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一种空气源电蓄热系统及控制方法

阅读:434发布:2022-10-20

专利汇可以提供一种空气源电蓄热系统及控制方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种空气源 热 泵 电蓄热系统及控制方法,该系统包括至少一台 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,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,所述空气源热泵中至少有一台为高温空气源热泵,所述控制系统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。本发明通过一体化电蓄热装置减少了热泵的台数配置,简化了系统,降低了设备初投资,增强了系统的可靠性,并且合理利用了清洁 能源 ,系统占地面积小,系统效率高,并可以充分利用低谷电,运行 费用 低。,下面是一种空气源电蓄热系统及控制方法专利的具体信息内容。

1.一种空气源电蓄热系统,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抽出加热并回到一体化电蓄热装置的上部,直到全部的一体化电蓄热装置温度均达到设定的蓄热温度,其中较佳的,蓄热终止温度为70度,或者由于低谷电时间结束、或者控制系统发出停止命令,所述热泵蓄热工况结束;
(2)当一体化电蓄热装置自蓄热的运行费用较低时,采用一体化电蓄热装置自蓄热工况,此时热泵不蓄热,一体化电蓄热装置内的电加热器启动,对蓄热介质进行加热,其中较佳的,通过持续加热将蓄热介质的温度加热到85度以上;当所述蓄热介质被加热到设定蓄热终止温度,其中较佳的,蓄热终止温度为85度,或者由于低谷电时间结束、或者控制系统发出停止命令,所述一体化电蓄热装置自蓄热工况结束;
(3)由于热泵的蓄热温度低,所以在热泵蓄热工况下,一体化电蓄热装置的蓄热量小,当热泵的运行费用较低,且热泵的蓄热量不能够满足第二天在设定运行模式下所需要的供热需求时,可以在低谷电期间优先采用热泵蓄热工况,当热泵将一体化电蓄热装置内的低温介质加热到设定的蓄热温度,其中较佳的,当蓄热介质温度达到70度后,热泵停止给蓄热装置内介质加热,启动一体化电蓄热装置内的电加热器,将所述蓄热介质加热到设定的蓄热终止温度,其中较佳的,为85度,以便加大蓄热量,满足第二天的供热需求,这时,直到全部的蓄热装置温度均达到设定的蓄热温度,,其中较佳的,蓄热终止温度为85度,或者由于低谷电时间结束、或者控制系统发出停止命令,所述热泵蓄热工况结束。
9.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供热模式,相应控制方法如下:
(1)当一体化电蓄热装置单供热运行费用较低且能够独立满足当天末端供热需求时,采用一体化电蓄热装置单供热工况,此时,控制系统将全部热泵和电加热器停止运行,末端低温回水被板换二次侧水泵输送进入板换,并与板换一次侧从一体化电蓄热装置上布水器过来的高温水进行热交换,板换二次侧出水被加热后输送到末端放热,板换一次侧出水降温后被放热水泵输送到一体化电蓄热装置的下布水器,由于低温水密度比高温水高,所以在布水器的作用下,低温水会在蓄热装置的下部,高温水在蓄热装置内的上部持续被水泵从上布水器抽出进入板换一次侧入口放热,直到全部的蓄热装置温度均降低到设定的放热终止温度,或者一体化电蓄热装置的进出水口温差低于设定值,或者控制系统发出停止命令,所述一体化电蓄热装置单供热工况结束;
(2)当热泵能够独立满足末端供热需求时,所述空气源热泵电蓄热系统可以在控制系统设定下运行以下几种工况:
①当一体化电蓄热装置不参与供热运行时,采用热泵单供热工况,此时,控制系统切换部分或者全部热泵到板换二次侧给末端供热,末端低温回水经过热泵升温到设计供热温度后,通过二次侧供热水泵输送到末端供热,当所述控制系统发出停止命令,所述热泵单供热工况结束;
②当一体化电蓄热装置参与供热运行时,可选择将一体化电蓄热装置存储在热量在电尖峰时段或者用户指定的时段执行一体化电蓄热装置单供热工况,等到一体化电蓄热装置放热完成后,转入热泵单供热工况;
③当一体化电蓄热装置参与供热运行时,其中较佳的,为了降低热泵的出水温度,以便提高热泵的效率,可采用热泵与一体化电蓄热装置联合供热工况;此时,控制系统按照自控设定开启相应的热泵台数,末端低温回水先经过热泵提升到设定的温度,该温度即能够提高热泵的效率,又能够满足经过板换再次加热后达到末端供热需求,被热泵升温后的水再进入板换二次侧入口,并与板换一次侧从一体化电蓄热装置上布水器过来的高温水进行热交换,板换二次侧出水被加热后输送到末端放热,板换一次侧出水降温后被放热水泵输送到一体化电蓄热装置的下布水器;当所述控制系统发出停止命令,所述热泵单供热工况结束;
(3)当热泵不能够独立满足末端供热需求时,所述空气源热泵电蓄热系统可以在控制系统设定下运行以下几种工况:
