【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于太阳能和热泵循环的双蓄式热水系统，属于太阳能应用。
技术介绍
1、中国西北和青藏高原等地区太阳能资源丰富，利用太阳能代替常规能源是降低能耗的有效途径。太阳能是一种可再生的清洁能源，但其辐射照度受天气状况影响，表现为负荷需求不协同性与不稳定性。
2、热泵循环采用少量的电能驱动压缩机运行，高压的液态工质经过膨胀阀后在蒸发器内蒸发为气态，并从空气中吸收大量的热能；气态的工质被压缩机压缩成为高温、高压的液态，然后进入冷凝器放热而把水加热。
3、双蓄热热水系统是指既有显热蓄热的蓄热水箱又有潜热蓄热的相变蓄热箱的热水系统。现有技术中的双蓄热热水系统以单一太阳能为热源，由于太阳能受天气状况影响，仍存在蓄热和供热不稳定等问题；另外在用户侧有热水需求时，尤其是在太阳强度较弱，相变蓄热箱为蓄热水箱供热的情况下或仅有大体积蓄热水箱蓄热的情况下，仍存在无法快速响应用户热水需求的问题。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是：对于双蓄热热水系统，如何提高热水系统的工作稳定性、蓄热能力，以能保证用户热水供应。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于太阳能和热泵的双蓄式热水系统，包括：
3、集热子系统：包括pvt组件，所述pvt组件的发电端连接蓄电池，所述蓄电池为热泵子系统的压缩机供电；
4、热泵子系统：与集热子系统的pvt组件的出水端连接，热泵子系统同时为蓄热子系统供热；
5、蓄热子系统：包括相变蓄
6、供热子系统：将蓄热子系统的热水向用户端提供。
7、前述的一种基于太阳能和热泵的双蓄式热水系统，所述热泵子系统依次由冷凝器、膨胀阀、蒸发器、压缩机构成环路；所述冷凝器的冷剂出口依次与膨胀阀、蒸发器、压缩机和冷凝器的冷剂进口相连接；所述pvt组件的出水端连接所述冷凝器的进水端；所述冷凝器的出水端通过第一三通阀分别连接蓄热子系统的相变蓄热箱、变容积蓄热水箱。
8、前述的一种基于太阳能和热泵的双蓄式热水系统，所述蓄热子系统的相变蓄热箱的出水端依次通过第二三通阀、第一水泵与所述集热子系统的pvt组件的进水端连接；所述变容积蓄热水箱的出水端依次通过第三三通阀、第二三通阀、第一水泵与所述集热子系统的pvt组件的进水端连接。
9、前述的一种基于太阳能和热泵的双蓄式热水系统，所述变容积蓄热水箱的进水端与所述相变蓄热箱的进水端之间依次连接有第一阀门及第二阀门，所述变容积蓄热水箱的出水端与所述相变蓄热箱的出水端之间依次连接有第三阀门及第四阀门，所述第一阀门与所述第二阀门之间的管路和所述第三阀门与所述第四阀门之间的管路相连通。
10、前述的一种基于太阳能和热泵的双蓄式热水系统，所述变容积蓄热水箱的进水口仅位于水箱上部，变容积蓄热水箱的出水口包括上下设置的第一出水口和第二出水口，通过切换出水口改变水箱有效容积；所述变容积蓄热水箱通过供水出口连接用户端。
11、前述的一种基于太阳能和热泵的双蓄式热水系统，所述相变蓄热箱为具有空腔结构的箱体，所述箱体的上下两端分别设置有进水管及出水管，所述箱体的内部均匀设置有若干蓄热管，所述蓄热管为圆柱体中空结构，所述蓄热管的内部填充有相变材料。
12、前述的一种基于太阳能和热泵的双蓄式热水系统，
13、当光照充足时，集热介质水进入pvt组件吸收太阳能，集热介质被加热后进入蓄热子系统，同时pvt组件产生电量进入蓄电池以供后续驱动压缩机；
