CN109000298A - 一种二氧化碳空气源热泵辅助太阳能联合供热系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种二氧化碳空气源热泵辅助太阳能联合供热系统，包括：太阳能热水系统，用于在其内部形成循环流动的水，并实时采集外部的太阳能，利用太阳能对水进行加热后，输送加热后的水给热量输出系统；二氧化碳空气源热泵热水系统，用于在其内部形成循环流动的水，并利用二氧化碳作为冷媒，吸收外部空气中的热量，然后对水进行加热后，输送加热后的水给热量输出系统；热量输出系统，分别与太阳能热水系统和二氧化碳空气源热泵热水系统相连接，用于接收太阳能热水系统和/或二氧化碳空气源热泵热水系统所输出的加热后的水，然后向需要供热的空间散发热量，实现供热。本发明高效节能，能够稳定、可靠地进行供热，具有良好的供热效果。

Description

一种二氧化碳空气源热泵辅助太阳能联合供热系统
技术领域
本发明涉及热泵供热技术领域，特别是涉及一种二氧化碳空气源热泵辅助太阳能联合供热系统。
背景技术
目前，对于传统的采暖系统，其通过利用常规的化石能源(例如煤炭、石油和天然气)在燃烧后所释放的热量，来对水进行加热，从而为用户供应热水。在这里过程中，传统的采暖系统所排放的污染物(如：CO、SO2以及粉尘等)，将会对环境造成的严重破坏，对人们的身体健康造成不利的影响。
此外，传统采暖系统采用的化石能源，为不可再生能源，终究会枯竭，严重增加了国家的能源负担，
因此，目前迫切需要开发出一种装置，其高效节能，不会污染环境，能够稳定、可靠地进行供热，具有良好的供热效果。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种二氧化碳空气源热泵辅助太阳能联合供热系统，其高效节能，不会污染环境，能够稳定、可靠地进行供热，具有良好的供热效果，有利于推广应用，具有重大的生产实践意义。
为此，本发明提供了一种二氧化碳空气源热泵辅助太阳能联合供热系统，包括太阳能热水系统、二氧化碳空气源热泵热水系统和热量输出系统，其中：
太阳能热水系统，用于在其内部形成循环流动的水，并实时采集外部的太阳能，利用太阳能对水进行加热后，输送加热后的水给热量输出系统；
二氧化碳空气源热泵热水系统，用于在其内部形成循环流动的水，并利用二氧化碳作为冷媒，吸收外部空气中的热量，然后对水进行加热后，输送加热后的水给热量输出系统；
热量输出系统，分别与太阳能热水系统和二氧化碳空气源热泵热水系统相连接，用于接收太阳能热水系统和/或二氧化碳空气源热泵热水系统所输出的加热后的水，然后向需要供热的空间散发热量，实现供热。
其中，所述热量输出系统包括中空的蓄热水箱和风机盘管，其中：
所述蓄热水箱内预先存储水，所述蓄热水箱垂直放置；
所述风机盘管的上下两端分别通过第一管道和第二管道与所述蓄热水箱相连通。
其中，所述第一管道和第二管道与所述蓄热水箱相连通的位置的高度，低于所述蓄热水箱内的水位。
其中，所述太阳能热水系统包括太阳能集热器、散流器和第一热水保温循环水泵，其中：
所述太阳能集热器的进水口与和第一热水保温循环水泵左端的出水口相连通；
所述太阳能集热器的出水口与散流器相连通；
所述散流器位于所述蓄热水箱内部上方；
所述第一热水保温循环水泵右端的进水口与所述蓄热水箱左侧下端的出水口相连通。
其中，所述二氧化碳空气源热泵热水系统包括换热盘管、第二热水保温循环水泵、储热水箱、气体冷却器、第一水箱、回热器、蒸发器、气液分离器和压缩机，位于其中：
