CN108562082A - 分体式空气源热泵冷热储能系统及其制冷、供热控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明给出了一种分体式空气源热泵冷热储能系统及其制冷、供热控制方法，其系统包括螺杆压缩机、蒸发冷凝器、风冷换热器、中央控制系统、冷热储能器、供水末端、高效节能器、制冷剂泵和温度传感器，风冷换热器与其它设备分体布置。该系统可依据电力负荷、天气预报、服务对象和实时环境温度来实施调节系统运行模式、系统出水温度和冷热负荷，实现供热和供冷与需求的实时匹配，使得系统运行效率最大化、运行成本最低。

Description

分体式空气源热泵冷热储能系统及其制冷、供热控制方法

技术领域

本发明涉及一种分体式空气源热泵冷热储能系统及其制冷、供热控制方法。

背景技术

国家大力推广采用清洁能源供冷、供热，其中高效热泵技术、低温储能技术和冷热一体化技术是电能替代的关键技术。

空气热源是目前适用范围最广而且是大部分地区唯一可用的废热源。对于大规模项目，小型涡旋空气源热泵由于存在台数多、占地面积大、易产生冷湖和维护费用高等弊端，应用严重受限。大型螺杆空气源热泵也存在重量大、噪音大、室外运行寿命低等弊端。南方高湿地区的能源塔分体式空气源热泵，室外能源塔与室内热泵机组之间为乙二醇或氯化钙盐水溶液，由于增加盐水溶液间接换热系统，系统效率降低、需增加盐水浓缩装置导致系统结构复杂、故障率提高、盐水飘逝、同时受限于工作原理，并不适合北方干燥地区。

目前小型家用分体式空气源热泵系统，风冷蒸发器布置在室外，其余设备布置在室内，但两者距离很短，连接管路很短，风冷蒸发器采用直接膨胀供液可满足要求。但对于大型空气源热泵系统，风冷蒸发器一般布置在裙楼顶，其余设备布置在地下机房，两者连接管路较长，制冷剂沿程阻力降大，若仍采用常规直接膨胀供热方式则管路无效过热度较大，导致系统运行效率太低。

夜间谷电时段末端冷热需求骤减，造成电力、设备闲置，同时谷电电价优惠明显。白天末端冷热需求也存在实时波动，为了达到产能量与需求量平衡，压缩机只能部分载位运行，从而导致系统效率降低。

部分储能系统采用单一功能的相变蓄热材料，只有一个相变温度，无法根据不同换热末端调节相变温度，同时一种材料无法同时满足冬季蓄热、夏季蓄冷，进一步地，绝大部分相变蓄热器不适用于热泵系统，水流组织差，水与相变材料换热效果差，导致进水温度与相变温度差太大，从而系统运行效率大幅降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种分体式空气源热泵冷热储能系统及其制冷、供热控制方法，该系统可依据电力负荷、天气预报、服务对象和实时环境温度来实施调节系统运行模式、系统出水温度和冷热负荷，实现供热和供冷与需求的实时匹配，使得系统运行效率最大化、运行成本最低。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种分体式空气源热泵冷热储能系统，包括螺杆压缩机、蒸发冷凝器、风冷换热器、中央控制系统、冷热储能器、供水末端、高效节能器、制冷剂泵和温度传感器，所述螺杆压缩机、蒸发冷凝器、风冷换热器、高效节能器和制冷剂泵组成分体式空气源热泵，所述风冷换热器与螺杆压缩机、蒸发冷凝器、高效节能器和制冷剂泵采用分体式设计，所述风冷换热器设置在室外，螺杆压缩机、蒸发冷凝器、高效节能器和制冷剂泵作为一整体设置在机房内，制冷剂通过管路依次从螺杆压缩机、风冷换热器和蒸发冷凝器经过后再回到螺杆压缩机内形成制冷循环回路，制冷剂通过管路依次从螺杆压缩机、蒸发冷凝器、高效节能器、制冷剂泵和风冷换热器后再回到螺杆压缩机内形成制热循环回路，中央控制系统控制分体式空气源热泵工作，所述温度传感器与所述中央控制系统相连接，所述冷热储能器包括壳体，在所述壳体上设置有上下分布的壳体进口和壳体出口，在所述壳体内设置有若干柱状蓄能单元体，在所述柱状蓄能单元体内填充有相变材料；

所述蒸发冷凝器、循环水泵、冷热储能器和供水末端之间设置有连接管道，通过调节连接管路上相应的控制阀可实现蒸发冷凝器对供水末端的单独供热或供冷工作回路、或者实现蒸发冷凝器对冷热储能器的单独供热或供冷工作回路、或者实现蒸发冷凝器对供水末端和冷热储能器边供热和边储热工作回路、或者实现蒸发冷凝器对供水末端和冷热储能器边供冷和边储冷工作回路和或者实现冷热储能器对供水末端的单独供热或供冷工作回路。

