【技术实现步骤摘要】
本专利技术是一种大温差水蓄热复叠式热泵系统，属于热泵热水器领域。
技术介绍
1、冬季为了满足供暖需求，多采用燃煤锅炉等方式进行供暖，这些常规的供暖方式造成了严重的环境污染。随着节能减排要求的提出，热泵供暖被越来越多的应用到生活中。但是常规空气源热泵多采用单级压缩机，其产热温度低，且制热能力随环境温度降低而下降，并在环境温度低于-10℃后快速减弱；同时随着冷凝、蒸发温度温差的增大会产生制热量减小、制热系数降低、压缩比过大、排气温度过高等不利影响，严重影响运行与能耗，甚至停机无法使用，难以满足用户的使用需求。现有技术多采用多级压缩或复叠式循环解决这一问题。
2、随着风、光等可再生能源的增多，其自身的不连续性和波动性，使得电网的波动加大，不利于电网安全，因此需要及时消纳电网多余电量，保证电网平稳运行。若将多余电能用于热泵供暖，则可在削峰填谷降低电网波动的同时高效清洁的解决供暖问题。但由于可利用电能的波动性，热泵系统需要配备储能装置以实现连续供热。水做为一种储热介质具有易取得、价格低、导热性好、腐蚀性低、热适应性好等优点，但其比热较低，需要大量体积满足蓄热要求，若能增加水的蓄热温差则可降低空间利用率；同时由于电锅炉储热能耗较高，如果能利用热泵进行储热，则可进一步降低系统耗能。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种大温差水蓄热复叠式热泵系统，以解决现有技术低温适应性差、无法消纳多余电能、储热效率低、无法实现连续供暖、能耗较高的问题。
2、实现本专利技术目的的
3、其中，三通道冷凝蒸发器(11)包括冷凝蒸发器第一通道(11-1)、冷凝蒸发器第二通道(11-2)、冷凝蒸发器第三通道(11-3)；冷凝器(5)包括冷凝器第一通道(5-1)、冷凝器第二通道(5-2)；换热器(6)包括换热器第一通道(6-1)、换热器第二通道(6-2)。
4、第一级热泵循环依次由第一级压缩机(2)、四通换向阀(3)中的两通、三通道冷凝蒸发器第一通道(11-1)、第一节流阀(10)、蒸发器(1)、四通换向阀(3)的另两通、第一级压缩机(2)顺序连接构成循环回路(见图1)；四通换向阀(3)换向后，本系统转变为制冷/除霜模式，第一级热泵循环转变为依次由第一级压缩机(2)、四通换向阀(3)中的两通、蒸发器(1)、第一节流阀(10)、三通道冷凝蒸发器第一通道(11-1)、四通换向阀(3)的另两通、第一级压缩机(2)顺序连接构成(见图2)；
5、第二级热泵循环由三通道冷凝蒸发器第二通道(11-2)、第二级压缩机(4)、冷凝器第一通道(5-1)、第二节流阀(12)、三通道冷凝蒸发器第二通道(11-2)顺序连接构成；
6、供热环路由冷凝器第二通道(5-2)、三通阀(7)的两通、换热器第一通道(6-1)、第二循环泵(15)、冷凝器第二通道(5-2)顺序连接构成；同时三通阀(7)第三通与储热环路相连，连接位置在三通道冷凝蒸发器第三通道(11-3)、第一循环泵(8)/第一阀门(9)之间的管路；
7、储热环路由储热罐(17)、第一阀门(9)/第一循环泵(8)、三通道冷凝蒸发器第三通道(11-3)、第三阀门(13)/第三循环泵(14)、储热罐(17)顺序连接构成；第二阀门(16)的一端与换热器第一通道(6-1)、第二循环泵(15)之间的管路连接，第二阀门(16)的另一端与储热罐(17)、第三阀门(13)/第三循环泵(14)之间的管路连接。
8、第一阀门(9)/第一循环泵(8)表示第一循环泵(9)和第一阀门(8)采用并联连接的方式连接到对应的管路中。
9、第三阀门(13)/第三循环泵(14)表示第三阀门(13)和第三循环泵(14)采用并联连接的方式连接到对应的管路中。