①当热泵和一体化电蓄热装置共同向末端供热能够满足末端供热需求时,采用热泵与一体化电蓄热装置联合供热工况;此时,控制系统将全部热泵切换到板换二次侧与末端相连并全量开启热泵,末端低温回水先经过热泵升温,但由于热泵加热量不够,所以需要再进入板换二次侧入口,与板换一次侧从一体化电蓄热装置上布水器过来的高温水进行热交换,板换二次侧出水被板换加热到设定的供热温度后输送到末端放热,板换一次侧出水降温后被放热水泵输送到一体化电蓄热装置的下布水器,当所述控制系统发出停止命令,所述热泵单供热工况结束;
②当热泵和一体化电蓄热装置共同向末端供热不能够满足末端供热需求时,采用电加热补充供热工况;此时,控制系统启动如本条第一点所述,同时,开启一体化电蓄热装置内的电加热器加热蓄热介质,以增大蓄热装置的供热能力,使得末端供热温度达到设计要求。
10.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边蓄热边供热模式,所述边蓄热边供热模式包含热泵边蓄热边供热工况、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工况,相应控制方法如下:
(1)在低谷电期间,当末端有供热需求,而热泵的运行费用较低,且有部分高温空气源热泵在低谷电期间不需要供热时,采用热泵边蓄热边供热工况,此时,参与蓄热的高温空气源热泵执行热泵蓄热工况,不参与蓄热的热泵执行热泵单供热工况;
(2)在低谷电期间,当末端有供热需求,而热泵因为需要直接给末端供暖,没有富裕能力蓄热,而第二天必须有一体化电蓄热装置放热才能够满足末端供热需求时,采用一体化电蓄热装置自蓄热+热泵供热工况,此时,一体化电蓄热装置执行自蓄热工况,热泵切换到板换二次侧与末端相连,执行热泵供热工况;
(3)在低谷电期间,当末端有供热需求,而热泵不能够给末端供暖时,而第二天必须有一体化电蓄热装置放热才能够满足末端供热需求时,采用一体化电蓄热装置边蓄热边供热工况,此时,控制系统在执行一体化电蓄热装置单供热工况的同时,开启蓄热装置内的电加热装置对蓄热装置内介质进行加热;
(4)在低谷电期间,当末端有供热需求,如住宅项目用户在睡觉时,房间温度可以适当降低,其中较佳的,可以采用热泵间歇蓄热的方法,也就是在低谷电期间,一段时间位于板换二次侧向末端直接供热,执行热泵单供热工况,待末端回水温度上升到设计温度并稳定一段时间后,将部分或者全部高温空气源热泵切换到板换一次侧执行热泵蓄热工况;如果热泵间歇蓄热时一体化电蓄热装置的蓄热量不够,可以在热泵蓄热工况结束后,在低谷电期间执行一体化电蓄热装置自蓄热工况,将蓄热温度进一步提高,加大蓄热量,以充分降低运行费用并保证末端供热需求。

说明书全文

一种空气源电蓄热系统及控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及供暖技术领域,具体涉及一种空气源热泵电蓄热系统及控制方法。

背景技术

[0002] 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日的发明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,蓄热仅仅通过热泵来实现,因此当环境温度下降,热泵供热能不足时,无法实现蓄热,或者需要选择更大的热泵来满足蓄热需求,导致初投资进一步增加;而且仅靠热泵蓄热,当热泵发生故障时,供热和蓄热都会停止,系统的可靠性不高。中国专利号为CN200910071271.5、公开日为2011年5月4日的发明专利公开了一种大型蓄能式空气源热泵热水机组,该专利也是只考虑了热泵蓄热,而没有采用电蓄热,另一方面,该专利的系统流程反映,在供热时,热泵通过板换与末端相连,造成当需要热泵直接供热时,需要提高热泵出水温度来抵消板换的传热温差,降低了热泵的效率;中国专利号为CN201710344792.8、公开日为2017年5月16日的发明专利公开了一种蓄热式电锅炉和空气源热泵联用供热装置及供热方法,该专利采用固体蓄热式电锅炉和热泵分别与水箱联通,并可以在低谷电时分别对水箱蓄热,由于增加了固体蓄热锅炉,系统成本增加,从该专利提交的流程图附图文件上,热泵无法实现对水箱的蓄热。
[0003] 从上述专利的情况可以看出,现有的热泵和电蓄热的结合都存在一定的缺陷,这主要是由于空气源热泵压缩机和工质的特性,一般热泵出水温度在50度左右,而末端的供水温度一般为40-50度甚至更高,所以用水蓄热体积会很庞大,而只能够采用相变蓄热。而现有的相变蓄热如果将加热器直接插入相变介质加热,会导致相变介质局部过热变质,所以需要增加电锅炉将水加热后输送到相变介质内的盘管实现相变蓄热,系统复杂、价格高。
[0004] 传统的水蓄热装置为防止电加热器结垢并便于检修,一般将电加热器制作为电锅炉,并与蓄热装置分开连接,如果再与热泵系统结合,会造成系统复杂,增加造价,机房占地面积大等缺陷,阻碍这项技术的推广。
[0005] 另一方面,目前集中电供暖的项目越来越大,所需要的蓄热装置体积也很大,为节省造价,一般蓄热装置选择开式系统,将蓄热和电加热装置与末端用板换隔开。而空气源热泵的出水温度越高时,热效率越低,所以如果空气源热泵在蓄热时与水箱连接,在对末端供热时,热泵的出水温度就要提高以抵消板换的换热温差才能够满足末端的供热温度,这样会造成热泵效率的降低。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于提供了一种空气源热泵电蓄热系统及其控制方法,解决了现有空气源热泵与电蓄热联合的系统中存在的热泵出水温度低造成不能采用水蓄热或者蓄热水箱过于庞大,蓄热热泵在供热时效率降低,电锅炉和蓄热装置分开后系统复杂,占地面积大等问题,并提供了高温空气源热泵蓄热系统的设备匹配原则和保证末端负荷供热质量和运行费用最低的运行原则下的控制方法。