所述换热盘管垂直分布在蓄热水箱内部；
所述换热盘管顶端的进水口与储热水箱的出水口相连通；
所述储热水箱的进水口与气体冷却器左端顶部的出水口相连通；
所述气体冷却器左端底部的进水口与第二热水保温循环水泵右端的出水口相连通；
所述第二热水保温循环水泵左端的进水口与第一水箱右端的出水口相连通；
所述第一水箱左端的进水口与所述换热盘管底端的出水口相连通；
所述气体冷却器右端顶部的制冷剂出口与回热器左端上部的第一制冷剂进口相连通；
所述气体冷却器右端底部的制冷剂进口与压缩机左端的制冷剂出口相连通；
所述压缩机右端的制冷剂进口通过气液分离器与回热器左端下部第二制冷剂出口相连通；
所述回热器右端上部的第一制冷剂出口与蒸发器左端的制冷剂进口相连通；
所述蒸发器右端的制冷剂出口与所述回热器右端下部的第二制冷剂进口相连通。
其中，所述回热器右端上部的第一制冷剂出口与所述蒸发器左端的制冷剂进口之间的连接管道上设置有节流阀。
其中，所述蒸发器的正右方间隔设置有一个风机。
其中，所述散流器的位置，高于换热盘管的顶部上限位置；
所述蓄热水箱左侧下端的出水口位置，高于换热盘管的底部下限位置。
其中，还包括控制系统，该控制系统包括：多个电动开关阀、温度传感器、压力传感器、液位传感器和中央控制器，其中：
温度传感器、压力传感器和液位传感器位于所述蓄热水箱中；
所述储热水箱、第一热水保温循环泵、第二热水保温循环泵和散流器的进水口相连接的管道上，分别设置有一个电动开关阀；
中央控制器，分别与电动开关阀、温度传感器、压力传感器和液位传感器相连接，用于实时接收温度传感器发来的蓄热水箱的水温、压力传感器发来的蓄热水箱的水压以及液位传感器发来的蓄热水箱内的水位值，然后，根据蓄热水箱的水温、压力以及水位值，发送预设的控制信号给第一热水保温循环泵、第二热水保温循环泵以及对应的电动开关阀，分别控制第一热水保温循环泵和第二热水保温循环泵的启停以及电动开关阀的开度。
由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提供了一种二氧化碳空气源热泵辅助太阳能联合供热系统，其高效节能，不会污染环境，能够稳定、可靠地进行供热，具有良好的供热效果，有利于推广应用，具有重大的生产实践意义。
附图说明
图1为本发明提供的一种二氧化碳空气源热泵辅助太阳能联合供热系统的结构示意图；
图中，1为太阳能集热器；2为蓄热水箱；3为散流器；4为换热盘管；5为风机盘管；
61为第一热水保温循环水泵，62为第二热水保温循环水泵；7为储热水箱；8为气体冷却器；9为第一水箱；10为回热器；
11为节流阀；12为蒸发器；13为风机；14为气液分离器；15为压缩机。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。
参见图1，本发明提供了一种二氧化碳空气源热泵辅助太阳能联合供热系统，包括太阳能热水系统、二氧化碳空气源热泵热水系统和热量输出系统，其中：
太阳能热水系统，用于在其内部形成循环流动的水，并实时采集外部的太阳能，利用太阳能对水进行加热后，输送加热后的水给热量输出系统；
二氧化碳空气源热泵热水系统，用于在其内部形成循环流动的水，并利用二氧化碳作为冷媒，吸收外部空气中的热量，然后对水进行加热后，输送加热后的水给热量输出系统；