优选地，在所述蒸发冷凝器的出口端与所述壳体进口之间设置有第八管道，在所述第八管道上串接一V9控制阀，在所述蒸发冷凝器的进口端和所述壳体出口之间设置有第九管道，所述循环水泵串接在第九管道上，在所述供水末端的进口端与第八管道之间设置一第十管道，且第十管道与第八管道的连接点处于所述V9控制阀的上游，在所述第十管道上串接一V8控制阀，在所述供水末端的出口端与第八管道和第九管道之间分别设置一第十一管道和第十二管道，且第十一管道与第九管道之间的连接点处于循环水泵的下游，第十二管道与第八管道的连接点处于V9控制阀下游，在第十一管道上串接一V10控制阀，在所述第十二管道上串接一V11控制阀，所述V8控制阀、V9控制阀、V10控制阀和V11控制阀均与中央控制系统相连接。

进一步地，所述V8控制阀为电磁比例控制阀、所述V9控制阀、V10控制阀和V11控制阀均为电磁开关阀。

优选地，在所述壳体内设置有若干用于固定柱状蓄能单元体的筋板，且若干筋板上下分布，流水从壳体进口流入，在若干筋板的导流下呈蛇形流到壳体出口。

进一步地，在所述壳体出口和壳体进口上均设置一喷淋头。

优选地，所述相变材料为具有单一相变温度的相变材料，其单一相变温度为5℃或50℃或65℃或80℃。

优选地，所述相变材料为具有双相变温度的相变材料，其双相变温度为5℃和50℃。

本发明还提供了一种分体式空气源热泵冷热储能系统的制冷、供热控制方法，包括以下步骤：

S1、启动分体式空气源热泵；

S2、依据季节需求，使得分体式空气源热泵进入制冷模式或者供热模式进行工作；

S2.1、在夏季，分体式空气源热泵进入制冷模式进行制冷工作，在制冷模式下，中央控制系统首先依据电力负荷信号来指定系统的制冷工作模式，当电力负荷高时，中央控制系统直接将系统切换至热泵停机单取冷工作模式，在热泵停机单取冷工作模式中，分体式空气源热泵停机，冷热储能器向供水末端单独供冷；当电力负荷正常时，中央控制系统利用天气预报来判断未来一天是否高温天气，当未来一天是高温天气时，中央控制系统直接将系统切换至热泵单独供冷工作模式，在热泵单独供冷工作模式中，分体式空气源热泵单独向供水末端供冷，当未来一天不是高温天气，中央控制系统依据当地电价时段来实时改变系统的工作模式，在高电价时段，中央控制系统将系统切换至热泵停机单取冷工作模式下工作，平常电价时段，中央控制系统将系统切换至热泵单独供冷工作模式下工作，低电价时段，中央控制系统依据供水末端服务对象为居民或办公楼来切换系统工作模式，当供水末端的服务对象为居民时，中央控制系统直接将系统切换至热泵边供冷边蓄冷工作模式下工作，在热泵边供冷边蓄冷工作模式下，分体式空气热源泵一边向供水末端供冷，一边向冷热储能器供冷，冷热储能器进行蓄冷，当供水末端的服务对象为办公楼时，中央控制系统直接将系统切换至热泵单独蓄冷工作模式下工作，在热泵单独蓄冷工作模式下，系统停止向供水末端供冷，分体式空气源热泵只向冷热储能器内供冷，在系统进入到相应的热泵单独供冷工作模式或者热泵边供冷边蓄冷工作模式或者热泵单独蓄冷工作模式中时，中央控制系统依据温度传感器传递的实时温度信号来控制分体式空气热源泵的工作负荷和V8控制阀的开口度，以便供冷量与需求量实时匹配；