[0007] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是:
[0008] 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:
[0009] 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;
[0010] 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;
[0011] 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。
[0012] 优选的,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。
[0013] 优选的,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。
[0014] 优选的,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。
[0015] 优选的,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;
[0016] 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;
[0017] 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;
[0018] 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;
[0019] 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;
[0020] 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;
[0021] 在多台空气源热泵总出水管上设置电动阀v10;
[0022] 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;
[0023] 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。
[0024] 优选的,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。
[0025] 本发明还提供了一种空气源热泵电蓄热系统的控制方法,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。
[0026] 优选的,当处于以下条件时启动蓄热模式,相应控制方法如下:
[0027] (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抽出加热并回到一体化电蓄热装置的上部,直到全部的一体化电蓄热装置温度均达到设定的蓄热温度,其中较佳的,蓄热终止温度为70度,或者由于低谷电时间结束、或者控制系统发出停止命令,所述热泵蓄热工况结束;
[0028] (2)当一体化电蓄热装置自蓄热的运行费用较低时,采用一体化电蓄热装置自蓄热工况,此时热泵不蓄热,一体化电蓄热装置内的电加热器启动,对蓄热介质进行加热,其中较佳的,通过持续加热将蓄热介质的温度加热到85度以上;当所述蓄热介质被加热到设定蓄热终止温度,其中较佳的,蓄热终止温度为85度,或者由于低谷电时间结束、或者控制系统发出停止命令,所述一体化电蓄热装置自蓄热工况结束;
[0029] (3)由于热泵的蓄热温度低,所以在热泵蓄热工况下,一体化电蓄热装置的蓄热量小,当热泵的运行费用较低,且热泵的蓄热量不能够满足第二天在设定运行模式下所需要的供热需求时,可以在低谷电期间优先采用热泵蓄热工况,当热泵将一体化电蓄热装置内的低温介质加热到设定的蓄热温度,其中较佳的,当蓄热介质温度达到70度后,热泵停止给蓄热装置内介质加热,启动一体化电蓄热装置内的电加热器,将所述蓄热介质加热到设定的蓄热终止温度,其中较佳的,为85度,以便加大蓄热量,满足第二天的供热需求,这时,直到全部的蓄热装置温度均达到设定的蓄热温度,,其中较佳的,蓄热终止温度为85度,或者由于低谷电时间结束、或者控制系统发出停止命令,所述热泵蓄热工况结束。
[0030] 优选的,当处于以下条件时启动供热模式,相应控制方法如下:
