本發(fā)明涉及熱泵設(shè)備領(lǐng)域，具體而言，涉及一種熱泵系統(tǒng)和供暖系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著節(jié)能減排工作的推廣，供熱煤改電的工作也在加速進(jìn)行。

現(xiàn)有的電采暖設(shè)備均為實(shí)時(shí)供熱系統(tǒng)，即需要24小時(shí)不間斷供熱，這樣給電網(wǎng)增加了負(fù)擔(dān)，并且很多情況下產(chǎn)生的熱量沒(méi)有被使用，導(dǎo)致白白浪費(fèi)了電力，增加了能耗。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于提供一種熱泵系統(tǒng)和供暖系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的電采暖設(shè)備浪費(fèi)電力、增加能耗的問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種熱泵系統(tǒng)，包括：空氣源熱泵，包括第一換熱器和第二換熱器，第二換熱器為釋放熱量的換熱器；儲(chǔ)能部，包括用于存儲(chǔ)熱量的儲(chǔ)能材料，儲(chǔ)能部與第二換熱器連接；供熱部，包括用熱單元和第三換熱器，第三換熱器與儲(chǔ)能部連接。

進(jìn)一步地，儲(chǔ)能材料為相變儲(chǔ)能材料。

進(jìn)一步地，相變儲(chǔ)能材料包括以下任意一項(xiàng)或多項(xiàng)的組合：臘、熱熔鹽、硫酸鹽、硝酸鹽、磷酸鹽和碳酸鹽。

進(jìn)一步地，相變儲(chǔ)能材料的相變溫度小于或等于100攝氏度。

進(jìn)一步地，第二換熱器設(shè)置在儲(chǔ)能材料內(nèi)部。

進(jìn)一步地，第三換熱器設(shè)置在儲(chǔ)能材料內(nèi)部。

進(jìn)一步地，第三換熱器設(shè)置在儲(chǔ)能材料內(nèi)部，第二換熱器的至少一部分設(shè)置在第三換熱器的內(nèi)部。

進(jìn)一步地，儲(chǔ)能材料內(nèi)設(shè)置有套管，第二換熱器的至少一部分為套管的內(nèi)層管，第三換熱器的至少一部分為套管的外層管。

進(jìn)一步地，用熱單元包括室內(nèi)換熱器、熱水器和熱風(fēng)機(jī)中的任意一項(xiàng)或多項(xiàng)。

進(jìn)一步地，熱泵系統(tǒng)還包括第四換熱器、第一三通閥、第二三通閥和四通閥，第一三通閥連接第二換熱器的入口端、第四換熱器的出口端和空氣源熱泵的冷媒管路；第二三通閥連接第二換熱器的出口端、第四換熱器的入口端和空氣源熱泵的冷媒管路；四通閥分別連接空氣源熱泵的壓縮機(jī)的出口端、第一三通閥、壓縮機(jī)的入口端和第一換熱器，四通閥包括第一狀態(tài)和第二狀態(tài)；當(dāng)四通閥處于第一狀態(tài)時(shí)，壓縮機(jī)的出口端和第一三通閥連通，且壓縮機(jī)的入口端和第一換熱器連通，第一三通閥連通壓縮機(jī)的出口端和第二換熱器的入口端，第二三通閥連通第一換熱器和第二換熱器的出口端，第一換熱器為吸收熱量的換熱器，第二換熱器為釋放熱量的換熱器；當(dāng)四通閥處于第二狀態(tài)時(shí)，壓縮機(jī)的出口端和第一換熱器連通，且壓縮機(jī)的入口端與第一三通閥連通，第一三通閥連通壓縮機(jī)的入口端和第四換熱器的出口端，第二三通閥連通第一換熱器和第四換熱器的入口端，第一換熱器為釋放熱量的換熱器，第四換熱器為吸收熱量的換熱器。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種供暖系統(tǒng)，包括熱源和室內(nèi)換熱器，供暖系統(tǒng)還包括上述的熱泵系統(tǒng)，熱泵系統(tǒng)的空氣源熱泵和/或儲(chǔ)能部為供暖系統(tǒng)的熱源，室內(nèi)換熱器為熱泵系統(tǒng)的供熱部的用熱單元。

