一种蓄能型空气源热泵供暖系统及其运行方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及住宅供热系统技术领域，尤其涉及一种蓄能型空气源热栗供暖系统及其运行方法。
【背景技术】
[0002]空气源热栗是基于逆卡诺循环原理，以环境空气为热(冷)源，通过少量电能驱动压缩机运转，实现环境空气中热能的转移，从而制取热(冷)风或热(冷)水的设备。用于住宅供热的空气源热栗主要包括压缩机、与压缩机串联的气液分离器、以及依次串联的室内换热器、膨胀阀和室外换热器，压缩机、室内换热器、室外换热器和气液分离器分别与四通换向阀的四个端口连通形成制冷剂循环回路。低温低压的气态制冷剂由压缩机吸入，被压缩成高温高压气态制冷剂，高温高压气态制冷剂流入室内换热器，释放大量热能，可用于为住宅的室内供热。液化后的制冷剂经膨胀阀降压，然后流入室外换热器，吸收室外环境空气的热能并气化，气化后的制冷剂流经气液分离器，然后进入压缩机进行下一个循环。
[0003]空气源热栗的工作特性和运行实践表明其存在以下问题:空气源热栗的制热性能与住宅或建筑物的热负荷随室外温度的变化而相悖，室外温度越低，住宅或建筑物的热负荷越大时，空气源热栗的制热性能却越差。另一方面，空气源热栗对住宅或建筑的供能性能与人的用能需求难以实现协同一致，如日间室外温度较高时(热栗效率高)往往家中无人而不需要供暖。
【发明内容】
[0004](一 )要解决的技术问题
[0005]本发明要解决的技术问题是空气源热栗在低温环境下运行时制热性能差、供热量不足以及对住宅或建筑物的供能与人的用能需求难以实现协同一致的问题。
[0006]( 二)技术方案
[0007]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种蓄能型空气源热栗供暖系统，包括:空气源热栗回路，包括相变蓄能器、板式换热器、室外换热器、气液分离器、输入端与气液分离器的输出端连通的压缩机、以及与室外换热器的输入端和输出端、气液分离器的输入端及压缩机的输出端连通的四通换向阀，连通四通换向阀与室外换热器的输入端的管路上串联有膨胀阀，相变蓄能器和板式换热器分别与四通换向阀与膨胀阀之间的第一管路形成可通断的旁通连接；以及供暖回路，包括室内换热器单元、以及输入端与室内换热器单元的输出末端连通的栗，栗的输出端与室内换热器单元的输入前端通过第二管路连通，相变蓄能器和板式换热器分别与第二管路形成可通断的旁通连接。
[0008]根据本发明，室内换热器单元包括一个或多个相互并联的室内换热器。
[0009]根据本发明，室内换热器为毛细管辐射换热器。
[0010]根据本发明，每个室内换热器的输入端均串联有一个双向电动阀。
[0011]根据本发明，相变蓄能器的第一输入端和板式换热器的第一输入端与第一管路的连接处分别设有第一三通换向阀和第二三通换向阀，相变蓄能器的第一输出端和板式换热器的第一输出端均与第一管路连通。
[0012]根据本发明，相变蓄能器的第二输入端和板式换热器的第二输入端与第二管路的连接处分别设有第三三通换向阀和第四三通换向阀，相变蓄能器的第二输出端和板式换热器的第二输出端均与第二管路连通。
[0013]根据本发明，相变蓄能器内填充有相变蓄热材料。
[0014]本发明还提供了一种蓄能型空气源热栗供暖系统的运行方法，包括:制热蓄热模式、蓄热供热模式、相变蓄能器供热模式和制热取热模式；其中，制热蓄热模式为:空气源热栗回路中的制冷剂从压缩机的输出端输出，经四通换向阀进入相变蓄能器，从相变蓄能器输出后依次经过膨胀阀、室外换热器、四通换向阀和气液分离器，回流至压缩机中，供暖回路停止运行；蓄热供热模式为:空气源热栗回路中的制冷剂从压缩机的输出端输出，经四通换向阀依次进入相变蓄能器和板式换热器，从板式换热器输出后依次经过膨胀阀、室外换热器、四通换向阀和气液分离器，回流至压缩机中，供暖回路中的介质流经板式换热器后进入室内换热器单元；相变蓄能器供热模式为:空气源热栗回路停止运行，供暖回路中的介质流经相变蓄能器后进入室内换热器单元；制热取热模式为:空气源热栗回路中的制冷剂从压缩机的输出端输出，经四通换向阀进入板式换热器，从板式换热器输出后依次经过膨胀阀、室外换热器、四通换向阀和气液分离器，回流至压缩机中，供暖回路中的介质依次流经相变蓄能器和板式换热器后进入室内换热器单元。