10、四通换向阀(3)、三通阀(7)、第一节流阀(10)、第二节流阀(12)、第一阀门(8)、第二阀门(16)、第三阀门(13)均为电磁阀，与第一循环泵(8)、第二循环泵(15)、第三循环泵(14)一起由控制系统控制开闭与开度。
11、运行模式如下：有多余电能或谷电需要进行消纳时，采用(a)复叠蓄热运行模式，为储热罐(17)储热；消纳电能结束或储热罐(17)达到温度t3后，开启(b)蓄热直接利用运行模式；当储热罐(17)温度低于t2且无可消纳电能时开启(c)蓄热升温利用运行模式；储热罐(17)温度低于t1且无可消耗电能或无储热需求时，开启(d)直接供热运行模式；期间需除霜时开启(e)除霜运行模式；需制冷时开启(f)制冷运行模式。t1、t2、t3可根据需要设置，一般t1为储热罐设置最低温度；t2为系统能够达到供热要求的最低供热温度；t3为储热罐设置最高温度。
12、本专利技术与现有技术相比，其显著特征为：(1)通过三通道冷凝蒸发器连接第一级热泵循环与第二级热泵循环及储热环路与供热环路；可以实现单级运行、复叠运行等多种运行模式；(2)本专利技术根据可根据环境温度与储热水罐温度，通过调整三通阀、第一阀门、第一循环泵、第二阀门、第二循环泵、第三阀门、第三循环泵的开闭与第一级压缩机、第二级压缩机的启停达到不同模式的切换；(3)本专利技术可通过不同模式的切换达到供热的同时储热、相同体积储热量大且能连续不间断供暖的目的；(4)本专利技术通过储热罐实现电量的消纳与热量的储存，并通过与储热环路、供热环路的连接实现储热的梯级利用；(5)本专利技术水循环系统为封闭式，便于维护与改造，同时便于对不同热负荷进行调整；(6)本专利技术除霜模式运行时可利用储热罐热量实现无感除霜，增加舒适度。
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1.一种大温差水蓄热复叠式热泵系统，其特征在于，包括第一级热泵循环、三通道冷凝蒸发器、第二级热泵循环、供热环路、储热环路；
2.按照权利要求1所述的一种大温差水蓄热复叠式热泵系统，其特征在于，四通换向阀、三通阀、第一节流阀、第二节流阀、第一阀门、第二阀门、第三阀门均为电磁阀，与第一循环泵、第二循环泵、第三循环泵一起由控制系统控制开闭与开度。
3.按照权利要求1所述的一种大温差水蓄热复叠式热泵系统，其特征在于，第一级热泵循环、第二级热泵循环、供热环路与储热环路充注不同工质；由于第一级热泵循环相较第二级热泵循环工作温度较低、且两级热泵循环工作压力不同，第一级热泵循环内充注适用的低温制冷剂，第二级热泵循环内充注适用的高温制冷剂；供热环路与储热环路充注水。
4.权利要求1-3任一项所述的一种大温差水蓄热复叠式热泵系统的运行方式，其特征在于，包括以下方式：
5.权利要求1-3任一项所述的一种大温差水蓄热复叠式热泵系统的运行方式，其特征在于，根据电量消纳情况、热负荷、环境温度与储热罐温度的不同调整第一阀门、第一循环泵、第二阀门、第二循环泵、第三
...【技术特征摘要】
1.一种大温差水蓄热复叠式热泵系统，其特征在于，包括第一级热泵循环、三通道冷凝蒸发器、第二级热泵循环、供热环路、储热环路；
2.按照权利要求1所述的一种大温差水蓄热复叠式热泵系统，其特征在于，四通换向阀、三通阀、第一节流阀、第二节流阀、第一阀门、第二阀门、第三阀门均为电磁阀，与第一循环泵、第二循环泵、第三循环泵一起由控制系统控制开闭与开度。
3.按照权利要求1所述的一种大温差水蓄热复叠式热泵系统，其特征在于，第一级热泵循环、第二级热泵循环、供热环路与储热环路充注不同工质；由于第一级热泵循环相较第二级热泵循环工作温度较低、且两级热泵循环工作压力不同，第一级热泵循环内充注适用的低温制冷剂，第二级热泵循环内充注...
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