[0031] (1)当一体化电蓄热装置单供热运行费用较低且能够独立满足当天末端供热需求时,采用一体化电蓄热装置单供热工况,此时,控制系统将全部热泵和电加热器停止运行,末端低温回水被板换二次侧水泵输送进入板换,并与板换一次侧从一体化电蓄热装置上布水器过来的高温水进行热交换,板换二次侧出水被加热后输送到末端放热,板换一次侧出水降温后被放热水泵输送到一体化电蓄热装置的下布水器,由于低温水密度比高温水高,所以在布水器的作用下,低温水会在蓄热装置的下部,高温水在蓄热装置内的上部持续被水泵从上布水器抽出进入板换一次侧入口放热,直到全部的蓄热装置温度均降低到设定的放热终止温度,或者一体化电蓄热装置的进出水口温差低于设定值,或者控制系统发出停止命令,所述一体化电蓄热装置单供热工况结束;
[0032] (2)当热泵能够独立满足末端供热需求时,所述空气源热泵电蓄热系统可以在控制系统设定下运行以下几种工况:
[0033] ①当一体化电蓄热装置不参与供热运行时,采用热泵单供热工况,此时,控制系统切换部分或者全部热泵到板换二次侧给末端供热,末端低温回水经过热泵升温到设计供热温度后,通过二次侧供热水泵输送到末端供热,当所述控制系统发出停止命令,所述热泵单供热工况结束;
[0034] ②当一体化电蓄热装置参与供热运行时,可选择将一体化电蓄热装置存储在热量在电力尖峰时段或者用户指定的时段执行一体化电蓄热装置单供热工况,等到一体化电蓄热装置放热完成后,转入热泵单供热工况;
[0035] ③当一体化电蓄热装置参与供热运行时,其中较佳的,为了降低热泵的出水温度,以便提高热泵的效率,可采用热泵与一体化电蓄热装置联合供热工况;此时,控制系统按照自控设定开启相应的热泵台数,末端低温回水先经过热泵提升到设定的温度,该温度即能够提高热泵的效率,又能够满足经过板换再次加热后达到末端供热需求。被热泵升温后的水再进入板换二次侧入口,并与板换一次侧从一体化电蓄热装置上布水器过来的高温水进行热交换,板换二次侧出水被加热后输送到末端放热,板换一次侧出水降温后被放热水泵输送到一体化电蓄热装置的下布水器;当所述控制系统发出停止命令,所述热泵单供热工况结束;
[0036] (3)当热泵不能够独立满足末端供热需求时,所述空气源热泵电蓄热系统可以在控制系统设定下运行以下几种工况:
[0037] ①当热泵和一体化电蓄热装置共同向末端供热能够满足末端供热需求时,采用热泵与一体化电蓄热装置联合供热工况;此时,控制系统将全部热泵切换到板换二次侧与末端相连并全量开启热泵,末端低温回水先经过热泵升温,但由于热泵加热量不够,所以需要再进入板换二次侧入口,与板换一次侧从一体化电蓄热装置上布水器过来的高温水进行热交换,板换二次侧出水被板换加热到设定的供热温度后输送到末端放热,板换一次侧出水降温后被放热水泵输送到一体化电蓄热装置的下布水器,当所述控制系统发出停止命令,所述热泵单供热工况结束;
[0038] ②当热泵和一体化电蓄热装置共同向末端供热不能够满足末端供热需求时,采用电加热补充供热工况;此时,控制系统启动如本条第一点所述,同时,开启一体化电蓄热装置内的电加热器加热蓄热介质,以增大蓄热装置的供热能力,使得末端供热温度达到设计要求。
[0039] 优选的,当处于以下条件时启动边蓄热边供热模式,所述边蓄热边供热模式包含热泵边蓄热边供热工况、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工况,相应控制方法如下:
[0040] (1)在低谷电期间,当末端有供热需求,而热泵的运行费用较低,且有部分高温空气源热泵在低谷电期间不需要供热时,采用热泵边蓄热边供热工况,此时,参与蓄热的高温空气源热泵执行热泵蓄热工况,不参与蓄热的热泵执行热泵单供热工况;
[0041] (2)在低谷电期间,当末端有供热需求,而热泵因为需要直接给末端供暖,没有富裕能力蓄热,而第二天必须有一体化电蓄热装置放热才能够满足末端供热需求时,采用一体化电蓄热装置自蓄热+热泵供热工况,此时,一体化电蓄热装置执行自蓄热工况,热泵切换到板换二次侧与末端相连,执行热泵供热工况;
[0042] (3)在低谷电期间,当末端有供热需求,而热泵不能够给末端供暖时,而第二天必须有一体化电蓄热装置放热才能够满足末端供热需求时,采用一体化电蓄热装置边蓄热边供热工况,此时,控制系统在执行一体化电蓄热装置单供热工况的同时,开启蓄热装置内的电加热装置对蓄热装置内介质进行加热;
[0043] 在低谷电期间,当末端有供热需求,如住宅项目用户在睡觉时,房间温度可以适当降低,其中较佳的,可以采用热泵间歇蓄热的方法,也就是在低谷电期间,一段时间位于板换二次侧向末端直接供热,执行热泵单供热工况,待末端回水温度上升到设计温度并稳定一段时间后,将部分或者全部高温空气源热泵切换到板换一次侧执行热泵蓄热工况;如果热泵间歇蓄热时一体化电蓄热装置的蓄热量不够,可以在热泵蓄热工况结束后,在低谷电期间执行一体化电蓄热装置自蓄热工况,将蓄热温度进一步提高,加大蓄热量,以充分降低运行费用并保证末端供热需求。
[0044] 本发明的有益效果是:
[0045] (1)在供热负荷需求最大时,通过一体化电蓄热装置的供热减少了热泵的台数配置,简化了系统,降低了系统初投资。
[0046] (2)一体化电蓄热装置将电加热、蓄热、放热集成为一体,取消了独立的电锅炉和蓄热、放热转换的切换电动阀,简化了系统,减少了热泵+电蓄热系统的占地面积,降低了造价,提高了系统的热效率;
[0047] (3)当热泵设备发生故障或在严寒地区热泵效率低甚至停止工作,或停电导致热泵停止运行时,可以通过柴油发电机、储电设备等启动系统水泵,仍然可以保证供热,达到停电不停暖的效果,系统可靠性大为提高,这一点对于电供暖系统的推广有非常重要的意义!