热量输出系统，分别与太阳能热水系统和二氧化碳空气源热泵热水系统相连接，用于接收太阳能热水系统和/或二氧化碳空气源热泵热水系统所输出的加热后的水，然后向需要供热的空间(例如用户的房间)散发热量，从而实现供热的目的。
需要说明的是，对于二氧化碳空气源热泵热水系统，其是通过制冷剂(例如二氧化碳二氧化碳)的循环利用，经过制冷剂的压缩、冷却、膨胀和蒸发，来实现对水的加热操作，从而实现能量转移。
在本发明中，所述热量输出系统包括中空的蓄热水箱2和风机盘管5，其中：
所述蓄热水箱2内预先存储水(例如纯净水)，所述蓄热水箱2垂直放置；
所述风机盘管5的上下两端分别通过第一管道51和第二管道52与所述蓄热水箱2相连通；
所述第一管道51和第二管道52与所述蓄热水箱2相连通的位置的高度，低于所述蓄热水箱2内的水位。
在本发明中，所述太阳能热水系统包括太阳能集热器1、散流器3和第一热水保温循环水泵61，其中：
所述太阳能集热器1的进水口与和第一热水保温循环水泵61左端的出水口相连通(通过中空的管道)；
所述太阳能集热器1的出水口与散流器3相连通；
所述散流器3位于所述蓄热水箱2内部上方；
所述第一热水保温循环水泵61右端的进水口与所述蓄热水箱2左侧下端的出水口相连通。
具体实现上，所述太阳能集热器可以为现有任意一种性能优良的太阳能集热器，其上具有多个太阳能集热板。
在本发明中，所述二氧化碳空气源热泵热水系统包括换热盘管4、第二热水保温循环水泵62、储热水箱7、气体冷却器8、第一水箱9、回热器10、蒸发器12、气液分离器14和压缩机15，位于其中：
所述换热盘管4垂直分布在蓄热水箱2内部；
所述换热盘管4顶端的进水口与储热水箱7的出水口相连通；
所述储热水箱7的进水口与气体冷却器8左端顶部的出水口相连通；
所述气体冷却器8左端底部的进水口与第二热水保温循环水泵62右端的出水口相连通；
所述第二热水保温循环水泵62左端的进水口与第一水箱9右端的出水口相连通；
所述第一水箱9左端的进水口与所述换热盘管4底端的出水口相连通；
所述气体冷却器8右端顶部的制冷剂出口与回热器10左端上部的第一制冷剂进口相连通；
所述气体冷却器8右端底部的制冷剂进口与压缩机15左端的制冷剂出口相连通；
所述压缩机15右端的制冷剂进口通过气液分离器14与回热器10左端下部第二制冷剂出口相连通；
所述回热器10右端上部的第一制冷剂出口与蒸发器12左端的制冷剂进口相连通；
所述蒸发器12右端的制冷剂出口与所述回热器10右端下部的第二制冷剂进口相连通。
需要说明的是，对于所述二氧化碳空气源热泵热水系统，其以二氧化碳为冷媒，从空气中吸取热量，加热循环水，第二热水保温循环泵62具有一定的保温性能，可以将热水从低位到高位实现热水循环，高效节能。
需要说明的是，所述气体冷却器8，可以将换热盘管、第一水箱、储热水箱和第二热水保温循环泵串联，从而将二氧化碳空气源热泵系统制取热水的热量传递给换热盘管4，再与蓄热水箱2内的水体进行换热，供给用户设备端的风机盘管，从而对用户需要供热的空间(例如用户的房间)进行供热，实现良好的采暖效果。因此，本发明可以实现空气中低品位热能的利用，节能环保。
具体实现上，所述回热器10右端上部的第一制冷剂出口与所述蒸发器12左端的制冷剂进口之间的连接管道上设置有节流阀11。
具体实现上，所述蒸发器12的正右方间隔设置有一个风机12，可以增强蒸发器12的吸热效果。
在本发明中，具体实现上，所述散流器3的位置(即太阳能热水系统管路的出水口位置)，高于换热盘管4的顶部上限位置。
