本发明专利技术提供一种基于太阳能分频热‑电联合利用的空气源热泵供热系统及控制方法，属于太阳能热泵供热技术领域。为解决如何有效结合太阳能与空气源热泵，实现严寒地区全天候清洁供热，达到自产自销的问题。包括太阳能聚光分频利用光伏发电及集热子系统和低温空气源热泵子系统，太阳能聚光分频利用光伏发电及集热子系统产生电能并使集热管内循环介质升温，同时对富余的电能进行储存；低温空气源热泵子系统，由两级系统耦合而成，一级为常规压缩式热泵循环，二级根据不同工况需求可切换常规压缩式、低压缩比压缩式、常规喷射式、压缩‑喷射耦合式热泵循环。仅依靠太阳能就可实现严寒地区太阳能空气源热泵供热的功能，有效降低能源消耗。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及太阳能热泵供热，具体而言，涉及一种基于太阳能分频热-电联合利用的空气源热泵供热系统及控制方法。
技术介绍
1、
2、热泵是一种新能源技术，具有清洁、节能、可再生性的特点，是理想替代品。而空气源热泵除了受气温条件的影响，几乎不受其他条件的限制，适应性更好。然而，对于整个空气源热泵循环来讲，随着环境温度的降低，，蒸发温度降低；而所需的制热温度是一定的，即冷凝温度一定，导致蒸发温度和冷凝温度之间的温差过大，为了实现这种情况下的供热，压缩比会过大、导致排气温度升高，进而使得热泵制热效率下降，换热器传热效果恶化，系统无法正常工作，这就限制了空气源热泵在严寒地区使用。在我国严寒地区，冬季平均气温接近零下30℃，而冷凝温度要求达到70℃以上，热泵的冷凝蒸发温度之差达100℃以上，传统的单级压缩循环难以达到这一要求，这就对系统形式提出了新的需求。
3、此外，太阳能作为目前发展潜力最大和最易获得的可再生能源，具有较好的能源替代性，因此如何将太阳能热电利用与新系统形式的空气源热泵相结合，对解决北方地区的供热问题有较大意义，尤其对严寒地区供热的研究价值更高。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是：
2、为了解决如何有效结合太阳能与空气源热泵，实现严寒地区全天候清洁供热，达到自产自销效果的问题。
3、本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案：
4、本专利技术提供了一种基于太阳能分频热-电联合利用的空气源热泵供热系统，</p>5、包括槽式集热器、光伏电池板、分频器、集热管、油箱、油循环泵、发生器、储能变流器、第一喷射器、第一压缩机、冷凝器、储液罐、第一节流阀、蒸发冷凝器、制冷剂循环泵、第二节流阀、蒸发器、第二压缩机、第一调节阀、第二调节阀、第三调节阀和第四调节阀，
6、集热管出油口与油箱进油口连接，油箱的出油口与油循环泵的进油口连接，油循环泵的出油口与发生器的进油口连接，发生器的出油口与集热管进油口连接，
7、发生器的出液口与第一喷射器的高压进液口连接，第一喷射器的低压进液口管道上设有第二调节阀，第一喷射器的出液口管道上设有第一调节阀，第一喷射器的出液口分别与冷凝器的进液口和第一压缩机的进液口连接，第一压缩机的进液口管道上设有第三调节阀，第一压缩机的出液口管道上设有第四调节阀，冷凝器的出液口与储液罐的进液口连接，储液罐出液口与第一节流阀进液口连接，第一节流阀出液口与蒸发冷凝器二次侧的进液口连接，蒸发冷凝器的二次侧的出液口分别与第一压缩机的出液口和第一喷射器的低压进液口连接，储液罐的另一侧出液口与制冷剂循环泵的进液口连接，制冷剂循环泵的出液口与发生器的进液口连接，
8、蒸发冷凝器的一次侧的出液口与第二节流阀的进液口连接，第二节流阀的出液口与蒸发器的进液口连接，蒸发器的出液口与第二压缩机的进液口连接，第二压缩机的出液口与蒸发冷凝器的一次侧的进液口连接，