S2.2、在冬季，分体式空气源热泵进入制热模式进行供热工作，在供热模式下，中央控制系统首先依据电力负荷信号来指定系统的供热工作模式，当电力负荷高时，中央控制系统直接将系统切换至热泵停机单取热工作模式，在热泵停机单取热工作模式中，分体式空气源热泵停机，冷热储能器向供水末端单独供热；当电力负荷正常时，中央控制系统利用天气预报来判断未来一天是否低温天气，当未来一天是低温天气时，中央控制系统直接将系统切换至热泵单独供热工作模式，在热泵单独供热工作模式中，分体式空气源热泵单独向供水末端供热，当未来一天不是低温天气，中央控制系统依据当地电价时段来实时改变系统的工作模式，在高电价时段，中央控制系统将系统切换至热泵停机单取热工作模式下工作，平常电价时段，中央控制系统将系统切换至热泵单独供热工作模式下工作，低电价时段，中央控制系统依据供水末端服务对象为居民或办公楼来切换系统工作模式，当供水末端的服务对象为居民时，中央控制系统直接将系统切换至热泵边供热边蓄热工作模式下工作，在热泵边供热边蓄热工作模式下，分体式空气热源泵一边向供水末端供热，一边向冷热储能器供热，冷热储能器进行蓄热，当供水末端的服务对象为办公楼时，中央控制系统直接将系统切换至热泵单独蓄热工作模式下工作，在热泵单独蓄热工作模式下，系统停止向供水末端供热，分体式空气源热泵只向冷热储能器内供热，在系统进入到相应的热泵单独供热工作模式或者热泵边供热边蓄热工作模式或者热泵单独蓄热工作模式中时，中央控制系统依据温度传感器传递的实时温度信号来控制分体式空气热源泵的工作强度和V8控制阀的开口度，以便供热量与需求量实时匹配。

优选地，在系统处于热泵停机单取冷工作模式中，V8控制阀和V11控制阀处于接通状态，V9控制阀和V10控制阀处于关闭状态；在系统处于热泵单独供冷工作模式中，V8控制阀和V10控制阀处于接通状态，V9控制阀和V11控制阀处于关闭状态；在系统处热泵边供冷边蓄冷工作模式中，V8控制阀、V9控制阀和V10控制阀处于接通状态，V11处于关闭状态；当系统处于热泵单独蓄冷状态时，V9控制阀处于接通状态，V8控制阀、V10控制阀和V11控制阀处于关闭状态；在系统处于热泵停机单取热工作模式中，V8控制阀和V11控制阀处于接通状态，V9控制阀和V10控制阀处于关闭状态；在系统处于热泵单独供热工作模式中，V8控制阀和V10控制阀处于接通状态，V9控制阀和V11控制阀处于关闭状态；在系统处热泵边供热边蓄热工作模式中，V8控制阀、V9控制阀和V10控制阀处于接通状态，V11处于关闭状态；当系统处于热泵单独蓄热状态时，V9控制阀处于接通状态，V8控制阀、V10控制阀和V11控制阀处于关闭状态。

本发明的有益效果是：

1、本发明中，采用高效节能器与制冷剂泵组合的方式对风冷换热器进行制冷剂强制循环供液，提高了循环倍率，强化了换热效果，消除了无效过热度，继而提高了热泵效率，使本发明可以应用于风冷换热器距离机组较远或较大高度差的场合，加大系统适用范围。

2、本发明将空气源热泵技术、相变蓄能技术和互联网智能调控技术统筹利用，中央控制系统依据电力负荷、天气预报、实时环境温度、电价时段及服务对象，使得本系统在冬季具有四种供热模式，包括热泵单供热模式、热泵边供热边蓄热模式、热泵单蓄热模式和热泵停机单取热模式，四种供热模式可依据实际条件进行自由切换；在夏季具有四种供冷模式，包括热泵单供冷模式、热泵边供冷边蓄冷模式、热泵单蓄冷模式和热泵停机单取冷模式，四种供冷模式可依据实际条件进行自由切换，继而提高了系统运行效率和降低了运行成本。

3、本发明中冷热储能器结构，通过自带的喷淋头，优化了水流分布形态，使的柱状蓄能单元受热(冷)、取热(冷)均匀；水流在各筋板的导流作用下内冷热储能器的壳体内呈蛇形流动，从而延长了水流与柱状蓄能单元的传热(冷)时间，强化了换热效率，继而降低了热泵机组出水温度与相变温度的差值，真正达到了相变材料适用于热泵系统的应用需求。

4、本发明的柱状蓄能单元体内的相变材料可依据实际应用需求来配置相应的相变温度，其中，相变材料可匹配四种单一相变温度，四种单一相变温度为5℃或50℃或65℃后80℃，相变材料也可匹配一种两相变温度，两相变温度为5℃和50℃。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实时例或现有技术中的技术方案，下面将对实时例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的部分优选实时例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的整体结构框架图；