需要说明的是，对于本发明，可以通过改进散流器的结构、安装位置，以减少蓄热水箱内的水体扰动进行换热，从而促进水箱内的温度更进一步分层，有利于节能。
在本发明中，具体实现上，所述蓄热水箱2左侧下端的出水口位置(即太阳能热水系统管路的进水口)，高于换热盘管4的底部下限位置。
需要说明的是，换热盘管4，设置在蓄热水箱2内部，换热盘管4的顶部上限位置和底部下限位置分别与蓄热水箱2的顶部和底部均间隔预设的距离，二氧化碳空气源热泵热水系统的热水从换热盘管4中通过，与蓄热水箱2内的水体进行换热。
在本发明中，储热水箱7的外部具有保温层，从而可以减少热损失。
需要说明的是，对于本发明，任意两个相互连通的部件之间是通过一段中空的管道相连通。
需要说明的是，对于本发明，太阳能热水系统和二氧化碳空气源热泵热水系统，并联设置为蓄热水箱2提供热源(即提供加热后的水)，在加热时，优先采用太阳能热水系统供热，当采集的太阳能不够时和每天使用系统前预先设定的时间段内，如果蓄热水箱2内供给的水温度未达到设定温度时，这时，启用二氧化碳空气源热泵热水系统供热。
在本发明中，具体实现上，所述蓄热水箱2优选为立式分层蓄热水箱，其为圆柱型，其高径比(即高度与直径比)等于4：1。所述蓄热水箱2连接用户设备端的风机盘管5，用于向用户供应用于采暖的热水。
需要说明的是，在太阳能热水系统中，热水通过散流器3送入蓄热水箱2中，按温度可以将热水进行分层，可以在满足用户热水温度的水箱高度接入风机盘管5，为用户供应热水；在二氧化碳空气源热泵热水系统中，热水通过蓄热水箱2内设的换热盘管4与蓄热水箱2内的水体进行换热、分层，可以在满足用户热水温度的水箱高度接入风机盘管5，为用户供应热水。
对于本发明，可以根据高径比不同具有不同的温度分层的特性，高径比为4：1的立式分层蓄热水箱，其温度分层效果最佳；内部具有与二氧化碳空气源热泵热水系统连接的换热盘管，可以通过调节换热盘管的直径、上下限位置等结构参数，促进立式分层蓄热水箱内的水体温度进一步分层，使本系统高效、节能。
在本发明中，具体实现上，所述太阳能热水系统和二氧化碳空气源热泵热水系统中用于流经水的管道上，分别设置有流量计，通过流量计的设置，可以定量测定流经的水量。
在本发明中，具体实现上，所述太阳能热水系统和二氧化碳空气源热泵热水系统中用于流经水的管道上，还设有冷水平衡热水箱，通过冷水平衡热水箱的设置，可以平衡所述蓄热水箱2中的热水水温，便于调节。
在本发明中，需要说明的是，所述散流器3在本发明的系统中，设置在分层蓄热水箱上部的高温区靠近内腔壁的部分，其作用是减少水箱内高温区的水扰动，从而促进水箱温度分层，主要是对蓄热水箱内上部的高温区的水体进行处理；所述第一热水保温循环水泵和第二热水保温循环水泵分别设在太阳能热水系统和CO2空气源热泵热水系统的管道中，对管道水进行处理，其作用在于确保两个系统能够独立运行且能通过相应的电动阀对两个水泵进行启闭操作；所述气液分离器14设置在压缩机15(即气体压缩机)的入口，用于气液分离，分馏塔顶冷凝冷却器后气相除雾，各种气体水洗塔，吸收塔及解析塔的气相除雾等。
需要说明的是，通常情况下，水的温度越高，其密度越小，也就越轻，热水位于冷水的上方，在一个蓄热水箱2中，位置越高的水的温度，相对越高。蓄热水箱2内上部的水体温度，高于下部的水体温度。