[0048] (4)本发明采用至少一台高温空气源热泵来蓄热,从而可以采用一体化水蓄热替代相变介质来蓄热,从而降低了系统造价,并且提高了系统的可靠性。
[0049] (5)本发明通过控制系统灵活切换热泵的工作状态,在供热时,控制系统将热泵切换至末端直接供热;在蓄热时,控制系统将热泵切换至一体化电蓄热装置侧用以给一体化电蓄热装置蓄热;本发明中热泵即可以蓄热也可以供热,并且供热时,热泵的出水温度可以降低然后再通过一体化电蓄热装置升温,这种创新的控制热泵蓄热和供热的方法,克服了蓄热系统板换的影响,使得热泵的效率比不采用蓄热系统的效率更高,大幅提高了热泵的工作效率,减少了系统的运行费用。
[0050] (6)由于空气源热泵在全开时的效率高于在部分负荷下的系统效率,所以多台热泵供热的状态下,能够采用每台热泵全开全关的控制方法,末端低温回水后经过热泵初步加热,然后通过蓄热装置再加热来保证末端供热温度的方法,相对于传统的热泵根据末端负荷加减载的方式,系统效率更高。
[0051] (7)传统的热泵系统在严寒地区除霜时,四通阀转向从管路系统中吸热,这时,热泵相当于给末端在冬季供冷,末端舒适感受到很大影响。本发明在热泵除霜时,热泵从管路系统吸热造成热泵出水温度降低,但经过电蓄热系统板换的再次加热后,末端系统的供热温度仍然可以得到保证,极大的提高了系统的可靠性
[0052] (8)传统的热泵系统升温速度慢,供热温度低,在办公楼等非24小时供热的建筑中,热泵开启较长时间后,末端温度才能够升高,本发明可以通过蓄热系统快速释放热量对末端系统开速升温,降低能耗的同时,提高供热的舒适性
[0053] (9)根据项目具体情况,可以合理配置热泵及一体化电蓄热装置的数量,热泵数量具体包括出高温水热泵的数量及出低温水热泵的数量,根据环境条件可以选择效率最高的热泵和制冷剂类型,如高温螺杆空气源热泵、高温蜗旋空气源热泵、常温热泵以及R134a、R22等,合理搭配组合,进一步的,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,实现热泵蓄热、一体化电蓄热装置自蓄热、一体化电蓄热装置单供热、热泵单供热、热泵与一体化电蓄热装置联合供热、热泵边蓄热边供热、一体化电蓄热装置边蓄热边供热、一体化电蓄热装置自蓄热+热泵供热等几种不同的运行模式,可以最大限度的实现系统运行的最优状况,提高了整个系统的运行效率,降低系统运行费用和初投资。

附图说明

[0054] 图1为本发明一实施例的空气源热泵电蓄热系统的运行流程图;
[0055] 图2为本发明的控制系统控制系统运行不同工况的示意图。

具体实施方式

[0056] 下面,通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解,在没有进一步叙述的情况下,一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。
[0057] 如图1所示,根据本发明一实施例的空气源热泵电蓄热系统包括:
[0058] 八台热泵,分别为第一热泵1、第二热泵2、第三热泵3、第四热泵4、第五热泵5、第6热泵6、第7热泵7、第八热泵8,每台热泵设置4个电动阀,具体为在每台热泵的出水口设置电动阀v1、v2,在每台热泵的进水口设置电动阀v3、v4(图中仅标记出了第一热泵1上四个电动阀的位置,剩余热泵的电动阀v1、v2、v3、v4的位置均与上述标记相同,为了保证图片的简洁,不做重复标记);本实施例中,第一热泵1、第二热泵2、第三热泵3为蓄热热泵,这3台蓄热热泵可以出高温水,出水温度能达到60~110摄氏度,剩余的5台热泵为常规热泵,常规热泵可以出低温水,出水温度为35~55摄氏度;本实施例中,八台热泵均为空气源热泵,在其他实施例中,可以根据项目的具体条件,将空气源热泵与一体化电蓄热装置进行合理搭配组合,并可以确定高温空气源热泵的合理占比;
[0059] 一体化电蓄热装置11,本实施例中一体化电蓄热装置11的蓄热介质为水,并将电加热与蓄热装置合为一体,节省了系统的占地面积;
[0060] 板式换热器12,板式换热器12用于末端供热;放热水泵10,放热水泵10位于板式换热器12及一体化电蓄热装置11之间的管路上,一体化电蓄热装置11的高温出水经过放热水泵10进入板式换热器12完成热交换,放热完成的低温水通过电动阀v14回流至一体化电蓄热装置11;