图2为本发明冬季供热控制流程图；

图3为本发明夏季供冷控制流程图；

图4为冷热储能器的主视图；

图5为冷热储能器的左视图；

图6为冷热储能器的俯视图；

图7为喷淋头结构示意图；

图中：11螺杆压缩机、12蒸发冷凝器、13风冷换热器、14高效节能器、15制冷剂泵、2中央控制系统、3冷热储能器、31壳体、32柱状蓄能单元、33壳体进口、34壳体出口、35喷淋头、36筋板、37相变材料、4供水末端、5温度传感器、6循环水泵、101第一管道、102第二管道、103第三管道、104第四管道、105第五管道、106第七管道、108第八管道、109第九管道、110第十管道、111第十一管道、112第十二管道、201 V1控制阀、202 V2控制阀、203 V3控制阀、204V4控制阀、205 V5控制阀、206 V6控制阀、207 V7控制阀、208 V8控制阀、209 V9控制阀、210V10控制阀、211 V11控制阀。

具体实时方式

下面将结合具体实时例及附图1-7，对本发明实时例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实时例仅仅是本发明的一部分优选实时例，而不是全部的实时例。本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似变形，因此本发明不受下面公开的具体实时例的限制。

本发明提供了一种分体式空气源热泵冷热储能系统，包括螺杆压缩机11、蒸发冷凝器12、风冷换热器13、中央控制系统2、冷热储能器3、供水末端4、高效节能器14、制冷剂泵15和温度传感器5，所述螺杆压缩机11、蒸发冷凝器12、风冷换热器13、高效节能器14和制冷剂泵15组成分体式空气源热泵，所述风冷换热器13与螺杆压缩机11、蒸发冷凝器12、高效节能器14和制冷剂泵15采用分体式设计，所述风冷换热器13设置在室外，螺杆压缩机11、蒸发冷凝器12、高效节能器14和制冷剂泵15作为一整体设置在机房内，风冷换热器13可设置在室外，大大提高了本发明的应用范围，制冷剂通过管路依次从螺杆压缩机11、风冷换热器13和蒸发冷凝器13经过后再回到螺杆压缩机11内形成制冷循环回路,通过制冷循环回路使得本发明具有制冷功能，制冷剂通过管路依次从螺杆压缩机11、蒸发冷凝器12、高效节能器14、制冷剂泵15和风冷换热器13后再回到螺杆压缩机11内形成制热循环回路，通过制热循环回路使得本发明具有制热功能，高效节能器14与制冷剂泵15联合方式对风冷换热器13进行制冷剂强制循环供液，提高了循环倍率，强化了换热效果，在本具体实施例中，螺杆压缩机11、蒸发冷凝器12、风冷换热器13、高效节能器14和制冷剂泵15之间通过管路连接实现制冷循环回路和制热循环回路的具体实施方式为：所述螺杆压缩机11的出口设置有并联的第一管道101和第二管道102，在第一管道101上串接一V3控制阀203，在第二管道102上串接一V5控制阀205，所述螺杆压缩机11的进口设置有并联的第三管道103和第四管道104，在第三管道103上串接一V7控制阀207，在第四管道104上串接一V2控制阀202，一第五管道105的一端与第一管道101末端并联后与蒸发冷凝器12进口相连，第五管道105的另一端与第四管道104的末端并联后与风冷换热器13的出口相连接，在第五管道105上串接有V6控制阀206，一第六管道106的一端与第三管道103的末端并联后与蒸发冷凝器12的出口相连接，第六管道106的另一端与高效节能器14的进口相连接，在第六管道106上串接一V4控制阀204，一第七管道107的一端与高效节能器14的出口相连，第七管道107的另一端与第二管道102的末端并联后与风冷换热器13的进口相连接，在第七管107道上串接制冷剂泵15和V1控制阀201，在进行制冷时，V5控制阀205、V6控制阀206和V7控制阀207处于接通状态，V1控制阀201、V2控制阀202、V3控制阀203和V4控制阀204处于关闭状态；在进行制热时，V3控制阀203、V4控制阀204、V1控制阀201和V2控制阀202处于接通状态，V6控制阀206、V7控制阀207和V5控制阀205处于关闭状态，V1控制阀201、V2控制阀202、V3控制阀203、V4控制阀204、V5控制阀205、V6控制阀206和V7控制阀207均为电磁开关阀，且中央控制系统依据实际工作需求来控制其开与关。