具体实现上，所述气体冷却器8可以采用现有的空气冷却器；所述回热器10可以采用现有的回热器，回热器10又称气液热交换器，是现有的设备，是可以使制冷剂液体过冷和蒸汽过热的一种热交换设备，可以采用现有的回热器。所述第一热水保温循环水泵61和第二热水保温循环水泵62可以采用现有的循环水泵，只要满足系统的功率要求即可。
在本发明中，具体实现上，对于本发明提供的二氧化碳空气源热泵辅助太阳能联合供热系统，其还包括控制系统，该控制系统包括：多个电动开关阀、温度传感器、压力传感器、液位传感器和中央控制器，其中：
温度传感器、压力传感器和液位传感器位于所述蓄热水箱2中，其中，压力传感器具体位于蓄热水箱2的底部；所述液位传感器可以为压力式液位传感器，垂直安装在蓄热水箱2内水体的下部；温度传感器放置在蓄热水箱2内的水体中；
所述储热水箱7、第一热水保温循环泵61、第二热水保温循环泵62和散流器3的进水口相连接的管道上，分别设置有一个电动开关阀，用于控制管道的导通或者断开；
中央控制器，与电动开关阀、温度传感器、压力传感器和液位传感器建立信号连接，用于实时接收温度传感器发来的蓄热水箱2的水温、压力传感器发来的蓄热水箱2的水压以及液位传感器发来的蓄热水箱2内的水位值，然后，根据蓄热水箱2的水温、压力以及水位值，发送预设的控制信号给第一热水保温循环泵61、第二热水保温循环泵62以及对应的电动开关阀，分别控制第一热水保温循环泵61和第二热水保温循环泵62的启停以及电动开关阀的开度，从而可实现对二氧化碳空气源热泵系统、太阳能热水系统独立运行的智能控制，也可对两个系统同时运行进行控制。
具体实现上，中央控制器可以为可编程控制器PLC、中央处理器CPU、数字信号处理器DSP或者单片机MCU。
在本发明中，二氧化碳空气源热泵热水系统更适合在寒冷地区使用且机组运行效率高，且相同工况下，二氧化碳空气源热泵比传统锅炉效率要高很多。同时，二氧化碳作为自然工质无毒、无腐蚀性、化学性质稳定、对臭氧层无影响，临界温度低，且需要的工作压力高，故二氧化碳可以在特殊的环境中应用，使用范围更广。这使得二氧化碳空气源热泵热水系统低能耗、环保、传热效率高，适用各种恶劣工作环境。
需要说明的是，对于本发明，其通过采用上述技术方案，将太阳能热水系统、二氧化碳空气源热泵热水系统并联设置，联合为立式分层蓄热水箱内的水体加热，并通过控制系统控制，三者依据检测立式分层蓄热水箱内的温度、压力和液位状况适时启闭，达到了精准高效得加热水体且节能环保的效果，同时，通过太阳能集热器和热泵的有机结合，提高了系统的灵活性，弥补了太阳能作为单一热源可靠性较差、集热面积大、夏季系统维护困难的缺点。
需要说明的是，对于本发明，其作为太阳能和二氧化碳空气源热泵联合采暖系统，其能量来源是太阳能和空气能，对环境的污染度为零，且冷媒二氧化碳相较于氟利昂等制冷剂，也具有天然环保的优点。
相较于常规空气源热泵在寒冷地区的应用，二氧化碳空气源热泵因二氧化碳在高温下化学性质稳定的性能优点，热泵出水温度可达90℃，远高于其他工质热泵的出水温度，更有利于分层水箱内的换热，故二氧化碳空气源热泵更适合在寒冷地区使用，且机组运行效率高。
因此，与传统采暖系统相比，本发明具有节能、环保、运行效率更高、运行更加稳定等优势。本发明作为综合利用太阳能和空气能的一种采暖形式。通过太阳能集热器、分层水箱和热泵的有机结合，不仅提高了系统的灵活性，提高太阳能和空气能的有效利用率，而且弥补了太阳能做为单一热源可靠性较差的缺点。