應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，熱泵系統(tǒng)通過(guò)空氣源熱泵將電能轉(zhuǎn)化為熱能提供給用熱單元，并且在熱泵和用熱單元之間還設(shè)置儲(chǔ)能部，儲(chǔ)能部能夠在熱泵工作時(shí)儲(chǔ)存一部分熱量，當(dāng)熱泵停機(jī)后，用熱單元可以從儲(chǔ)能部獲得儲(chǔ)存的熱能，這樣不僅能夠提高熱泵系統(tǒng)供熱的可靠性，而且還能夠靈活的指定生熱、供熱策略，起到節(jié)能的效果。

附圖說(shuō)明

構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說(shuō)明書附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的熱泵系統(tǒng)的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；以及

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的熱泵系統(tǒng)的另一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中附圖標(biāo)記：100、空氣源熱泵；110、第一換熱器；120、第二換熱器；130、壓縮機(jī)；140、膨脹閥；150、氣液分離器；160、四通閥；171、第一三通閥；172、第二三通閥；200、儲(chǔ)能部；300、第三換熱器；400、用熱單元；410、室內(nèi)換熱器；420、熱水器；421、花灑；422、第二閥門；430、泵體；440、雙向電動(dòng)閥；450、熱風(fēng)機(jī)；451、第一閥門。

具體實(shí)施方式

需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種熱泵系統(tǒng)，如圖1和2所示，該供熱系統(tǒng)包括空氣源熱泵100，包括第一換熱器110和第二換熱器120，第二換熱器120為釋放熱量的換熱器；儲(chǔ)能部200，包括用于存儲(chǔ)熱量的儲(chǔ)能材料，儲(chǔ)能部200與第二換熱器120連接；供熱部，包括用熱單元400和第三換熱器300，第三換熱器300與儲(chǔ)能部200連接。

本發(fā)明的熱泵系統(tǒng)通過(guò)空氣源熱泵100將電能轉(zhuǎn)化為熱能提供給用熱單元400，并且在熱泵和用熱單元400之間還設(shè)置儲(chǔ)能部200，儲(chǔ)能部200能夠在熱泵工作時(shí)儲(chǔ)存一部分熱量，當(dāng)熱泵停機(jī)后，用熱單元400可以從儲(chǔ)能部200獲得儲(chǔ)存的熱能，這樣不僅能夠提高熱泵系統(tǒng)供熱的可靠性，而且還能夠靈活的指定生熱、供熱策略，起到節(jié)能的效果。

例如本發(fā)明的熱泵系統(tǒng)用于居民供暖中，居民用電存在用電高峰期和低谷期，例如工作日日間為用電低谷期，而夜晚則為用電高峰期，由于本發(fā)明的熱泵系統(tǒng)可以通過(guò)儲(chǔ)能部200儲(chǔ)存一部分熱能，即可以在用電低谷期打開熱泵，將電能轉(zhuǎn)化為熱能儲(chǔ)存到儲(chǔ)能部200中，用電高峰時(shí)期則關(guān)閉熱泵，通過(guò)儲(chǔ)能部200中儲(chǔ)存的熱量為居民供熱，因此平衡了用電，實(shí)現(xiàn)了“削峰填谷”，減少了供電高峰期對(duì)電網(wǎng)的負(fù)擔(dān)。

此外，現(xiàn)在多數(shù)地區(qū)已經(jīng)開始實(shí)行峰谷階梯電價(jià)，即用電高峰時(shí)間段內(nèi)的電價(jià)高于用電低谷時(shí)間段內(nèi)的電價(jià)，因此通過(guò)熱泵系統(tǒng)的上述操作，還能夠?yàn)橛脩艄?jié)省電費(fèi)開支。

