【技术实现步骤摘要】
一种空气源热泵电蓄热系统及控制方法
本专利技术涉及供暖
，具体涉及一种空气源热泵电蓄热系统及控制方法。
技术介绍
空气源热泵供暖和蓄热供暖是目前运用最广的两种电供暖方式。空气源热泵造价较高，而且要占用较大的室外空间，有噪声污染，并且在环境温度较低时，空气源热泵热效率低，或者因室外蒸发器结霜导致无法运行，这些缺陷影响了空气源热泵的推广。电蓄热供暖不受环境温度的影响，但由于在低谷电期间储存的热量需要供全天使用，所以电功率负荷较大，而且目前各省市的低谷电价不够便宜，所以电蓄热的供暖费用往往比较高。显然如果将空气源热泵和电蓄热结合起来是一种比较好的供暖方式，但由于环境温度较低，出水温度较高时，高压缩比可能会导致热泵电机烧毁，所以热泵的出水温度一般最高不超过55度，所以目前有资料提到的热泵蓄热系统一般采用低温相变介质，但相变介质的价格贵，增加了系统成本。如中国专利号为CN201510727615.9、公开日为2018年3月30日的专利技术专利公开了一种蓄能型空气源热泵供暖系统及其运行方法就是采用相变蓄热装置来蓄热，而且在该专利中...
【技术保护点】
1.一种空气源热泵电蓄热系统，包括至少一台空气源热泵、至少一台一体化电蓄热装置、板换、分布于所述板换两侧的一次侧水泵和二次侧水泵、使上述设备水流互通并给末端供热的循环管路、用于给系统中各设备供电的线缆、及对整个系统运行流程进行控制的控制系统，其特征在于：/n所述一体化电蓄热装置将电加热装置、蓄热装置整合为一体化设备，其包括蓄热介质、电加热装置、上下布水器；所述蓄热介质为水；所述一体化电蓄热装置可以实现电加热装置自蓄热、热泵蓄热、一体化电蓄热装置边蓄热边供热、一体化电蓄热装置供热、一体化电蓄热装置与热泵联合供热这几种不同的运行模式；/n所述空气源热泵中至少有一台为高温空气源热...
【技术特征摘要】
1.一种空气源热泵电蓄热系统，包括至少一台空气源热泵、至少一台一体化电蓄热装置、板换、分布于所述板换两侧的一次侧水泵和二次侧水泵、使上述设备水流互通并给末端供热的循环管路、用于给系统中各设备供电的线缆、及对整个系统运行流程进行控制的控制系统，其特征在于：
所述一体化电蓄热装置将电加热装置、蓄热装置整合为一体化设备，其包括蓄热介质、电加热装置、上下布水器；所述蓄热介质为水；所述一体化电蓄热装置可以实现电加热装置自蓄热、热泵蓄热、一体化电蓄热装置边蓄热边供热、一体化电蓄热装置供热、一体化电蓄热装置与热泵联合供热这几种不同的运行模式；
所述空气源热泵中至少有一台为高温空气源热泵，所述高温空气源热泵的出水温度达到60℃以上，所述高温空气源热泵在蓄热时，与板换一次侧的一体化电蓄热装置连接，加热蓄热介质实现热泵蓄热；所述高温空气源热泵在供热时，通过控制系统的电动阀切换所述高温空气源热泵与板换二次侧的末端连接，实现热泵供热；
所述控制系统按照保证末端负荷供热质量和运行费用最低的运行原则，控制所述空气源热泵电蓄热系统在多种不同运行模式之间灵活切换。
2.如权利要求1所述的空气源热泵电蓄热系统，其特征在于，所述空气源热泵电蓄热系统由空气源热泵和一体化电蓄热装置共同满足末端供热需求，较佳的，所述空气源热泵的有效放热量占设计尖峰负荷的20％～80％，不足部分由一体化电蓄热装置放热补足；当空气源热泵和一体化电蓄热装置共同供热仍然不能够满足末端需求时，所述一体化电蓄热装置内的电加热装置启动做应急加热。
3.如权利要求1所述的空气源热泵电蓄热系统，其特征在于，所述一体化电蓄热装置的数量为1台或者多台；所述一体化电蓄热装置内有上下布水器，在下布水器与所述一体化电蓄热装置底部之间安装有1组到多组法兰式加热器，所述法兰式加热器与所述一体化电蓄热装置的外壁通过法兰连接密封；所述加热器为多组电热管固定在法兰上组成的法兰式电加热器，或者将法兰式电加热器插入灌装了传热介质的热管后组成热管式电加热器；一体化电蓄热装置的蓄热介质为水；在热泵蓄热工况时，所述高温空气源热泵将水升温，其中较佳的，蓄热终止温度为70度；在一体化电蓄热装置自蓄热工况时，所述加热器将水升温，其中较佳的，蓄热终止温度为85度；在一体化电蓄热装置供热工况时，上布水器将一体化电蓄热装置内的高温水抽出，通过一次侧水泵输送到板换与二次侧末端低温回水热交换，实现放热并降低温度，其中较佳的，放热终止温度为45度。
