本发明属于暖通空调领域，特别涉及一种低谷电蓄热复合吸收式空气源热泵循环供暖系统，该供暖系统适用于作为我国北方及长江中下游流域等大部分地区冬季居住及公共建筑的清洁供暖方式。
背景技术：
近年来，随着生活水平的提高及建筑面积的扩大，建筑供暖空调能耗急剧增加，由此带来的环境污染问题日益严重。目前，燃煤锅炉供暖存在能量利用率低、污染大的问题，煤改清洁能源供暖是解决我国能源和环境问题的根本途径。利用“煤改电”和“煤改气”代替燃煤锅炉是目前实现清洁供暖的两种主要技术手段，虽燃气锅炉较燃煤锅炉在能源利用和对环境污染的程度上有所改善，但同时大量的煤改气会导致燃气紧张。“煤改电”包括“煤改低谷电蓄热”和“煤改空气源热泵”，采用低谷电蓄热具有良好的经济效益性，但能源利用率较差；采用空气源热泵虽然能源利用率有所提高，但在严寒地区应用存在低温制热能力差，与建筑符合能以匹配的问题，同时还会拉大峰谷电的差距，经济性不好。
技术实现要素：
本发明提出一种低谷电蓄热复合吸收式空气源热泵循环供暖系统，该供暖方式适用于作为我国北方及长江中下游流域等大部分地区冬季居住及公共建筑的清洁供暖方式，克服传统供暖方式能源利用效率低、污染重等问题，实现将空气源热泵的节能优势和低谷电蓄热的经济性优势完美结合，具有结构紧凑、占地面积小、能源利用效率高、运行费用低、应用范围广、污染小等特点。
本发明的技术方案是：
一种低谷电蓄热复合吸收式空气源热泵循环供暖系统，包括四个基本模块分别是：高温蓄热模块、直燃吸收式热泵循环模块、空气源蒸气压缩式热泵模块以及用户供热模块，高温蓄热模块的热能输出端与直燃吸收式热泵循环模块的高压发生器通过管路相连，直燃吸收式热泵循环模块与空气源蒸气压缩式热泵模块通过蒸发/冷凝器耦合，空气源蒸气压缩式热泵模块制取低温热媒，该热媒在蒸发/冷凝器内的冷凝器侧放热，作为直燃吸收式热泵循环模块的低温热源；直燃吸收式热泵循环模块通过流经吸收器和冷凝器的冷却水环路与用户供热模块相连接，向供暖用户提供热量。
所述的低谷电蓄热复合吸收式空气源热泵循环供暖系统，包括：蓄热装置、吸收器、高压发生器、低压发生器、高温溶液热交换器、低温溶液热交换器、冷凝器、蒸发/冷凝器、蒸发/冷凝器泵、吸收器泵、发生器泵、风冷蒸发器、压缩机、节流装置、热媒循环泵、供暖设备；其中，蓄热装置、热媒循环泵组成高温蓄热模块；吸收器、低温溶液热交换器、高温溶液热交换器、高压发生器、低压发生器、冷凝器、蒸发/冷凝器、节流装置、蒸发/冷凝器泵、吸收器泵、发生器泵组成吸收式热泵循环模块；蒸发/冷凝器、压缩机、风冷蒸发器、节流装置组成空气源蒸气压缩式热泵模块；供暖设备、冷凝器、吸收器、冷却水循环泵组成用户供热模块。
所述的低谷电蓄热复合吸收式空气源热泵循环供暖系统，高温蓄热模块中的蓄热装置与吸收式热泵循环模块中的高压发生器相连接，热媒在蓄热装置和高压发生器之间通过热媒循环泵循环往复；依靠蒸发/冷凝器，将吸收式热泵循环模块与蒸气压缩式热泵模块相连接；在吸收式热泵循环模块中，吸收器的吸收剂出口依次连接发生器泵和低、高温溶液热交换器低温侧后，与高压发生器的吸收剂入口相连接，高压发生器的吸收剂出口经高温溶液热交换器高温侧后与低压发生器吸收剂入口相连，低压发生器吸收剂出口通过低温溶液热交换器高温侧与吸收器的吸收剂入口相连，由吸收器泵送入吸收器，由此形成吸收剂循环环路；蒸发/冷凝器蒸发侧的制冷剂出口与吸收器的制冷剂入口相连，通过吸收剂溶液循环环路，制冷剂由吸收器进入高压发生器，高压发生器制冷剂出口与低压发生器加热器入口相连，加热器出口及低压发生器制冷剂出口与冷凝器的制冷剂入口相连，冷凝器的制冷剂出口通过节流装置与蒸发/冷凝器蒸发侧制冷剂入口相连，由蒸发器/冷凝器泵送入蒸发器侧，从而形成吸收式热泵制冷剂循环回路；在蒸发/冷凝器的冷凝侧制冷剂出口，通过节流装置与风冷蒸发器入口相连，风冷蒸发器出口通过压缩机与蒸发/冷凝器的冷凝侧入口相连接，形成蒸气压缩式热泵模块的制冷剂循环环路；吸收器的冷却水出口与冷凝器的冷却水入口相连，冷凝器的冷却水出口与供暖设备的热水入口相连，供暖设备的热水出口经冷却水循环泵与吸收器的冷却水入口相连，从而形成冷却水循环环路。