中央控制系统2控制分体式空气源热泵工作，所述温度传感器5与所述中央控制系统2相连接，所述冷热储能器3包括壳体31，在所述壳体31上设置有上下分布的壳体进口33和壳体出口34，在所述壳体31内设置有若干柱状蓄能单元体32，在所述柱状蓄能单元体32内填充有相变材料37，在本具体实施例中，在所述壳体31内设置有若干用于固定柱状蓄能单元体的筋板36，且若干筋板36上下分布，流水从壳体进口33流入，在若干筋板36的导流下呈蛇形流到壳体出口34，进一步地，在所述壳体出口33和壳体进口34上均设置一喷淋头35，水流通过喷淋头35可均与进入到壳体31内。在实际应用过程中，相变材料37可依据实际应用情况来匹配特定的单一相变温度或者两相变温度，当供水末端4采用地暖盘管，且只有供暖需求时，相变材料的单一相变温度可设置为50℃；当供水末端4采用暖气片，且只有供暖需求时，相变材料的单一相变温度可设置为65℃；当供水末端4采用工业暖风机，且只有烘干需求时，相变材料的单一相变温度可设置为80℃；当供水末端4采用风机盘管，且有供暖、供冷需求时，相变材料的两相变温度可设置为50℃和5℃；当供水末端4采用风机盘管，且只有供冷需求时，相变材料的单一相变温度可设置为5℃。

所述蒸发冷凝器12、循环水泵6、冷热储能器3和供水末端4之间设置有连接管道，通过调节连接管路上相应的控制阀可实现蒸发冷凝器12对供水末端4的单独供热或供冷工作回路、或者实现蒸发冷凝器12对冷热储能器3的单独供热或供冷工作回路、或者实现蒸发冷凝器12对供水末端4和冷热储能器3边供热和边储热工作回路、或者实现蒸发冷凝器12对供水末端4和冷热储能器3边供冷和边储冷工作回路和冷热储能器3对供水末端4的单独供热和供冷工作回路，在本具体实施例中，在蒸发冷凝器12、循环水泵6、冷热储能器3和供水末端4之间能够实现上述回路的管道连接的具体实施方式为：在所述蒸发冷凝器12的出口端与所述壳体进口33之间设置有第八管道108，在所述第八管108道上串接一V9控制阀209，在所述蒸发冷凝器12的进口端和所述壳体出口34之间设置有第九管道109，所述循环水泵6串接在第九管道109上，在所述供水末端4的进口端与第八管108道之间设置一第十管道110，且第十管道110与第八管道108的连接点处于所述V9控制阀209的上游，在所述第十管道110上串接一V8控制阀208，在所述供水末端4的出口端与第八管道108和第九管道109之间分别设置一第十一管道111和第十二管道112，且第十一管道111与第九管道109之间的连接点处于循环水泵6的下游，第十二管道112与第八管道108的连接点处于V9控制阀209下游，在第十一管道111上串接一V10控制阀210，在所述第十二管道112上串接一V11控制阀211，所述V8控制阀208、V9控制阀209、V10控制阀210和V11控制阀211均与中央控制系统2相连接，进一步地，V8控制阀208为电磁比例控制阀、所述V9控制阀209、V10控制阀210和V11控制阀211均为电磁开关阀。

蒸发冷凝器12对供水末端4的单独供热或供冷工作回路，则实现系统的热泵单独供热工作模式或热泵单独供冷工作模式；蒸发冷凝器12对冷热储能器3的单独供热或供冷工作回路，则实现系统的热泵单独蓄热工作模式或热泵单独蓄冷工作模式，蒸发冷凝器12对供水末端4和冷热储能器3边供热和边储热工作回路，则实现应系统的热泵边供热边蓄热工作模式，蒸发冷凝器12对供水末端4和冷热储能器3边供冷和边储冷工作回路，则对应系统的热泵边供冷边蓄冷工作模式，冷热储能器3对供水末端4的单独供热或供冷工作回路，则实现系统的热泵停机单取热工作模式或热泵停机单取冷工作模式。