14、当光照不足时，包括两种运行方案，一种方案为：当相变蓄热箱温度高于设定值时，集热介质水在相变蓄热水箱和变容积蓄热水箱之间循环，集热介质吸收相变蓄热箱的热量进入变容积蓄热水箱；另一种方案为：当相变蓄热箱内温度低于设定值时，蓄电池为压缩机供电，驱动热泵子系统运行，集热介质水进入冷凝器吸收冷剂冷凝放出的热量，并通过换热器将集热介质水加热，加热后的水进入蓄热子系统；
15、当光照适中时，蓄电池驱动压缩机运行，集热介质水依次流经pvt组件和冷凝器，分别吸收太阳能热量和冷剂冷凝放出的热量后进入蓄热子系统。
16、前述的一种基于太阳能和热泵的双蓄式热水系统，
17、当用户有热水需求时，蓄热子系统的运行方式为：集热介质水进入变容积蓄热水箱，变容积蓄热水箱开启第一出水口形成小容积蓄热水箱，小容积蓄热水箱内部温度很容易达到用户要求，因此该系统能够快速满足用户的用热水需求；
18、当用户无热水需求时，蓄热子系统的运行方式有两种：相变蓄热箱与变容积蓄热水箱并联运行模式和相变蓄热箱与变容积蓄热水箱串联运行模式，相变蓄热箱和变容积蓄热水箱共同蓄热，能极大提高热水系统的蓄热能力。
19、前述的一种基于太阳能和热泵的双蓄式热水系统，相变蓄热箱与变容积蓄热水箱并联运行模式又分为两种，一种为变容积蓄热水箱与相变蓄热箱分别蓄热，另一种为变容积蓄热水箱与相变蓄热箱同时蓄热；变容积蓄热水箱与相变蓄热箱分别蓄热时，集热介质先只进入变容积蓄热水箱，当蓄热水箱内部的水温达到设定值时，集热介质再进入相变蓄热箱；蓄热水箱与相变蓄热箱同时蓄热时，集热介质水循环流入蓄热水箱与相变蓄热箱内部，蓄热水箱与相变蓄热箱同时吸收热量。
20、前述的一种基于太阳能和热泵的双蓄式热水系统，相变蓄热箱与变容积蓄热水箱串联运行模式又分为两种，一种是pvt组件出水端依次与蓄热水箱、相变蓄热箱进水端连接的方式，另一种是pvt组件出水端依次与相变蓄热箱、蓄热水箱进水端的方式。
21、本专利技术达到的有益效果：本专利技术的一种基于太阳能和热泵的双蓄式热水系统，采用太阳能和热泵系统的组合，相变蓄热箱储热密度较高，在光照强度良好时，能储存较多热量供系统在光照强度较差情况下使用，能够显著提高太阳能热水系统的蓄热能力和稳定性，pvt组件可以吸收太阳能产生电能，在光照良好时，能储存较多的电量供系统在光照较差时驱动压缩机运行，能够显著提高太阳能热水系统的稳定性。此外，当用户有热水需求时，变容积蓄热水箱能形成小容积蓄热水箱，迅速满足用户侧用水需求，能够明显提高供热水效率。
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1.一种基于太阳能和热泵的双蓄式热水系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于太阳能和热泵的双蓄式热水系统，其特征在于，所述热泵子系统依次由冷凝器、膨胀阀、蒸发器、压缩机构成环路；所述冷凝器的冷剂出口依次与膨胀阀、蒸发器、压缩机和冷凝器的冷剂进口相连接；所述PVT组件的出水端连接所述冷凝器的进水端；所述冷凝器的出水端通过第一三通阀分别连接蓄热子系统的相变蓄热箱、变容积蓄热水箱。
3.根据权利要求1所述的一种基于太阳能和热泵的双蓄式热水系统，其特征在于，所述蓄热子系统的相变蓄热箱的出水端依次通过第二三通阀、第一水泵与所述集热子系统的PVT组件的进水端连接；所述变容积蓄热水箱的出水端依次通过第三三通阀、第二三通阀、第一水泵与所述集热子系统的PVT组件的进水端连接。