4.如权利要求1所述的空气源热泵电蓄热系统，其特征在于，所述控制系统包括电动阀、传感元器件、变频器、配电柜和系统控制柜，所述控制系统自动采集系统各部分控制输入参数、外界环境温湿度及逐时电价数据，并根据数据的变化，按照保证末端负荷供热质量和运行费用最低的运行原则，控制设备启停，切换系统流程，实现各种不同的运行模式。
5.如权利要求4所述的空气源热泵电蓄热系统，其特征在于：
每台高温空气源热泵进出水口设置4个电动阀，具体为在每台高温空气源热泵的出水口设置电动阀v1、v2，在每台高温空气源热泵的进水口设置电动阀v3、v4，当处于热泵蓄热工况，高温空气源热泵切换到板换一次侧与蓄热装置连接，打开电动阀v1和v3，关闭电动阀v2和v4，将热泵与末端系统完全切断；当处于热泵供热工况，高温空气源热泵切换到板换二次侧与末端连接，打开电动阀v2和v4，关闭电动阀v1和v3，将热泵与一体化电蓄热装置连接管路完全切断；
由于每台高温空气源热泵前面设置以上4个电动阀，所以运行比较灵活，可以控制系统要求，选择1到多台高温空气源热泵蓄热，或者选择1到多台高温空气源热泵供热，或者选择部分高温空气源热泵蓄热，部分高温空气源热泵蓄热；
当部分热泵不参与蓄热时，这部分热泵的进出水口各设置一个电动阀，当该热泵运行时，电动阀打开；当该热泵停止运行时，电动阀关闭；
在板换的二次侧出水口到末端进水口的管路上依次设置电动阀v7，v8；
在多台空气源热泵总进水管至末端出水口的管路上设置电动阀v5，v9；
在多台空气源热泵总进水口至板换二次侧进水口的管路上设置电动阀v6；
在多台空气源热泵总出水管上设置电动阀v10；
在板换一次侧出水口至一体化电蓄热装置下布水器的管路上设置电动阀v11，v12、v14；
在板换二次侧进水口至一体化电蓄热装置上布水器的管路上设置电动阀v13。
6.如权利要求1所述的空气源热泵电蓄热系统，其特征在于，所述空气源热泵为至少一台高温空气源热泵或多台并联，其中较佳的，所述高温空气源热泵为双级螺杆压缩高温空气源热泵，制冷剂采用R134a,出水温度为70度；所述高温空气源热泵在蓄热时与板换一次侧蓄热装置连接，供热时与板换二次侧末端连接；其中较佳的，不参与蓄热的热泵为更便宜的涡旋压缩机空气源热泵，或者制冷剂为R22的双级螺杆压缩高温空气源热泵，与末端直接连接供热，以便在减少运行费用的同时，尽可能的降低造价。
7.一种空气源热泵电蓄热系统的控制方法，其特征在于，由于采用了空气源热泵和一体化电蓄热装置两种不同的供热和蓄热设备，所述控制系统按照保证末端负荷供热质量和运行费用最低的运行原则，可以实现蓄热模式、供热模式和边蓄热边供热模式；所述蓄热模式中包含热泵蓄热、一体化电蓄热装置自蓄热、热泵与一体化电蓄热装置联合蓄热工况；所述供热模式包含一体化电蓄热装置单供热、热泵单供热、热泵和一体化电蓄热装置联合供热工况；所述边蓄热边供热模式包含一体化电蓄热装置自蓄热+热泵供热、一体化电蓄热装置边蓄热边供热、热泵边蓄热边供热工况，用户可以根据实际情况选用上述一种或者多种工况运行。
8.如权利要求7所述的空气源热泵电蓄热系统的控制方法，其特征在于，当处于以下条件时启动蓄热模式，相应控制方法如下：
(1)当热泵蓄热的运行费用较低，且有部分或者全部高温空气源热泵在低谷电期间不需要供热时，采用热泵蓄热模式，此时，高温空气源热泵通过电动阀切换装置与板换一次侧蓄热介质相连，与板换二次侧管道彻底隔断，这时一体化电蓄热装置内的电加热装置不启动，蓄热水泵将一体化电蓄热装置内的低温水从下布水器抽出并输送到高温空气源热泵，通过高温空气源热泵加热，其中较佳的，将水温加热到70度，被加热的高温水回到一体化电蓄热装置的上布水器，由于高温水密度比低温水低，所以在布水器的作用下，高温水会在一体化电蓄热装置的上部，低温水在一体化电蓄热装置的下部持续被水泵从下布水器...
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