本发明还提供了一种分体式空气源热泵冷热储能系统的制冷、供热控制方法，包括以下步骤：

S1、启动分体式空气源热泵；

S2、依据季节需求，使得分体式空气源热泵进入制冷模式或者供热模式进行工作；

S2.1、在夏季，分体式空气源热泵进入制冷模式进行制冷工作，在制冷模式下，中央控制系统2首先依据电力负荷信号来指定系统的制冷工作模式，当电力负荷高时，中央控制系统2直接将系统切换至热泵停机单取冷工作模式，在热泵停机单取冷工作模式中，分体式空气源热泵停机，冷热储能器3向供水末端4单独供冷；当电力负荷正常时，中央控制系统2利用天气预报来判断未来一天是否是高温天气(判断是否高温天气时，则依据当地的实际气候温度来定，例如，依据天气预报，某地的未来一天的最高温度超过35℃以上，则系统判定为是高温天气，否则不是高温天气)，当未来一天是高温天气时，中央控制系统2直接将系统切换至热泵单独供冷工作模式，在热泵单独供冷工作模式中，分体式空气源热泵单独向供水末端供冷，当未来一天不是高温天气，中央控制系统2依据当地电价时段来实时改变系统的工作模式，在高电价时段，中央控制系统2将系统切换至热泵停机单取冷工作模式下工作，平常电价时段，中央控制系统2将系统切换至热泵单独供冷工作模式下工作，低电价时段，中央控制系统2依据供水末端4服务对象为居民或办公楼来切换系统工作模式，当供水末端4的服务对象为居民时，中央控制系统直接将系统切换至热泵边供冷边蓄冷工作模式下工作，在热泵边供冷边蓄冷工作模式下，分体式空气热源泵一边向供水末端4供冷，一边向冷热储能器3供冷，冷热储能器3进行蓄冷，当供水末端4的服务对象为办公楼时，中央控制系统2直接将系统切换至热泵单独蓄冷工作模式下工作，在热泵单独蓄冷工作模式下，系统停止向供水末端4供冷，分体式空气源热泵只向冷热储能器3内供冷，在系统进入到相应的热泵单独供冷工作模式或者热泵边供冷边蓄冷工作模式或者热泵单独蓄冷工作模式中时，中央控制系统2依据温度传感器5传递的实时温度信号来控制分体式空气热源泵的能量载位和V8控制阀208的开口度，以便供冷量与需求量实时匹配；

S2.2、在冬季，分体式空气源热泵进入制热模式进行供热工作，在供热模式下，中央控制系统2首先依据电力负荷信号来指定系统的供热工作模式，当电力负荷高时，中央控制系统2直接将系统切换至热泵停机单取热工作模式，在热泵停机单取热工作模式中，分体式空气源热泵停机，冷热储能器3向供水末端4单独供热；当电力负荷正常时，中央控制系统2利用天气预报来判断未来一天是否是低温天气(判断是否是低温天气时，则依据当地的实际气候温度来定，例如，依据天气预报，某地的未来一天的最低温度低于-10℃，则系统判定为是低温天气，否则不是低温天气)，当未来一天是低温天气时，中央控制系统2直接将系统切换至热泵单独供热工作模式，在热泵单独供热工作模式中，分体式空气源热泵单独向供水末端4供热，当未来一天不是低温天气时，中央控制系统2依据当地电价时段来实时改变系统的工作模式，在高电价时段，中央控制系统2将系统切换至热泵停机单取热工作模式下工作，平常电价时段，中央控制系统2将系统切换至热泵单独供热工作模式下工作，低电价时段，中央控制系统2依据供水末端4服务对象为居民或办公楼来切换系统工作模式，当供水末端4的服务对象为居民时，中央控制系统2直接将系统切换至热泵边供热边蓄热工作模式下工作，在热泵边供热边蓄热工作模式下，分体式空气热源泵一边向供水末端4供热，一边向冷热储能器3供热，冷热储能器3进行蓄热，当供水末端4的服务对象为办公楼时，中央控制系统2直接将系统切换至热泵单独蓄热工作模式下工作，在热泵单独蓄热工作模式下，系统停止向供水末端4供热，分体式空气源热泵只向冷热储能器3内供热，在系统进入到相应的热泵单独供热工作模式或者热泵边供热边蓄热工作模式或者热泵单独蓄热工作模式中时，中央控制系统2依据温度传感器5传递的实时温度信号来控制分体式空气热源泵的能量载位和V8控制阀208的开口度，以便供热量与需求量实时匹配。

在系统处于热泵停机单取冷工作模式中，V8控制阀208和V11控制阀211处于接通状态，V9控制阀209和V10控制阀210处于关闭状态；在系统处于热泵单独供冷工作模式中，V8控制阀208和V10控制阀210处于接通状态，V9控制阀209和V11控制阀211处于关闭状态；在系统处热泵边供冷边蓄冷工作模式中，V8控制阀208、V9控制阀209和V10控制阀210处于接通状态，V11控制阀211处于关闭状态；当系统处于热泵单独蓄冷状态时，V9控制阀209处于接通状态，V8控制阀208、V10控制阀210和V11控制阀211处于关闭状态；在系统处于热泵停机单取热工作模式中，V8控制阀208和V11控制阀211处于接通状态，V9控制阀209和V10控制阀210处于关闭状态；在系统处于热泵单独供热工作模式中，V8控制阀208和V10控制阀211处于接通状态，V9控制阀209和V11控制阀211处于关闭状态；在系统处热泵边供热边蓄热工作模式中，V8控制阀208、V9控制阀209和V10控制阀210处于接通状态，V11控制阀211处于关闭状态；当系统处于热泵单独蓄热状态时，V9控制阀209处于接通状态，V8控制阀208、V10控制阀210和V11控制阀211处于关闭状态。