空氣源熱泵機(jī)組基于逆卡諾循環(huán)原理建立起來(lái)的一種節(jié)能、環(huán)保的制熱技術(shù)，是一種新型的、高效的供暖系統(tǒng)，以環(huán)境空氣為熱(冷)源，通過(guò)少量電能驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，從而制取熱(冷)風(fēng)或熱(冷)水的設(shè)備。用于住宅的空氣源熱泵主要包括壓縮機(jī)、與壓縮機(jī)串聯(lián)的氣液分離器、以及依次串聯(lián)的室內(nèi)換熱器、膨脹閥和室外換熱器。壓縮機(jī)、室內(nèi)換熱器、室外換熱器和氣液分離器分別與四通換向閥的四個(gè)端口連通形成制冷循環(huán)回路。低溫低壓的氣態(tài)制冷劑由壓縮機(jī)吸入，被壓縮成高溫高壓氣態(tài)制冷劑，高溫高壓氣態(tài)制冷劑流入室內(nèi)換熱器，釋放大量熱能，可用于為住宅的室內(nèi)供熱。液化后的制冷劑經(jīng)膨脹閥降壓，然后流入室外換熱器，吸收室外環(huán)境空氣的熱能并氣化，氣化后的制冷劑流經(jīng)氣液分離器，然后進(jìn)入壓縮機(jī)下一個(gè)循環(huán)。

優(yōu)選地，儲(chǔ)能材料為相變儲(chǔ)能材料。

相變儲(chǔ)能材料是一種相變溫度在預(yù)定范圍之內(nèi)的材料，其通過(guò)相變從而儲(chǔ)存熱量，相變儲(chǔ)能材料通過(guò)相變?cè)跍囟炔辉黾拥那闆r下儲(chǔ)存熱量，因此熱量散失的速度較慢，能夠較好的儲(chǔ)存熱量，儲(chǔ)熱效率高。例如相變溫度為50攝氏度的相變儲(chǔ)能材料，當(dāng)熱泵將固體的相變儲(chǔ)能材料加熱到50攝氏度時(shí)，相變儲(chǔ)能材料開始轉(zhuǎn)化為液態(tài)，同時(shí)繼續(xù)吸收熱量，在相變過(guò)程中相變儲(chǔ)能材料的溫度不變，但能夠吸收大量的熱量，最終相變儲(chǔ)能材料完全轉(zhuǎn)化為液態(tài)后，溫度才會(huì)繼續(xù)升高。

此外，相變儲(chǔ)能材料還具有無(wú)衰減、壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，即能夠仿佛多次通過(guò)相變儲(chǔ)熱和放熱，而儲(chǔ)熱量基本不變。

優(yōu)選地，相變儲(chǔ)能材料包括以下任意一項(xiàng)或多項(xiàng)的組合：臘、熱熔鹽、硫酸鹽、硝酸鹽、磷酸鹽和碳酸鹽。

當(dāng)用于居民供暖及生活供熱領(lǐng)域時(shí)，優(yōu)選地，相變儲(chǔ)能材料的相變溫度小于或等于100攝氏度。相變儲(chǔ)能材料的相變溫度應(yīng)當(dāng)與用熱單元400的用熱溫度相適配，一般略高于用熱溫度即可，并且溫度越低，熱量的發(fā)散速度越慢，越有利于熱量的存儲(chǔ)。

優(yōu)選地，第二換熱器120設(shè)置在儲(chǔ)能材料內(nèi)部。更優(yōu)選地，第三換熱器300設(shè)置在儲(chǔ)能材料內(nèi)部。第二換熱器120和第三換熱器300均設(shè)置在儲(chǔ)能材料的內(nèi)部，因此其能夠更好的與儲(chǔ)能材料之間實(shí)現(xiàn)換熱。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，第二換熱器120為板式換熱器。