所述的低谷电蓄热复合吸收式空气源热泵循环供暖系统，低谷电蓄热采用蓄热材料的显热蓄热形式，或者低谷电蓄热采用相变潜热蓄热或化学蓄热的高温蓄热形式。
所述的低谷电蓄热复合吸收式空气源热泵循环供暖系统，根据吸收式热泵循环模块根据蓄热装置提供的热媒温度不同，采用单效、双效或多效吸收式循环系统。
所述的低谷电蓄热复合吸收式空气源热泵循环供暖系统，蒸发/冷凝器的采用紧凑式换热器。
所述的低谷电蓄热复合吸收式空气源热泵循环供暖系统，空气源蒸气压缩热泵模块的冷凝温度5～25℃范围内，其循环采用单级压缩形式，或采用双级压缩形式；压缩机采用离心式压缩机，或者采用其他形式的容积式压缩机，采用变频或者其他常规容量控制方式适应环境工况的变化；风冷蒸发器的换热方式是喷淋式换热方式或者风冷换热器直接换热方式。
所述的低谷电蓄热复合吸收式空气源热泵循环供暖系统，在供热模块中，供暖设备采取风机盘管形式；或者，供暖设备采取地暖辐射或散热器供暖形式。
所述的低谷电蓄热复合吸收式空气源热泵循环供暖系统，将高温蓄热模块的蓄热装置与吸收式热泵循环模块的发生器相连，利用蓄热装置提供的热量作为驱动吸收式循环的动力，保证吸收式热泵供热循环的运行；在吸收器内溴化锂与水混合形成混合溶液，由发生器泵经过低温热交换器、高温热交换器低温侧后送入高压发生器内；在高压发生器内，吸收剂-制冷剂混合溶液被来自蓄热装置的热量加热浓缩，同时产生制冷剂a蒸气，浓缩后溶液经高温热交换器高温侧后进入低压发生器，被来自高压发生器的高温制冷剂a蒸气加热进一步浓缩为浓溶液，然后经低温热交换器与来自吸收器的稀溶液换热后进入吸收器吸收来自风冷蒸发器的制冷剂a蒸气，再次变为稀溶液，由此完成吸收式热泵吸收剂循环；高压发生器产生的制冷剂a蒸气在加热完低压发生器溶液后变为液态，与低压发生器产生的制冷剂a蒸气一同流入冷凝器，被冷却后经节流装置流入蒸发/冷凝器蒸发侧，吸收来自蒸气压缩式空气源热泵制取的热量气化后，流入吸收器被浓溶液吸收，由此完成吸收式热泵的制冷剂循环；
在蒸气压缩空气源热泵模块中，制冷剂b在风冷蒸发器内吸收环境空气的热量后气化，经压缩机升压后进入蒸发/冷凝器冷凝侧，被蒸发侧的低温制冷剂a冷却为液态，再经节流装置节流降压后重新流入风冷蒸发器，由此完成蒸气压缩热泵制冷剂循环；
在供热模块中，冷却水先进入吸收器，吸收其内的冷凝热，再进入冷凝器，吸收来自冷凝器的冷凝热后，进入供暖设备向用户供热，释放热量后由冷却水循环泵驱动重新流回吸收器，由此完成冷却水循环。
本发明的优点及有益效果是：
本发明提出一种低谷电蓄热复合吸收式空气源热泵循环供暖系统，该系统充分利用空气源热泵能源利用率高的特点，同时结合低谷电的经济优势，提高能源利用率，运行费用可以大大降低。该系统中空气源热泵为吸收式热泵提供稳定的低温热源(约5～25℃)，冷凝温度较常规空气源热泵大大降低，同时提高空气源热泵和吸收式热泵的性能，使得该系统具有良好的节能性、经济性及供暖可靠性，是一种良好的清洁能源供暖方式。
附图说明
图1为低谷电蓄热复合吸收式空气源热泵循环供暖系统的流程示意图；
图2为本发明中低谷电蓄热复合吸收式空气源热泵循环供暖系统的结构原理图；
图中，1高压发生器；2低压发生器；3冷凝器；4蒸发/冷凝器；5吸收器；6高温热交换器；7低温热交换器；8蒸发/冷凝器泵；9吸收器泵；10发生器泵；11供暖设备；12节流装置；13风冷蒸发器；14压缩机；15冷却水循环泵；16节流装置；17蓄热装置；18热媒循环泵。