[0061] 蓄热水泵9,蓄热水泵9可以将3台蓄热热泵的高温出水输送至一体化电蓄热装置11,并对一体化电蓄热装置11内的水进行加热;
[0062] 供热水泵13,供热水泵13设置于末端循环管路上;
[0063] 控制系统,控制系统包括设置于循环管路中的多个电动阀、传感元器件、变频器、配电柜和系统控制柜,图1示出了本实施例中多个电动阀的具体布局,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、一体化电蓄热装置单供热、热泵单供热、热泵与一体化电蓄热装置联合供热、热泵边蓄热边供热、一体化电蓄热装置边蓄热边供热、一体化电蓄热装置自蓄热+热泵供热几种不同的运行模式。
[0064] 下面,针对本实施例,对各工况的运行情况作进一步的说明。
[0065] (1)热泵蓄热工况:
[0066] 当热泵的运行费用较低,且有部分或者全部热泵在低谷电期间不需要供热时,采用热泵蓄热工况。
[0067] 本实施例中,控制系统控制第一热泵1、第二热泵2、第三热泵3这3台蓄热热泵启动,剩余的5台常规热泵不启动,每台常规热泵的电动阀v1、v2、v3、v4均关闭,每台蓄热热泵的电动阀v1、v3开启,v2、v4关闭,系统管路中的电动阀v5、v8、v9、v10关闭,将末端供热系统隔绝开;设置于板式换热器12的一次侧入水口的电动阀v14关闭,设置于板式换热器12的二次侧出水口的电动阀v7关闭,阻断板式换热器12一次侧和二次侧之间的水流动;从一体化电蓄热装置11流出的低温水经过电动阀v12、v11,通过蓄热水泵9输送分别经过第一热泵1、第二热泵2、第三热泵3设置于入水口处的电动阀v3进入这3台蓄热热泵,被加热至蓄热热泵的最高出水温度(60~110度,采用不同的蓄热热泵时,其最高出水温度不同),再分别从第一热泵1、第二热泵2、第三热泵3设置于出水口处的电动阀v1流出,通过电动阀v13进入一体化电蓄热装置11加热其中的蓄热介质;当一体化电蓄热装置11中的温度达到第一设定温度或者低谷电时间段结束时,该工况停止,其中,第一设定温度优选为70摄氏度,此时,系统的运行效果最佳。
[0068] (2)一体化电蓄热装置自蓄热工况:
[0069] 当一体化电蓄热装置的运行费用较低时,采用一体化电蓄热装置自蓄热工况,此时热泵不蓄热,一体化电蓄热装置内的电热元件启动,对蓄热介质进行加热。
[0070] 本实施例中,控制系统控制八台热泵均不启动,同时关闭每台热泵进出水口的电动阀v1、v2、v3、v4,并将管路中的其他阀均关闭,此时系统只有一体化电蓄热装置11启动,热泵不参与蓄热,一体化电蓄热装置11内的电热元件启动,对蓄热介质进行加热,当蓄热介质被加热到第二设定温度或者低谷电时间段结束时,所述一体化电蓄热装置自蓄热工况停止,其中,第二设定温度优选为90摄氏度,此时,系统的运行效果最佳。
[0071] (3)热泵与一体化电蓄热装置联合蓄热工况:
[0072] 当热泵的运行费用较低,且热泵的蓄热量不能够满足第二天的供热需求时,采用热泵与一体化电蓄热装置联合蓄热工况,这时优先采用热泵蓄热模式,当热泵将一体化电蓄热装置内的低温介质加热到设定的蓄热温度后,再启动电热元件,将所述蓄热介质的温度进一步提高,增大蓄热量。
[0073] 本实施例中,控制系统控制第一热泵1、第二热泵2、第三热泵3这3台蓄热热泵启动,剩余的5台常规热泵不启动,每台常规热泵的电动阀v1、v2、v3、v4均关闭,每台蓄热热泵的电动阀v1、v3开启,v2、v4关闭,系统管路中的电动阀v5、v8、v9、v10关闭,将末端供热系统隔绝开;从一体化电蓄热装置11流出的低温水经过电动阀v12、v11,通过蓄热水泵9输送分别经过第一热泵1、第二热泵2、第三热泵3设置于入水口处的电动阀v3进入这3台蓄热热泵,被加热至蓄热热泵的最高出水温度(60~110度,采用不同的蓄热热泵时,其最高出水温度不同),再分别从第一热泵1、第二热泵2、第三热泵3设置于出水口处的电动阀v1流出,通过电动阀v13进入一体化电蓄热装置11加热其中的蓄热介质;当系统检测到蓄热介质已经被蓄热热泵加热到一定温度后,一体化电蓄热装置11内的电热元件启动,对蓄热介质进行再次加热,将蓄热介质的温度进一步提高,增大蓄热量。
[0074] (4)一体化电蓄热装置单供热工况:
[0075] 当一体化电蓄热装置运行费用较低且能够独立满足当天末端供热需求时,采用一体化电蓄热装置单供热工况,此时,控制系统将全部热泵短路,直接由一体化电蓄热装置对末端供热。
[0076] 在本实施例中,控制系统控制八台热泵均不启动,同时关闭每台热泵进出水口的电动阀v1、v2、v3、v4,末端低温回水通过末端供热水泵13,并经过电动阀v5和电动阀v6进入板式换热器12的二次侧入水口,被板式换热器12加热升温后,经过电动阀v7和电动阀v8回到末端进水口总管,以实现对末端供热;这时板式换热器12一次侧出水口的低温水经过电动阀v14被输送到一体化电蓄热装置11加热升温,一体化电蓄热装置11出水口的高温水通过放热水泵10输送到末端再次放热。
[0077] 在以上工况中,控制系统可以通过调节放热水泵10的变频流速,以达到控制板式换热器12的放热量和保证末端供热质量的目的。
[0078] (5)热泵单供热工况:
[0079] 当热泵的运行费用较低且能够独立满足当天末端供热需求时,采用热泵单供热工况,此时,控制系统切换部分或者全部热泵直接给末端供热,如果有不同种类的热泵时,先切换热效率高、运行费用低的热泵,后切换换热效率低、运行费用高的热泵。
[0080] 在本实施例中,控制系统控制每台热泵出水口处设置的电动阀v1、进水口处设置的电动阀v3关闭,相应的,每台热泵出水口处设置的电动阀v2、进水口处设置的电动阀v4开启,末端低温回水通过末端供热水泵13经过多台热泵总进水管上的电动阀v9后,分别经过每台热泵进水口处设置的电动阀v4,被热泵加热升温后,每台热泵出水口处设置的电动阀v2后,汇总经过多台热泵总出水管上的电动阀v10到达末端进水口总管,以完成对末端供热。
[0081] 在以上工况中,由于电动阀v1、v3、v6、v7、v11关闭,所以板式换热器12被完全隔绝,不参与对末端供热,这时,控制系统通过调节热泵供热台数和供热出力,达到保证末端供热质量的效果。
[0082] (6)热泵与一体化电蓄热装置联合供热工况:
[0083] 当一体化电蓄热装置的蓄热量和热泵的供热量均不能够满足当天供热需求时,采用热泵与一体化电蓄热装置联合供热工况,此时,热泵全开,末端回水先经过热泵提升温度,然后再经过一体化电蓄热装置将温度提高到设定的供水温度对末端供热。
[0084] 在本实施例中,控制系统控制八台热泵全部启动,每台热泵出水口处设置的电动阀v1、进水口处设置的电动阀v3开启,相应的,每台热泵出水口处设置的电动阀v2、进水口处设置的电动阀v4闭合,末端低温回水通过末端供热水泵13经过多台热泵总进水管上的电动阀v5后,分别经过每台热泵进水口处设置的电动阀v3,被热泵加热升温后,经过每台热泵出水口处设置的电动阀v1,汇总经过多台热泵总出水管到板式换热器12的入口,经过板式换热器12再次加热到设计的供热温度后从板式换热器12的出口流经电动阀v8进入末端进水口总管,实现给热泵给末端供热。
[0085] 这时,系统在控制系统的调节下,通过开关热泵供热台数保持热泵满负荷运行,并尽可能调低热泵出水温度以便提高热泵的COP,然后再通过一体化电蓄热装置11的放热水泵10变频调节一体化电蓄热装置11的放热量加热到板式换热器12入口的供热水,达到设计要求的供热温度,通过热泵与一体化电蓄热装置的联合运行,来保证末端供热质量。
[0086] (7)热泵边蓄热边供热工况
[0087] 当低谷电期间,热泵的运行费用较低,有部分热泵在低谷电期间不需要给末端供热且这部分热泵能够出60~110摄氏度的高温水时,采用热泵边蓄热边供热工况,这时,控制系统切换部分热泵直接给末端供热,这时,一部分的热泵继续运行并满足末端供热需求,蓄热装置内的电热元件不启动,蓄热水泵将一体化电蓄热装置内的低温水抽出并输送到另一部分热泵,通过热泵加热到60~110摄氏度的高温水回到一体化电蓄热装置,对一体化电蓄热装置内的蓄热介质进行加热,当所述蓄热介质被加热到第一设定温度或者低谷电时间段结束时,热泵边蓄热边供热工况停止;其中,第一设定温度优选为70摄氏度,此时,系统的运行效果最佳。