9、冷凝器另一侧设有进液口和出液口，
10、槽式集热器的数量为至少一个，当槽式集热器的数量为至少2个时，槽式集热器均匀布设，槽式集热器包括集热管，多个集热管串联，至少一个槽式集热器与光伏电池板连接，光伏电池板与储能变流器连接，光伏电池板产生的电能可以储存于储能变流器中，同时进行直交流转变，储能变流器与第一压缩机、油循环泵、制冷剂循环泵和第二压缩机连接。
11、进一步地，所述油箱可为储热罐。
12、一种基于太阳能分频热-电联合利用的空气源热泵供热系统的控制方法，
13、白天时，开启第一调节阀和第二调节阀，关闭第三调节阀和第四调节阀；
14、槽式集热器对太阳光进行聚光后反射至分频器，经分频器分频，短波反射作用于光伏电池板，产生电能而后储存于储能变流器中，进行直交流转换用于夜间使用，储能变流器中的电能直接驱动油循环泵、制冷剂循环泵和第二压缩机工作，驱动以低温空气为低位热源的一级压缩式热泵循环，其冷凝侧产生的热量作用于二级热泵循环的蒸发侧；长波透射作用于集热管加热导热油，其热量作用于发生器作为喷射式热泵的驱动热源，同时以一级冷凝侧的热量作为低位热源，驱动喷射式热泵循环，实现压缩-喷射复叠太阳能空气源热泵循环，保证白天供热工况；
15、夜间时，开启第三调节阀和第四调节阀，关闭第一调节阀和第二调节阀；
16、夜间使用储能变流器中的储存电能，作为第一压缩机和第二压缩机的电力来源，一级压缩式热泵循环直接以低温空气为低位热源，其冷凝侧产生的热量作为二级压缩式热泵循环的低位热源直接驱动二级压缩式热泵循环，实现复叠式太阳能空气源热泵循环，保证夜间供热工况。
17、一种基于太阳能分频热-电联合利用的空气源热泵供热系统的控制方法，
18、白天时，开启第一调节阀和第二调节阀，关闭第三调节阀和第四调节阀；
19、槽式集热器对太阳光进行聚光后反射至分频器，经分频器分频，短波反射作用于光伏电池板，产生电能而后储存于储能变流器中，进行直交流转换用于夜间使用，储能变流器中的电能直接驱动油循环泵、制冷剂循环泵和第二压缩机工作，驱动以低温空气为低位热源的一级压缩式热泵循环，其冷凝侧产生的热量作用于二级热泵循环的蒸发侧；长波透射作用于集热管加热导热油，一部分热量储存于储热罐中以备夜间使用，另一部分热量作用于发生器作为喷射式热泵的驱动热源，同时以一级冷凝侧的热量作为低位热源，驱动喷射式热泵循环，实现压缩-喷射复叠太阳能空气源热泵循环，保证白天供热工况；
20、夜间时，优先开启第一调节阀和第二调节阀，关闭第三调节阀和第四调节阀；当供热量不足时，开启第三调节阀和第四调节阀，关闭第一调节阀和第二调节阀；
21、夜间优先使用储能变流器中的储存电能，驱动油循环泵和第二压缩机工作，驱动以低温空气为低位热源的一级压缩式热泵循环，同时使用储热罐中的热量作用于发生器作为喷射式热泵的驱动热源，以一级冷凝侧的热量作为低位热源，驱动喷射式热泵循环，实现压缩-喷射复叠太阳能空气源热泵循环；当热负荷需求较大而储热罐的驱动热量不足时，使用储能变流器中的储存电能，作为第一压缩机和第二压缩机的电力来源，一级压缩式热泵循环直接以低温空气为低位热源，其冷凝侧产生的热量作为二级压缩式热泵循环的低位热源直接驱动二级压缩式热泵循环，实现复叠式太阳能空气源热泵循环，保证夜间供热工况。
22、本专利技术提供了一种基于太阳能分频热-电联合利用的空气源热泵供热系统，
23、包括槽式集热器、光伏电池板、分频器、集热管、油箱、油循环泵、发生器、储能变流器、第一喷射器、第一压缩机、冷凝器、储液罐、第一节流阀、蒸发冷凝器、制冷剂循环泵、第二节流阀、蒸发器、第二压缩机、第一调节阀、第二调节阀、第三调节阀和第四调节阀，
24、集热管出油口与油箱进油口连接，油箱的出油口与油循环泵的进油口连接，油循环泵的出油口与发生器的进油口连接，发生器的出油口与集热管进油口连接，