此外，第二換換熱器與第三換熱器300接觸，這樣能夠使得熱量不經(jīng)過(guò)儲(chǔ)能材料即可以直接從第二換熱器120傳遞到第三換熱器300。

這樣設(shè)置的目的，也在于使得熱泵發(fā)出的熱量?jī)?yōu)先供給用熱單元400，余熱則被儲(chǔ)能部200吸收儲(chǔ)存。

在本發(fā)明的另一些實(shí)施例中，優(yōu)選地，第三換熱器300設(shè)置在儲(chǔ)能材料內(nèi)部，第二換熱器120的至少一部分設(shè)置在第三換熱器300的內(nèi)部。

第二換熱器120設(shè)置在第三換熱器300的內(nèi)部，是為了使得第三換熱器300更好的接收第二換熱器120的熱量。

在一種具體的實(shí)施例中，儲(chǔ)能材料內(nèi)設(shè)置有套管，第二換熱器120的至少一部分為套管的內(nèi)層管，第三換熱器300的至少一部分為套管的外層管。

優(yōu)選地，用熱單元400包括室內(nèi)換熱器410、熱水器420和熱風(fēng)機(jī)450中的任意一項(xiàng)或多項(xiàng)。當(dāng)用于居民供暖時(shí)，室內(nèi)換熱器410可以為暖氣裝置，即第三換熱器300的換熱媒介為水。此外，熱水器420和熱風(fēng)機(jī)450均可以利用相變儲(chǔ)能材料中的熱量作為熱源。

優(yōu)選地，熱泵系統(tǒng)還包括第四換熱器、第一三通閥171、第二三通閥172和四通閥160，第一三通閥171連接第二換熱器120的入口端、第四換熱器的出口端和空氣源熱泵100的冷媒管路；第二三通閥172連接第二換熱器120的出口端、第四換熱器的入口端和空氣源熱泵100的冷媒管路；四通閥160分別連接空氣源熱泵100的壓縮機(jī)130的出口端、第一三通閥171、壓縮機(jī)130的入口端和第一換熱器110，四通閥160包括第一狀態(tài)和第二狀態(tài)；當(dāng)四通閥160處于第一狀態(tài)時(shí)，壓縮機(jī)130的出口端和第一三通閥171連通，且壓縮機(jī)130的入口端和第一換熱器110連通，第一三通閥171連通壓縮機(jī)130的出口端和第二換熱器120的入口端，第二三通閥172連通第一換熱器110和第二換熱器120的出口端，第一換熱器110為吸收熱量的換熱器，第二換熱器120為釋放熱量的換熱器；當(dāng)四通閥160處于第二狀態(tài)時(shí)，壓縮機(jī)130的出口端和第一換熱器110連通，且壓縮機(jī)130的入口端與第一三通閥171連通，第一三通閥171連通壓縮機(jī)130的入口端和第四換熱器的出口端，第二三通閥172連通第一換熱器110和第四換熱器的入口端，第一換熱器110為釋放熱量的換熱器，第四換熱器為吸收熱量的換熱器。

第四換熱器并未在圖中示出，第一三通閥171、第二三通閥172和四通閥160配合，可以使得本發(fā)明的熱泵系統(tǒng)在夏天時(shí)實(shí)現(xiàn)制冷功能，即第四換熱器可以作為設(shè)置在用戶室內(nèi)的冷風(fēng)換熱器。

在圖1示出的實(shí)施例中，空氣源熱泵100包括壓縮機(jī)130、第一換熱器110、第二換熱器120、膨脹閥140和氣液分離器150，這些部件組成了空氣源熱泵100的制熱回路，當(dāng)空氣源熱泵100的制熱回路運(yùn)行時(shí)，第二換熱器120為儲(chǔ)能部200供熱。儲(chǔ)能部200通過(guò)相變儲(chǔ)能材料儲(chǔ)存熱量。儲(chǔ)能部200還通過(guò)第三換熱器300與用熱單元400連接，即可以使得用熱單元400使用儲(chǔ)能部200儲(chǔ)存的熱量。