除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

以上所述结合附图对本发明的优选实时方式和实时例作了详述，但是本发明并不局限于上述实时方式和实时例，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种分体式空气源热泵冷热储能系统，包括螺杆压缩机、蒸发冷凝器、风冷换热器、中央控制系统、冷热储能器和供水末端，其特征是，该冷热储能系统还包括高效节能器、制冷剂泵和温度传感器，所述螺杆压缩机、蒸发冷凝器、风冷换热器、高效节能器和制冷剂泵组成分体式空气源热泵，所述风冷换热器与螺杆压缩机、蒸发冷凝器、高效节能器和制冷剂泵采用分体式设计，所述风冷换热器设置在室外，螺杆压缩机、蒸发冷凝器、高效节能器和制冷剂泵作为一整体设置在机房内，制冷剂通过管路依次从螺杆压缩机、风冷换热器和蒸发冷凝器经过后再回到螺杆压缩机内形成制冷循环回路，制冷剂通过管路依次从螺杆压缩机、蒸发冷凝器、高效节能器、制冷剂泵和风冷换热器后再回到螺杆压缩机内形成制热循环回路，中央控制系统控制分体式空气源热泵工作，所述温度传感器与所述中央控制系统相连接，所述冷热储能器包括壳体，在所述壳体上设置有上下分布的壳体进口和壳体出口，在所述壳体内设置有若干柱状蓄能单元体，在所述柱状蓄能单元体内填充有相变材料；

所述蒸发冷凝器、循环水泵、冷热储能器和供水末端之间设置有连接管道，通过调节连接管路上相应的控制阀可实现蒸发冷凝器对供水末端的单独供热或供冷工作回路、或者实现蒸发冷凝器对冷热储能器的单独供热或供冷工作回路、或者实现蒸发冷凝器对供水末端和冷热储能器边供热和边储热工作回路、或者实现蒸发冷凝器对供水末端和冷热储能器边供冷和边储冷工作回路和或者实现冷热储能器对供水末端的单独供热或供冷工作回路。

2.根据权利要求1所述的分体式空气源热泵冷热储能系统，其特征是，在所述蒸发冷凝器的出口端与所述壳体进口之间设置有第八管道，在所述第八管道上串接一V9控制阀，在所述蒸发冷凝器的进口端和所述壳体出口之间设置有第九管道，所述循环水泵串接在第九管道上，在所述供水末端的进口端与第八管道之间设置一第十管道，且第十管道与第八管道的连接点处于所述V9控制阀的上游，在所述第十管道上串接一V8控制阀，在所述供水末端的出口端与第八管道和第九管道之间分别设置一第十一管道和第十二管道，且第十一管道与第九管道之间的连接点处于循环水泵的下游，第十二管道与第八管道的连接点处于V9控制阀下游，在第十一管道上串接一V10控制阀，在所述第十二管道上串接一V11控制阀，所述V8控制阀、V9控制阀、V10控制阀和V11控制阀均与中央控制系统相连接。

3.根据权利要求2所述的分体式空气源热泵冷热储能系统，其特征是，所述V8控制阀为电磁比例控制阀、所述V9控制阀、V10控制阀和V11控制阀均为电磁开关阀。

4.根据权利要求1所述的分体式空气源热泵冷热储能系统，其特征是，在所述壳体内设置有若干用于固定柱状蓄能单元体的筋板，且若干筋板上下分布，流水从壳体进口流入，在若干筋板的导流下呈蛇形流到壳体出口。