对于本发明，其采用的能源太阳能，作为可再生能源中的代表，不存在枯竭问题，也没有常规化石能源燃烧后所排放的污染物对环境造成的伤害，太阳能集热板还可根据需求增设，适用方便，节能环保，能耗低。并且在相同工况下，二氧化碳空气源热泵比传统的锅炉效率要高很多。所以本发明通过太阳能和二氧化碳空气源热泵的结合，有效节约了能源。
在本发明中，对于二氧化碳空气源热泵热水系统，其工作原理为：低温低压的二氧化碳气体在压缩机15中压缩至超临界，进入气体冷却器8中被冷却介质冷却，离开气体冷却器8后，高压气体在回热器10中进一步冷却，然后二氧化碳气体流过节流阀11后，温度下降，部分被液化，湿蒸汽进入蒸发器12中汽化，蒸发器12中出来的低压饱和蒸汽进入回热器10，在低压侧通道吸收高压侧的超临界流体，吸收后，成为过热的蒸汽进入压缩机15升压提温。反复循环进行。
对于本发明，需要说明的是，该二氧化碳空气源热泵辅助太阳能联合供热系统，共有四种运行模式：
1、太阳能热水系统单独运行模式。日间当太阳能充足时，太阳能集热器开始收集热能，转化为水的热量，通过循环系统按照控制模式流向末端，同时空气源热泵开启，关闭换热盘管，将二氧化碳空气源热泵热水系统收集的热量储存于储热水箱7，以供夜间使用；
2、二氧化碳空气源热泵热水系统单独运行模式。当夜间太阳能无法利用时，开启换热盘管，关闭二氧化碳空气源热泵，将白天二氧化碳空气源热泵热水系统收集在储热水箱7的热水，供给分层蓄热水箱2，给用户供热；
3、太阳能热水系统和二氧化碳空气源热泵热水系统联合运行模式。当早晨、傍晚或者日间太阳能较差，太阳提供的热量较少，不能够达到直接向末端供热的要求，此时，二氧化碳空气源热泵热水系统开启，参与供热的同时，继续向分层的蓄热水箱2中储热以便夜间使用，两个系统联合运行，达到供热目的；
4、换热盘管供热的运行模式。当夜间或者连续阴雨天气时，没有太阳能资源可供利用，此时二氧化碳空气源热泵热水系统单独运行供热。且因为该热泵主要是利用空气能，所以尽量利用日间空气温度高于夜间的优点，在白天供暖的同时，继续向蓄热水箱2中储热，以便夜间使用，减少夜间热泵运行的时间，以提高整个机组热能转换的效率。
基于以上技术方案可知，对于本发明提供的二氧化碳空气源热泵辅助太阳能联合供热系统，其具有以下的创新点：
1、该系统包括四种运行模式：太阳能热水系统单独运行、二氧化碳空气源热泵热水系统单独运行、太阳能热水系统和二氧化碳空气源热泵热水系统联合运行、换热盘管供热的运行模式，因此，充分利用了太阳能和空气能，通过控制系统达到了可靠供热、高效节能的效果。
2、太阳能热水系统中的立式分层蓄热水箱，根据高径比不同具有不同的温度分层的特性，可以采用高径比为4的立式分层蓄热水箱，其温度分层效果最佳；
3、太阳能热水系统中的立式分层蓄热水箱，内部具有与二氧化碳空气源热泵热水系统连接的换热盘管，可以调节换热盘管的直径、上下限位置等结构参数，促进立式分层蓄热水箱内的水体温度进一步分层；
4、太阳能热水系统中的立式分层蓄热水箱，无需将热水箱内全部水加热到用户所需温度，满足接入用户风机盘管端口温度达到设定值即可。
5、太阳能热水系统中的散流器，可以通过改进散流器的结构、安装位置，以减少立式分层蓄热水箱内的水体扰动进行换热，从而促进水箱内的温度分层；
6、二氧化碳空气源热泵热水系统中的冷媒二氧化碳在高温条件下化学性质稳定，故本系统中二氧化碳空气源热泵热水系统采用软水，结垢率减少，系统寿命延长，节能环保；
7、太阳能热水系统中的太阳能、二氧化碳空气源热泵热水系统中的空气能均为清洁能源，冷媒二氧化碳臭氧层破坏潜能(ODP)为零，安全无毒，天然环保。