[0088] 在本实施例中,控制系统控制八台热泵全部启动,第一热泵1、第二热泵2、第三热泵3的出水口处设置的电动阀v1、进水口处设置的电动阀v3开启,相应的,第一热泵1、第二热泵2、第三热泵3的出水口处设置的电动阀v2、进水口处设置的电动阀v4闭合,从一体化电蓄热装置11流出的低温水经过电动阀v12、v11,通过蓄热水泵9输送分别经过第一热泵1、第二热泵2、第三热泵3设置于入水口处的电动阀v3进入这3台蓄热热泵,被加热至蓄热热泵的最高出水温度(60~110度,采用不同的蓄热热泵时,其最高出水温度不同),再分别从第一热泵1、第二热泵2、第三热泵3设置于出水口处的电动阀v1流出,通过电动阀v13进入一体化电蓄热装置11加热其中的蓄热介质;
[0089] 第四热泵4、第五热泵5、第六热泵6、第七热泵7、第八热泵8热泵出水口处设置的电动阀v1、进水口处设置的电动阀v3关闭,相应的,每台热泵出水口处设置的电动阀v2、进水口处设置的电动阀v4开启,末端低温回水通过末端供热水泵13经过多台热泵总进水管上的电动阀v9后,分别经过每台热泵进水口处设置的电动阀v4,被热泵加热升温后,每台热泵出水口处设置的电动阀v2后,汇总经过多台热泵总出水管上的电动阀v10到达末端进水口总管,以完成对末端供热。
[0090] (8)一体化电蓄热装置边蓄热边供热工况
[0091] 当低谷电期间,一体化电蓄热装置的运行费用较低时,采用一体化电蓄热装置边蓄热边供热工况,这时热泵不蓄热,一体化电蓄热装置内的电热元件启动,对蓄热介质进行加热的同时,一体化电蓄热装置直接对末端供热,当所述蓄热介质被加热到第二设定温度或者低谷电时间段结束时,所述一体化电蓄热装置边蓄热边供热工况停止;其中,第二设定温度优选为90摄氏度,此时,系统的运行效果最佳。
[0092] 在本实施例中,控制系统控制八台热泵均不启动,同时关闭每台热泵进出水口的电动阀v1、v2、v3、v4,电动阀v5、v6、v7、v11、v14开启,剩余的电动阀均关闭,末端低温回水通过末端供热水泵13,并经过电动阀v5和电动阀v6进入板式换热器12的二次侧入水口,被板式换热器12加热升温后,经过电动阀v7和电动阀v8回到末端进水口总管,以实现对末端供热;这时板式换热器12一次侧出水口的低温水经过电动阀v14被输送到一体化电蓄热装置11加热升温,一体化电蓄热装置11出水口的高温水通过放热水泵10输送到末端再次放热。
[0093] (9)一体化电蓄热装置自蓄热+热泵供热工况
[0094] 当低谷电期间,热泵的运行费用较低且只能够满足末端的供热需求,且热泵的供热量不能满足第二天的供热需求,必须要蓄热时,采用一体化电蓄热装置蓄热+热泵单供热工况,此时,控制系统控制全部热泵给末端直接供热,并且,一体化电蓄热装置内的电热元件启动,对蓄热介质进行加热,当所述蓄热介质被加热到第二设定温度或者低谷电时间段结束时,所述一体化电蓄热装置蓄热+热泵单供热工况停止;其中,第二设定温度优选为90摄氏度,此时,系统的运行效果最佳。
[0095] 在本实施例中,控制系统控制全部八台热泵启动,每台热泵的出水口处设置的电动阀v1、进水口处设置的电动阀v3关闭,相应的,每台热泵出水口处设置的电动阀v2、进水口处设置的电动阀v4开启,末端低温回水通过末端供热水泵13经过多台热泵总进水管上的电动阀v9后,分别经过每台热泵进水口处设置的电动阀v4,被热泵加热升温后,每台热泵出水口处设置的电动阀v2后,汇总经过多台热泵总出水管上的电动阀v10到达末端进水口总管,以完成对末端供热;
[0096] 管路中剩余的电动阀均关闭,一体化电蓄热装置11只蓄热不供热,一体化电蓄热装置11内的电热元件启动,对其中的蓄热介质加热。
[0097] 根据上述实施例的详尽描述,可以知晓本发明的显著特征如下:
[0098] 如图2所示,控制系统控制热泵即可以出低温水给末端直接供热,也可以出高温水给蓄热装置蓄热,并按照保证末端负荷供热质量和运行费用最低的运行原则,实现热泵蓄热、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、一体化电蓄热装置单供热、热泵单供热、热泵与一体化电蓄热装置联合供热、热泵边蓄热边供热、一体化电蓄热装置边蓄热边供热、一体化电蓄热装置自蓄热+热泵供热几种不同的运行模式。
[0099] 应当指出,虽然通过上述实施方式对本发明进行了描述,然而本发明还可有其他多种实施方式。在不脱离本发明精神和范围的前提下,熟悉本领域的技术人员显然可以对本发明做出各种相应的改变和变形,但这些改变和变形都应当属于本发明所附权利要求及其等效物所保护的范围内。
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