25、发生器的出液口与第一本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种基于太阳能分频热-电联合利用的空气源热泵供热系统，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的基于太阳能分频热-电联合利用的空气源热泵供热系统，其特征在于：所述油箱(5)可为储热罐(19)。
3.一种根据权利要求1所述的基于太阳能分频热-电联合利用的空气源热泵供热系统的控制方法，其特征在于：
4.一种根据权利要求2所述的基于太阳能分频热-电联合利用的空气源热泵供热系统的控制方法，其特征在于：
5.一种基于太阳能分频热-电联合利用的空气源热泵供热系统，其特征在于：
6.根据权利要求5所述的基于太阳能分频热-电联合利用的空气源热泵供热系统，其特征在于：还包括第二喷射器(20)、气液分离器(21)、第五调节阀(34)、第六调节阀(35)、第七调节阀(36)、第八调节阀(37)、第九调节阀(38)、第十调节阀(39)、第十一调节阀(40)、第十二调节阀(41)、第五工作制冷剂管路(91)、第三混合制冷剂管路(93)、第四混合制冷剂管路(94)、第八气态制冷剂管路(96)，
7.根据权利要求5或6所述的基于太阳能分频热-电联合利用的空气源热泵供热系统，其特征在于：所述油箱(5)可为储热罐(19)。
8.一种根据权利要求5所述的基于太阳能分频热-电联合利用的空气源热泵供热系统的控制方法，其特征在于：
9.一种根据权利要求6所述的基于太阳能分频热-电联合利用的空气源热泵供热系统的控制方法，其特征在于：包括常规热泵运行模式和低压缩比压缩式热泵运行模式，
10.根据权利要求1、2、5或6所述的基于太阳能分频热-电联合利用的空气源热泵供热系统，其特征在于：所述槽式集热器(1)包括圆弧形二次反射镜、抛物面一次反射镜和集热管(4)，所述集热管(4)的中心轴线与抛物面一次反射镜的焦点线重合，所述抛物面一次反射镜和圆弧形二次反射镜的截面均为圆弧形，所述圆弧形二次反射镜位于集热管(4)的上方，且抛物面一次反射镜和抛物面二次反射镜的开口朝向相对设置；
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【技术特征摘要】
1.一种基于太阳能分频热-电联合利用的空气源热泵供热系统，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的基于太阳能分频热-电联合利用的空气源热泵供热系统，其特征在于：所述油箱(5)可为储热罐(19)。
3.一种根据权利要求1所述的基于太阳能分频热-电联合利用的空气源热泵供热系统的控制方法，其特征在于：
4.一种根据权利要求2所述的基于太阳能分频热-电联合利用的空气源热泵供热系统的控制方法，其特征在于：
5.一种基于太阳能分频热-电联合利用的空气源热泵供热系统，其特征在于：
6.根据权利要求5所述的基于太阳能分频热-电联合利用的空气源热泵供热系统，其特征在于：还包括第二喷射器(20)、气液分离器(21)、第五调节阀(34)、第六调节阀(35)、第七调节阀(36)、第八调节阀(37)、第九调节阀(38)、第十调节阀(39)、第十一调节阀(40)、第十二调节阀(41)、第五工作制冷剂管路(91)、第三混合制冷剂管路(93...
【专利技术属性】
技术研发人员：张承虎，王鑫怡，师熙隆，杨茜茹，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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