与现有传统的采暖系统相比较，对于本发明提供的二氧化碳空气源热泵辅助太阳能联合供热系统，其具有以下的有益技术效果：
1、太阳能热水系统、二氧化碳空气源热泵热水系统联合为立式分层蓄热水箱内的水体加热，并通过控制系统控制，三者依据系统运行状况适时启闭，达到了精准高效得加热水体且节能环保的效果，同时太阳能集热器和热泵的有机结合，提高了系统的灵活性，弥补了太阳能作为单一热源可靠性较差、集热面积大、夏季系统维护困难的缺点；
2、二氧化碳空气源热泵热水系统低能耗、环保、传热效率高，适用各种恶劣工作环境。相同工况下二氧化碳空气源热泵比传统锅炉效率要高很多，采用二氧化碳空气源热泵，可以实现空气中低品位热能的利用，节能环保；
3、二氧化碳空气源热泵热水系统中的冷媒二氧化碳作为自然工质无毒、无腐蚀性、对臭氧层无影响，在高温条件下化学性质稳定，故本系统中二氧化碳空气源热泵热水系统采用软水，结垢率少，使本系统寿命延长；
4、本系统采用的高径比为4：1的立式分层蓄热水箱温度分层效果最佳；同时可通过调节立式分层蓄热水箱内部换热盘管的直径、上下限位置等结构参数，促进立式分层蓄热水箱内的水体温度进一步分层；
5、本系统太阳能热水系统中的立式分层蓄热水箱，无需将热水箱内全部水加热到用户所需温度，满足接入用户风机盘管端口温度达到设定值即可。
6、本系统可通过改进散流器的结构、安装位置，以减少立式分层蓄热水箱内的水体扰动进行换热，从而促进水箱内的温度更进一步分层；
7、本系统中的供热系统：太阳能热水系统、二氧化碳空气源热泵热水系统为并联设置，故二者可以独立运行，也可以同时运行，高效节能；
8、太阳能是可再生能源，不存在枯竭问题，也没有常规化石能源燃烧后所排放的污染物对环境造成的伤害，太阳能集热板还可根据需求增设，适用方便，能耗低；
9、控制系统的应用，使本发明具有能耗低、效率高、精度高、应用性较强，适用范围广的性能优点。
综上所述，与现有技术相比较，本发明提供的一种二氧化碳空气源热泵辅助太阳能联合供热系统，其高效节能，不会污染环境，能够稳定、可靠地进行供热，具有良好的供热效果，有利于推广应用，具有重大的生产实践意义。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种二氧化碳空气源热泵辅助太阳能联合供热系统，其特征在于，包括太阳能热水系统、二氧化碳空气源热泵热水系统和热量输出系统，其中：
太阳能热水系统，用于在其内部形成循环流动的水，并实时采集外部的太阳能，利用太阳能对水进行加热后，输送加热后的水给热量输出系统；
二氧化碳空气源热泵热水系统，用于在其内部形成循环流动的水，并利用二氧化碳作为冷媒，吸收外部空气中的热量，然后对水进行加热后，输送加热后的水给热量输出系统；
热量输出系统，分别与太阳能热水系统和二氧化碳空气源热泵热水系统相连接，用于接收太阳能热水系统和/或二氧化碳空气源热泵热水系统所输出的加热后的水，然后向需要供热的空间散发热量，实现供热。
2.如权利要求1所述的联合供热系统，其特征在于，所述热量输出系统包括中空的蓄热水箱(2)和风机盘管(5)，其中：
所述蓄热水箱(2)内预先存储水，所述蓄热水箱(2)垂直放置；
所述风机盘管(5)的上下两端分别通过第一管道(51)和第二管道(52)与所述蓄热水箱(2)相连通。
3.如权利要求2所述的联合供热系统，其特征在于，所述第一管道(51)和第二管道(52)与所述蓄热水箱(2)相连通的位置的高度，低于所述蓄热水箱(2)内的水位。
