暖回路中的介質(zhì)流經(jīng)板式換熱器后進入室內(nèi)換熱器單元；相變蓄能器供熱模式為:空氣源熱栗回路停止運行，供暖回路中的介質(zhì)流經(jīng)相變蓄能器后進入室內(nèi)換熱器單元；制熱取熱模式為:空氣源熱栗回路中的制冷劑從壓縮機的輸出端輸出，經(jīng)四通換向閥進入板式換熱器，從板式換熱器輸出后依次經(jīng)過膨脹閥、室外換熱器、四通換向閥和氣液分離器，回流至壓縮機中，供暖回路中的介質(zhì)依次流經(jīng)相變蓄能器和板式換熱器后進入室內(nèi)換熱器單元。
[0015]根據(jù)本發(fā)明，還包括制熱供熱模式，制熱供熱模式為:空氣源熱栗回路中的制冷劑從壓縮機的輸出端輸出，經(jīng)四通換向閥進入板式換熱器，從板式換熱器輸出后依次經(jīng)過膨脹閥、室外換熱器、四通換向閥和氣液分離器，回流至壓縮機中，供暖回路中的介質(zhì)流經(jīng)板式換熱器后進入室內(nèi)換熱器單元。
[0016]根據(jù)本發(fā)明，在蓄熱供熱模式、相變蓄能器供熱模式、制熱取熱模式和制熱供熱模式其中的一種模式下，供暖回路中的介質(zhì)可選擇地流入室內(nèi)換熱器單元中的一個或多個室內(nèi)換熱器中。
[0017](三)有益效果
[0018]本發(fā)明的上述技術方案具有如下優(yōu)點:
[0019](1)本發(fā)明的蓄能型空氣源熱栗供暖系統(tǒng)，在空氣源熱栗回路中增加了相變蓄能器，空氣源熱栗回路和供暖回路在相變蓄能器和板式換熱器處耦合，通過相變蓄能器和板式換熱器與空氣源熱栗回路和供暖回路分別形成可通斷的旁通連接，使得高溫高壓的氣態(tài)制冷劑和供暖回路中的介質(zhì)可選擇地流入相變蓄能器和板式換熱器其中的一個或者同時流經(jīng)二者，因此制冷劑釋放的熱量可由相變蓄能器儲存或向室內(nèi)供熱，也可由板式換熱器向室內(nèi)供熱，從而可根據(jù)室外溫度情況選擇該蓄能型空氣源熱栗供暖系統(tǒng)的運行模式。在室外溫度較高時，可充分利用處于高效運行狀態(tài)的空氣源熱栗制熱，制取的熱量可根據(jù)需要選擇由相變蓄能器儲存或通過供暖回路用于向室內(nèi)供熱；在室外溫度較低時，相變蓄能器儲存的熱能可對供暖回路提供熱能，或作為空氣源熱栗單獨供熱不足的補充。由此，本發(fā)明的蓄能型空氣源熱栗供暖系統(tǒng)可大大改善空氣源熱栗在低溫環(huán)境下的供熱性能，避免空氣源熱栗在低溫環(huán)境下供熱不足，實現(xiàn)空氣源熱栗運行與建筑物或住宅的用能需求的協(xié)同，達到按需高效供暖的目的。
[0020](2)本發(fā)明的蓄能型空氣源熱栗供暖系統(tǒng)，供暖回路中的室內(nèi)換熱器單元包括一個或多個相互并聯(lián)的室內(nèi)換熱器，每個室內(nèi)換熱器置于不同的房間內(nèi)，根據(jù)房間的實際使用情況，供暖回路中的介質(zhì)可選擇地流入需要供熱的房間的室內(nèi)換熱器中。且室內(nèi)換熱器采用毛細管換熱器，其對供暖回路中的介質(zhì)的溫度要求與空氣源熱栗匹配良好，且毛細管輻射供暖熱響應速度較快，適合空氣源熱栗非連續(xù)性按需供暖。從而實現(xiàn)對住宅的高效、節(jié)能供暖。
[0021](3)本發(fā)明的蓄能型空氣源熱栗供暖系統(tǒng)的運行方法，包括制熱蓄熱模式、蓄熱供熱模式、相變蓄能器供熱模式和制熱取熱模式，可根據(jù)室外溫度情況和相變蓄能器儲存熱量的多少進行選擇。在室外溫度較高時，可充分利用處于高效運行狀態(tài)的空氣源熱栗制熱，制取的熱量可根據(jù)需要選擇由相變蓄能器儲存或通過供暖回路用于向室內(nèi)供熱；在室外溫度較低時，相變蓄能器儲存的熱量可對供暖回路提供熱能，或與空氣源熱栗單獨供熱不足互為補充。由此，可大大改善空氣源熱栗在低溫環(huán)境下的供熱性能，避免空氣源熱栗在低溫環(huán)境下供熱不足，實現(xiàn)空氣源熱栗運行與建筑物或住宅的用能需求的協(xié)同，達到按需高效供暖的目的。
[0022](4)本發(fā)明的蓄能型空氣源熱栗供暖系統(tǒng)的運行方法，供暖回路中的介質(zhì)可選擇地流入室內(nèi)換熱器單元中的一個或多個室內(nèi)換熱器中，每個室內(nèi)換熱器置于不同的房間內(nèi)，因此可根據(jù)房間的實際使用情況，僅對需要供暖的房間供熱。從而實現(xiàn)對住宅的高效、節(jié)能供暖。
【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明實施例蓄能型空氣源熱栗供暖系統(tǒng)的結構示意圖。
[0024]圖中:1:壓縮機；2:四通換向閥；3:相變蓄能器；4:板式換熱器；5:膨脹閥；6:室外換熱器；7:氣液分離器；8:栗；9:室