具体实施方式
如图1-图2所示，本发明低谷电蓄热复合吸收式空气源热泵循环供暖系统，包括四个基本模块分别是：高温蓄热模块、直燃吸收式热泵循环模块、空气源蒸气压缩式热泵模块以及用户供热模块。高温蓄热模块的热能输出端与直燃吸收式热泵循环模块的高压发生器通过管路相连，直燃吸收式热泵循环模块与空气源蒸气压缩式热泵模块通过蒸发/冷凝器耦合，空气源蒸气压缩式热泵模块制取低温热媒，该热媒在蒸发/冷凝器内的冷凝器侧放热，作为直燃吸收式热泵循环模块的低温热源(5～25℃)；直燃吸收式热泵循环模块通过流经吸收器和冷凝器的冷却水环路与用户供热模块相连接，向供暖用户提供热量。本发明中，高温的温度范围一般为(80～200℃)，环境空气温度范围一般为-30～5℃。
本发明所述的低谷电蓄热复合吸收式空气源热泵循环供暖系统包括：蓄热装置17、吸收器5、发生器(高压发生器1、低压发生器2)、溶液热交换器(高温热交换器6、低温热交换器7)、冷凝器3、蒸发/冷凝器4、风冷蒸发器13、压缩机14、节流装置12、热媒循环泵18、供暖设备11、节流装置16、发生器泵10、吸收器泵9、蒸发/冷凝器泵8等；其中，蓄热装置17、热媒循环泵18组成高温蓄热模块；吸收器5、溶液热交换器(高温热交换器6、低温热交换器7)、发生器(高压发生器1、低压发生器2)、冷凝器3、蒸发/冷凝器4、节流装置16、吸收器泵9、发生器泵10、蒸发/冷凝器泵8组成吸收式热泵循环模块；蒸发/冷凝器4、压缩机14、风冷蒸发器13、节流装置12组成空气源蒸气压缩式热泵模块；供暖设备11、冷凝器3、吸收器5、冷却水循环泵15组成用户供热模块。
高温蓄热模块中的蓄热装置17与吸收式热泵循环模块中的高压发生器1相连接，热媒在蓄热装置17和高压发生器1之间通过热媒循环泵18循环往复；依靠蒸发/冷凝器4，将吸收式热泵循环模块与蒸气压缩式热泵模块相连接；在吸收式热泵循环模块中，吸收器5的吸收剂出口依次连接发生器泵10、低温溶液热交换器7、高温溶液热交换器6低温侧后，与高压发生器1的吸收剂入口相连接，高压发生器1的吸收剂出口经高温溶液热交换器6高温侧后与低压发生器2吸收剂入口相连，低压发生器2吸收剂出口通过低温溶液热交换器7高温侧与吸收器5的吸收剂入口相连，由吸收器泵9送入吸收器，由此形成吸收剂循环环路；蒸发/冷凝器4蒸发侧的制冷剂出口与吸收器5的制冷剂入口相连，通过吸收剂溶液循环环路，制冷剂由吸收器5进入高压发生器1，高压发生器1制冷剂出口与低压发生器2加热器入口相连，加热器出口及低压发生器2制冷剂出口与冷凝器3的制冷剂入口相连，冷凝器3的制冷剂出口通过节流装置16与蒸发/冷凝器4蒸发侧制冷剂入口相连，由蒸发器/冷凝器泵8送入蒸发器侧，从而形成吸收式热泵制冷剂循环回路；在蒸发/冷凝器4的冷凝侧制冷剂出口，通过节流装置12与风冷蒸发器13入口相连，风冷蒸发器13出口通过压缩机14与蒸发/冷凝器4的冷凝侧入口相连接，形成蒸气压缩式热泵模块的制冷剂循环环路；吸收器5的冷却水出口与冷凝器3的冷却水入口相连，冷凝器3的冷却水出口与供暖设备11的热水入口相连，供暖设备11的热水出口经冷却水循环泵15与吸收器5的冷却水入口相连，从而形成冷却水循环环路。
在低谷电蓄热复合吸收式空气源热泵循环供暖系统一些实施方式中，其中低谷电蓄热可以利用蓄热材料的显热蓄热，也可以采用相变潜热蓄热、化学蓄热等多种高温蓄热形式。其有益效果是：高效地将电能转化为高温热能并储存下来，充分利用低谷电经济性优势，提高谷电利用率。