4.如权利要求2所述的联合供热系统，其特征在于，所述太阳能热水系统包括太阳能集热器(1)、散流器(3)和第一热水保温循环水泵(61)，其中：
所述太阳能集热器(1)的进水口与和第一热水保温循环水泵(61)左端的出水口相连通；
所述太阳能集热器(1)的出水口与散流器(3)相连通；
所述散流器(3)位于所述蓄热水箱(2)内部上方；
所述第一热水保温循环水泵(61)右端的进水口与所述蓄热水箱(2)左侧下端的出水口相连通。
5.如权利要求4所述的联合供热系统，其特征在于，所述二氧化碳空气源热泵热水系统包括换热盘管(4)、第二热水保温循环水泵(62)、储热水箱(7)、气体冷却器(8)、第一水箱(9)、回热器(10)、蒸发器(12)、气液分离器(14)和压缩机(15)，位于其中：
所述换热盘管(4)垂直分布在蓄热水箱(2)内部；
所述换热盘管(4)顶端的进水口与储热水箱(7)的出水口相连通；
所述储热水箱(7)的进水口与气体冷却器(8)左端顶部的出水口相连通；
所述气体冷却器(8)左端底部的进水口与第二热水保温循环水泵(62)右端的出水口相连通；
所述第二热水保温循环水泵(62)左端的进水口与第一水箱(9)右端的出水口相连通；
所述第一水箱(9)左端的进水口与所述换热盘管(4)底端的出水口相连通；
所述气体冷却器(8)右端顶部的制冷剂出口与回热器(10)左端上部的第一制冷剂进口相连通；
所述气体冷却器(8)右端底部的制冷剂进口与压缩机(15)左端的制冷剂出口相连通；
所述压缩机(15)右端的制冷剂进口通过气液分离器(14)与回热器(10)左端下部第二制冷剂出口相连通；
所述回热器(10)右端上部的第一制冷剂出口与蒸发器(12)左端的制冷剂进口相连通；
所述蒸发器(12)右端的制冷剂出口与所述回热器(10)右端下部的第二制冷剂进口相连通。
6.如权利要求5所述的联合供热系统，其特征在于，所述回热器(10)右端上部的第一制冷剂出口与所述蒸发器(12)左端的制冷剂进口之间的连接管道上设置有节流阀(11)。
7.如权利要求5所述的联合供热系统，其特征在于，所述蒸发器(12)的正右方间隔设置有一个风机(12)。
8.如权利要求5所述的联合供热系统，其特征在于，所述散流器(3)的位置，高于换热盘管(4)的顶部上限位置；
所述蓄热水箱(2)左侧下端的出水口位置，高于换热盘管(4)的底部下限位置。
9.如权利要求5至8中任一项所述的联合供热系统，其特征在于，还包括控制系统，该控制系统包括：多个电动开关阀、温度传感器、压力传感器、液位传感器和中央控制器，其中：
温度传感器、压力传感器和液位传感器位于所述蓄热水箱(2)中；
所述储热水箱(7)、第一热水保温循环泵(61)、第二热水保温循环泵(62)和散流器(3)的进水口相连接的管道上，分别设置有一个电动开关阀；
中央控制器，分别与电动开关阀、温度传感器、压力传感器和液位传感器相连接，用于实时接收温度传感器发来的蓄热水箱(2)的水温、压力传感器发来的蓄热水箱(2)的水压以及液位传感器发来的蓄热水箱(2)内的水位值，然后，根据蓄热水箱(2)的水温、压力以及水位值，发送预设的控制信号给第一热水保温循环泵(61)、第二热水保温循环泵(62)以及对应的电动开关阀，分别控制第一热水保温循环泵(61)和第二热水保温循环泵(62)的启停以及电动开关阀的开度。
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