4.根据权利要求3所述的一种基于太阳能和热泵的双蓄式热水系统，其特征在于，所述变容积蓄热水箱的进水端与所述相变蓄热箱的进水端之间依次连接有第一阀门及第二阀门，所述变容积蓄热水箱的出水端与所述相变蓄热箱的出水端之间依次连接有第三阀门及第四阀门，所述第一阀门与所述第二阀门之间
5.根据权利要求3所述的一种基于太阳能和热泵的双蓄式热水系统，其特征在于，所述变容积蓄热水箱的进水口仅位于水箱上部，变容积蓄热水箱的出水口包括上下设置的第一出水口和第二出水口，通过切换出水口改变水箱有效容积；所述变容积蓄热水箱通过供水出口连接用户端。
6.根据权利要求3所述的一种基于太阳能和热泵的双蓄式热水系统，其特征在于，所述相变蓄热箱为具有空腔结构的箱体，所述箱体的上下两端分别设置有进水管及出水管，所述箱体的内部均匀设置有若干蓄热管，所述蓄热管为圆柱体中空结构，所述蓄热管的内部填充有相变材料。
7.根据权利要求3所述的一种基于太阳能和热泵的双蓄式热水系统，其特征在于：
8.根据权利要求7所述的一种基于太阳能和热泵的双蓄式热水系统，其特征在于：
9.根据权利要求7所述的一种基于太阳能和热泵的双蓄式热水系统，其特征在于，相变蓄热箱与变容积蓄热水箱并联运行模式又分为两种，一种为变容积蓄热水箱与相变蓄热箱分别蓄热，另一种为变容积蓄热水箱与相变蓄热箱同时蓄热；变容积蓄热水箱与相变蓄热箱分别蓄热时，集热介质先只进入变容积蓄热水箱，当蓄热水箱内部的水温达到设定值时，集热介质再进入相变蓄热箱；蓄热水箱与相变蓄热箱同时蓄热时，集热介质水循环流入蓄热水箱与相变蓄热箱内部，蓄热水箱与相变蓄热箱同时吸收热量。
10.根据权利要求9所述的一种基于太阳能和热泵的双蓄式热水系统，其特征在于，相变蓄热箱与变容积蓄热水箱串联运行模式又分为两种，一种是PVT组件出水端依次与蓄热水箱、相变蓄热箱进水端连接的方式，另一种是PVT组件出水端依次与相变蓄热箱、蓄热水箱进水端的方式。
...【技术特征摘要】
1.一种基于太阳能和热泵的双蓄式热水系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于太阳能和热泵的双蓄式热水系统，其特征在于，所述热泵子系统依次由冷凝器、膨胀阀、蒸发器、压缩机构成环路；所述冷凝器的冷剂出口依次与膨胀阀、蒸发器、压缩机和冷凝器的冷剂进口相连接；所述pvt组件的出水端连接所述冷凝器的进水端；所述冷凝器的出水端通过第一三通阀分别连接蓄热子系统的相变蓄热箱、变容积蓄热水箱。
3.根据权利要求1所述的一种基于太阳能和热泵的双蓄式热水系统，其特征在于，所述蓄热子系统的相变蓄热箱的出水端依次通过第二三通阀、第一水泵与所述集热子系统的pvt组件的进水端连接；所述变容积蓄热水箱的出水端依次通过第三三通阀、第二三通阀、第一水泵与所述集热子系统的pvt组件的进水端连接。
4.根据权利要求3所述的一种基于太阳能和热泵的双蓄式热水系统，其特征在于，所述变容积蓄热水箱的进水端与所述相变蓄热箱的进水端之间依次连接有第一阀门及第二阀门，所述变容积蓄热水箱的出水端与所述相变蓄热箱的出水端之间依次连接有第三阀门及第四阀门，所述第一阀门与所述第二阀门之间的管路和所述第三阀门与所述第四阀门之间的管路相连通。
5.根据权利要求3所述的一种基于太阳能和热泵的双蓄式热水系统，其特征在于，所述变容积蓄热水箱的进水口仅位于水箱上部，变容积蓄热水箱的出水口包括上下设置的第一出水口和第二出水口，通过切...
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