[0015]根据本发明，还包括制热供热模式，制热供热模式为:空气源热栗回路中的制冷剂从压缩机的输出端输出，经四通换向阀进入板式换热器，从板式换热器输出后依次经过膨胀阀、室外换热器、四通换向阀和气液分离器，回流至压缩机中，供暖回路中的介质流经板式换热器后进入室内换热器单元。
[0016]根据本发明，在蓄热供热模式、相变蓄能器供热模式、制热取热模式和制热供热模式其中的一种模式下，供暖回路中的介质可选择地流入室内换热器单元中的一个或多个室内换热器中。
[0017](三)有益效果
[0018]本发明的上述技术方案具有如下优点:
[0019](1)本发明的蓄能型空气源热栗供暖系统，在空气源热栗回路中增加了相变蓄能器，空气源热栗回路和供暖回路在相变蓄能器和板式换热器处耦合，通过相变蓄能器和板式换热器与空气源热栗回路和供暖回路分别形成可通断的旁通连接，使得高温高压的气态制冷剂和供暖回路中的介质可选择地流入相变蓄能器和板式换热器其中的一个或者同时流经二者，因此制冷剂释放的热量可由相变蓄能器储存或向室内供热，也可由板式换热器向室内供热，从而可根据室外温度情况选择该蓄能型空气源热栗供暖系统的运行模式。在室外温度较高时，可充分利用处于高效运行状态的空气源热栗制热，制取的热量可根据需要选择由相变蓄能器储存或通过供暖回路用于向室内供热；在室外温度较低时，相变蓄能器储存的热能可对供暖回路提供热能，或作为空气源热栗单独供热不足的补充。由此，本发明的蓄能型空气源热栗供暖系统可大大改善空气源热栗在低温环境下的供热性能，避免空气源热栗在低温环境下供热不足，实现空气源热栗运行与建筑物或住宅的用能需求的协同，达到按需高效供暖的目的。
[0020](2)本发明的蓄能型空气源热栗供暖系统，供暖回路中的室内换热器单元包括一个或多个相互并联的室内换热器，每个室内换热器置于不同的房间内，根据房间的实际使用情况，供暖回路中的介质可选择地流入需要供热的房间的室内换热器中。且室内换热器采用毛细管换热器，其对供暖回路中的介质的温度要求与空气源热栗匹配良好，且毛细管辐射供暖热响应速度较快，适合空气源热栗非连续性按需供暖。从而实现对住宅的高效、节能供暖。
[0021](3)本发明的蓄能型空气源热栗供暖系统的运行方法，包括制热蓄热模式、蓄热供热模式、相变蓄能器供热模式和制热取热模式，可根据室外温度情况和相变蓄能器储存热量的多少进行选择。在室外温度较高时，可充分利用处于高效运行状态的空气源热栗制热，制取的热量可根据需要选择由相变蓄能器储存或通过供暖回路用于向室内供热；在室外温度较低时，相变蓄能器储存的热量可对供暖回路提供热能，或与空气源热栗单独供热不足互为补充。由此，可大大改善空气源热栗在低温环境下的供热性能，避免空气源热栗在低温环境下供热不足，实现空气源热栗运行与建筑物或住宅的用能需求的协同，达到按需高效供暖的目的。
[0022](4)本发明的蓄能型空气源热栗供暖系统的运行方法，供暖回路中的介质可选择地流入室内换热器单元中的一个或多个室内换热器中，每个室内换热器置于不同的房间内，因此可根据房间的实际使用情况，仅对需要供暖的房间供热。从而实现对住宅的高效、节能供暖。
【附图说明】
[0023]图1是本发明实施例蓄能型空气源热栗供暖系统的结构示意图。
[0024]图中:1:压缩机；2:四通换向阀；3:相变蓄能器；4:板式换热器；5:膨胀阀；6:室外换热器；7:气液分离器；8:栗；9:室