空氣源熱泵100還包括四通閥160、第一三通閥171、第二三通閥172和未在圖1中示出的第四換熱器，通過(guò)第一三通閥171和第二三通閥172，空氣源熱泵100可以選擇接入第二換熱器120或第四換熱器，并且通過(guò)四通閥160的換向，可以使得冷媒在第一換熱器110內(nèi)換向流動(dòng)，即使得第一換熱器110變換為吸收熱量的換熱器或發(fā)散熱量的換熱器，這樣就使得空氣源熱泵100還包括了制冷回路?？諝庠礋岜?00的制冷回路不包括第二換熱器120，而是接入第四換熱器，第四換熱器的作用是為客戶提供制冷功能。

在圖2示出的實(shí)施例中，空氣源熱泵100部分的結(jié)構(gòu)與圖1示出的實(shí)施例類似，但省略了第一三通閥171和第二三通閥172，因此圖2中的空氣源熱泵與圖1中的空氣源熱泵的結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程均相似，這里就不再重復(fù)闡述。

現(xiàn)在農(nóng)村進(jìn)行供暖煤改電工作，可以應(yīng)用本發(fā)明提供的相變儲(chǔ)能裝置，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、降低污染物排放的目的。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，還提供了一種供暖系統(tǒng)，包括熱源和室內(nèi)換熱器410，供暖系統(tǒng)還包括上述的熱泵系統(tǒng)，熱泵系統(tǒng)的空氣源熱泵100和/或儲(chǔ)能部200為供暖系統(tǒng)的熱源，室內(nèi)換熱器410為熱泵系統(tǒng)的供熱部的用熱單元400。

通過(guò)供暖回路，熱泵發(fā)熱供給用戶，并且在熱泵與用戶之間還設(shè)置有采用相變儲(chǔ)能材料的儲(chǔ)能部200，能夠儲(chǔ)存一部分熱量，以便更加靈活的指定供暖策略。

在圖1示出的實(shí)施例中，用熱單元400為一個(gè)包括室內(nèi)換熱器410和熱水器420的供暖回路，該供暖回路通過(guò)第三換熱器300與儲(chǔ)能部200連接，從而可以從儲(chǔ)能部200的相變儲(chǔ)能材料中獲得熱量。

在該供暖回路的主管路中設(shè)置有設(shè)置有雙向電動(dòng)閥440和泵體430，雙向電動(dòng)閥440可以控制供暖回路的整體連通或斷開，泵體430提供動(dòng)力，使得管路中的熱水流過(guò)多個(gè)室內(nèi)換熱器410，從而為用戶提供供暖。此外，供暖回路中還連接有熱水器420，即通過(guò)供暖回路中的水為熱水器420的水箱內(nèi)的水提供熱量，加熱后的水可以通過(guò)花灑421提供給用戶，實(shí)現(xiàn)了熱水服務(wù)。

相比圖1示出的實(shí)施例，在圖2示出的實(shí)施例中用熱單元400還包括熱風(fēng)機(jī)450，并且圖2中給出了詳細(xì)的熱水器420接入供暖回路的方式。在該實(shí)施例中，熱風(fēng)機(jī)450內(nèi)的熱管通過(guò)第一閥門451與供暖回路的主管路連接，熱水器420的水箱內(nèi)的熱管則通過(guò)第二閥門422與供暖回路的主管路連接，且熱風(fēng)機(jī)450、熱水器420和多個(gè)室內(nèi)換熱器410均為并聯(lián)設(shè)置。

需要指出的是，在圖1和圖2示出的實(shí)施例中，泵體430設(shè)置在供暖回路的主管路的出口端，并通過(guò)雙向電動(dòng)閥440與第三換熱器300連接。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。