在低谷电蓄热复合吸收式空气源热泵循环供暖系统一些实施方式中，其中根据吸收式热泵循环根据蓄热装置提供的热媒温度不同，可以采用单效、双效或多效吸收式循环系统。热媒温度较低时，可采用单效吸收式热泵循环系统；热媒温度较高时，可采用多效吸收式热泵循环系统。其有益效果是：能源利用效率高，适用范围广。
在低谷电蓄热复合吸收式空气源热泵循环供暖系统一些实施方式中，其中蒸发/冷凝器的采用紧凑、高效换热器，且需具有耐腐蚀、易拆卸等特点。其有益效果是：结构紧凑、占地面积小。
在低谷电蓄热复合吸收式空气源热泵循环供暖系统一些实施方式中，其中将冷却水依次流经吸收器和冷凝器，其有益效果是：充分利用冷凝热加热冷却水，有效提高冷却水温度，提高能源利用效率。
低谷电蓄热复合吸收式空气源热泵循环供暖系统一些实施方式中，其中空气源热泵循环供暖系统的冷凝温度5～25℃范围内，其循环采用单级压缩形式，或采用双级压缩形式。压缩机可以采用离心式压缩机，也可以采用其他形式的容积式压缩机，采用变频或者其他常规容量控制方式适应环境工况的变化；风冷蒸发器的换热方式可以是喷淋式换热，也可以是风冷换热器直接换热方式。其有益效果是：系统压缩比低，有助于降低排气温度，提升空气源热泵系统的制热量及运行性能系数，进而确保整个吸收式热泵系统高效稳定运行。
低谷电蓄热复合吸收式空气源热泵循环供暖系统一些实施方式中，其中在供热模块中，供暖末端设备可以采取风机盘管形式，也可以是地暖辐射、散热器等供暖形式。其有益效果是：利用冷凝热供暖，增加能源利用效率。
本发明的工作过程如下：
将高温蓄热模块的蓄热装置17与吸收式热泵循环模块的高压发生器1相连，利用蓄热装置17提供的热量作为驱动吸收式循环的动力，保证吸收式热泵供热循环的运行；在吸收器5内溴化锂与水混合形成混合溶液，由发生器泵10经过低温热交换器7、高温热交换器6低温侧后送入高压发生器1内；在高压发生器1内，吸收剂-制冷剂混合溶液被来自蓄热装置17的热量加热浓缩，同时产生制冷剂a蒸气，浓缩后溶液经高温热交换器6高温侧后进入低压发生器2，被来自高压发生器的高温制冷剂a蒸气加热进一步浓缩为浓溶液，然后经低温热交换器7与来自吸收器的稀溶液换热后进入吸收器5吸收来自蒸发器的制冷剂a蒸气，再次变为稀溶液，由此完成吸收式热泵吸收剂循环。高压发生器1产生的制冷剂a蒸气在加热完低压发生器2溶液后变为液态，与低压发生器2产生的制冷剂a蒸气一同流入冷凝器，被冷却后经节流装置16流入蒸发/冷凝器4蒸发侧，吸收来自蒸气压缩式空气源热泵制取的热量气化后，流入吸收器5被浓溶液吸收，由此完成吸收式热泵的制冷剂循环。
在蒸气压缩空气源热泵模块中，制冷剂b在风冷蒸发器13内吸收环境空气的热量后气化，经压缩机14升压后进入蒸发/冷凝器4冷凝侧，被蒸发侧的低温制冷剂a冷却为液态，再经节流装置12节流降压后重新流入风冷蒸发器13，由此完成蒸气压缩热泵制冷剂循环。
在供热模块中，冷却水先进入吸收器5，吸收其内的冷凝热，再进入冷凝器3，吸收来自冷凝器3的冷凝热后，进入供暖设备11向用户供热，释放热量后由冷却水循环泵15驱动重新流回吸收器，由此完成冷却水循环。
结果表明，本发明低谷电蓄热复合吸收式空气源热泵循环供暖系统，所选取的热泵形式为空气源热泵。该系统充分利用电能的高品位性质，同时结合低谷电的经济优势，提高能源利用率，运行费用可以大大降低。该系统中空气源蒸气压缩式热泵模块为吸收式热泵循环模块提供稳定的低温热源(约5～25℃)，热泵冷凝温度较常规冷凝温度大大降低，同时提高空气源蒸气压缩式热泵模块和吸收式热泵循环模块的性能，使得该系统具有良好的节能性、经济性及供暖可靠性，是一种良好的清洁能源供暖方式。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的思想，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。