5.根据权利要求4所述的分体式空气源热泵冷热储能系统，其特征是，在所述壳体出口和壳体进口上均设置一喷淋头。

6.根据权利要求1所述的分体式空气源热泵冷热储能系统，其特征是，所述相变材料为具有单一相变温度的相变材料，其单一相变温度为5℃或50℃或65℃或80℃。

7.根据权利要求1所述的分体式空气源热泵冷热储能系统，其特征是，所述相变材料为具有双相变温度的相变材料，其双相变温度为5℃和50℃。

8.一种依据权利要求1-7任一项所述的分体式空气源热泵冷热储能系统的制冷、供热控制方法，其特征是，包括以下步骤：

S1、启动分体式空气源热泵；

S2、依据季节需求，使得分体式空气源热泵进入制冷模式或者供热模式进行工作；

S2.1、在夏季，分体式空气源热泵进入制冷模式进行制冷工作，在制冷模式下，中央控制系统首先依据电力负荷信号来指定系统的制冷工作模式，当电力负荷高时，中央控制系统直接将系统切换至热泵停机单取冷工作模式，在热泵停机单取冷工作模式中，分体式空气源热泵停机，冷热储能器向供水末端单独供冷；当电力负荷正常时，中央控制系统利用天气预报来判断未来一天是否是高温天气，当未来一天是高温天气时，中央控制系统直接将系统切换至热泵单独供冷工作模式，在热泵单独供冷工作模式中，分体式空气源热泵单独向供水末端供冷，当未来一天不是高温天气时，中央控制系统依据当地电价时段来实时改变系统的工作模式，在高电价时段，中央控制系统将系统切换至热泵停机单取冷工作模式下工作，平常电价时段，中央控制系统将系统切换至热泵单独供冷工作模式下工作，低电价时段，中央控制系统依据供水末端服务对象为居民或办公楼来切换系统工作模式，当供水末端的服务对象为居民时，中央控制系统直接将系统切换至热泵边供冷边蓄冷工作模式下工作，在热泵边供冷边蓄冷工作模式下，分体式空气热源泵一边向供水末端供冷，一边向冷热储能器供冷，冷热储能器进行蓄冷，当供水末端的服务对象为办公楼时，中央控制系统直接将系统切换至热泵单独蓄冷工作模式下工作，在热泵单独蓄冷工作模式下，系统停止向供水末端供冷，分体式空气源热泵只向冷热储能器内供冷，在系统进入到相应的热泵单独供冷工作模式或者热泵边供冷边蓄冷工作模式或者热泵单独蓄冷工作模式中时，中央控制系统依据温度传感器传递的实时温度信号来控制分体式空气热源泵的工作负荷和V8控制阀的开口度，以便供冷量与需求量实时匹配；

S2.2、在冬季，分体式空气源热泵进入制热模式进行供热工作，在供热模式下，中央控制系统首先依据电力负荷信号来指定系统的供热工作模式，当电力负荷高时，中央控制系统直接将系统切换至热泵停机单取热工作模式，在热泵停机单取热工作模式中，分体式空气源热泵停机，冷热储能器向供水末端单独供热；当电力负荷正常时，中央控制系统利用天气预报来判断未来一天是否是低温天气，当未来一天是低温天气时，中央控制系统直接将系统切换至热泵单独供热工作模式，在热泵单独供热工作模式中，分体式空气源热泵单独向供水末端供热，当未来一天不是低温天气时，中央控制系统依据当地电价时段来实时改变系统的工作模式，在高电价时段，中央控制系统将系统切换至热泵停机单取热工作模式下工作，平常电价时段，中央控制系统将系统切换至热泵单独供热工作模式下工作，低电价时段，中央控制系统依据供水末端服务对象为居民或办公楼来切换系统工作模式，当供水末端的服务对象为居民时，中央控制系统直接将系统切换至热泵边供热边蓄热工作模式下工作，在热泵边供热边蓄热工作模式下，分体式空气热源泵一边向供水末端供热，一边向冷热储能器供热，冷热储能器进行蓄热，当供水末端的服务对象为办公楼时，中央控制系统直接将系统切换至热泵单独蓄热工作模式下工作，在热泵单独蓄热工作模式下，系统停止向供水末端供热，分体式空气源热泵只向冷热储能器内供热，在系统进入到相应的热泵单独供热工作模式或者热泵边供热边蓄热工作模式或者热泵单独蓄热工作模式中时，中央控制系统依据温度传感器传递的实时温度信号来控制分体式空气热源泵的工作强度和V8控制阀的开口度，以便供热量与需求量实时匹配。

9.根据权利要求8所述的分体式空气源热泵冷热储能系统的制冷、供热控制方法，其特征是，在系统处于热泵停机单取冷工作模式中，V8控制阀和V11控制阀处于接通状态，V9控制阀和V10控制阀处于关闭状态；在系统处于热泵单独供冷工作模式中，V8控制阀和V10控制阀处于接通状态，V9控制阀和V11控制阀处于关闭状态；在系统处热泵边供冷边蓄冷工作模式中，V8控制阀、V9控制阀和V10控制阀处于接通状态，V11控制阀处于关闭状态；当系统处于热泵单独蓄冷状态时，V9控制阀处于接通状态，V8控制阀、V10控制阀和V11控制阀处于关闭状态；在系统处于热泵停机单取热工作模式中，V8控制阀和V11控制阀处于接通状态，V9控制阀和V10控制阀处于关闭状态；在系统处于热泵单独供热工作模式中，V8控制阀和V10控制阀处于接通状态，V9控制阀和V11控制阀处于关闭状态；在系统处热泵边供热边蓄热工作模式中，V8控制阀、V9控制阀和V10控制阀处于接通状态，V11控制阀处于关闭状态；当系统处于热泵单独蓄热状态时，V9控制阀处于接通状态，V8控制阀、V10控制阀和V11控制阀处于关闭状态。