CN112665004A - 一种太阳能供热系统的供热控制方法及专用装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种供热控制系统，是一种太阳能供热系统的供热控制方法及专用装置，该供热控制方法，可实时切换供热模式，确保满足热用户需求的同时，提高了太阳能利用效率，节约能源，增加盈利，实现自发自用、余电上网。

Description

一种太阳能供热系统的供热控制方法及专用装置

技术领域

本发明涉及一种供热控制系统，具体地说是一种太阳能供热系统的供热控制方法及专用装置，属于供热控制系统领域。

背景技术

受环保与能源等方面实际要求的影响，全球都在大力推进清洁能源利用。太阳能凭借其独特的优势和应用前景，其利用方式也是多种多样，被广泛的应用于供热领域。而对于太阳能供热系统而言，其供热能力十分受限于室外气象条件。单纯的靠太阳能集热器和储热装置供热，无法保证供热系统持续的正常运行，出现不能满足人们生产及生活所需热负荷的问题。

采用多能源互补的供热模式，并综合利用太阳能光伏发电和光热才是未来发展的方向。

发明内容

为了解决上述问题，本发明设计了一种太阳能供热系统的供热控制方法及专用装置，将太阳能光伏光热热泵技术和空气集热技术结合起来，并综合自动控制技术实现供热模式的切换，克服了太阳能集热器供热不稳定的缺点。确保满足热用户需求的同时，提高了太阳能利用效率，节约能源，增加盈利，实现自发自用、余电上网。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种太阳能供热系统的供热控制方法及专用装置，按下述方法进行：根据气象数据的传输信息，再根据空气集热器出口热量、空气集热器出风管空气温度、热用户所需热量、热用户回水管水温度、储热水箱出水管水温度、太阳能光伏光热集热器出口热量、太阳能光伏光热集热器防冻液出口温度，通过控制模块来调控供热或/和储热模式；晴朗白天时，当空气集热器的出口热量大于热用户所需热量，空气集热器既为热用户提供热量又为储热水箱提供热量，太阳能光伏光热集热器进行光伏发电，且太阳能光伏光热集热器防冻液出口温度大于储热水箱的出水管水温度时，同时为储热水箱提供热量；当空气集热器的出口热量等于热用户所需热量，空气集热器仅为热用户提供热量，太阳能光伏光热集热器进行光伏发电，且太阳能光伏光热集热器防冻液出口温度大于储热水箱的出水管水温度时，同时为储热水箱提供热量；当空气集热器的出口热量小于热用户所需热量，且空气集热器出风管空气温度大于储热水箱的出水管水温度时，空气集热器仅为储热水箱提供热量，同时启动压缩机，由太阳能光伏光热集热器、蒸发器、压缩机，冷凝器及节流装置构成的太阳能光伏光热热泵开始运行，为热用户提供热量；夜晚或雨雪天，无法集热时，先由储热水箱为热用户提供热量，当储热水箱出水管水温度低于热用户侧供水管路的最低设计温度，启动压缩机，由储热水箱、蒸发器、压缩机，冷凝器及节流装置构成的余热热泵开始运行，为热用户提供热量；当连续数天雨雪天，上述方式均无法为热用户供热提供热量时，储热水箱内的电热棒接通电源，利用电辅助加热储热水箱内的水，来为热用户供热提供热量。

下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：

上述太阳能光伏光热集热器的电池板所发的电，当上述压缩机未启动时，在太阳能控制模块的控制下，优先存储在蓄电池中，蓄电池储满后上网；当上述压缩机启动时，根据控制模块传输至电源控制器的信息，优先使用太阳能系统供电，断开市电。一旦受天气影响，太阳能光伏光热集热器的电池板无法发电，由蓄电池放电为压缩机供电；当蓄电池供电电路电压低于保护电压的情况下，切换到市电模式，直至太阳能供电电路电压恢复正常，再切回太阳能供电模式。若用电负荷太大，太阳能发电不能满足需求时，可同时接通太阳能供电和市电。

如此循环，实现供热系统的连续、可靠，确保满足热用户的需求。

本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种实施技术方案之一所述一种太阳能供热系统的供热控制方法及专用装置，包括空气集热器、第一换热器、热用户、第二换热器、储热水箱、蒸发器、压缩机、太阳能光伏光热集热器、冷凝器和节流装置；空气集热器的送风端与第一换热器的一次侧进口通过第一送风管道连通，第一换热器的一次侧出口与空气集热器的回风端通过第一回风管道连通，热用户的出水口与第一换热器的二次侧进口通过第一回水管道连通，第一换热器的二次侧出口与热用户的进水口通过第一供水管道连通，在第一送风管道上串接有第一电动三通调节阀，第一电动三通调节阀的第三端口与第二换热器的一次侧进口通过第二送风管道连通，在第一回风管道上串接有第二电动三通调节阀，第二电动三通调节阀的第三端口与第二换热器的一次侧出口通过第二回风管道连通，储热水箱的出水口与第二换热器的二次侧进口通过第二回水管道连通，第二换热器的二次侧出口与储热水箱的进水口通过第二供水管道连通，储热水箱的出水口与蒸发器进水口通过第三回水管道连通，蒸发器出水口与储热水箱的进水口通过第三供水管道连通，热用户的进水口与冷凝器的出水口通过第四供水管道连通，冷凝器的进水口与热用户的出水口通过第四回水管道连通，冷凝器与节流装置、节流装置与蒸发器、蒸发器与压缩机和压缩机与冷凝器之间通过制冷剂循环管道连通，在第四供水管道上串接有第三电动三通调节阀，第三电动三通调节阀的第三端口与储热水箱通过第五供水管道连通，在第四回水管道上串接有第四电动三通调节阀，第四电动三通调节阀的第三端口与储热水箱通过第五回水管道连通，太阳能光伏光热集热器与蒸发器通过防冻液循环管道连通；

在靠近空气集热器送风端的第一送风管道上设置有第一温度传感器、串接有送风机，在靠近空气集热器回风端的第一回风管道上串接有回风机，在第一回水管道上设置有第二温度传感器、串接有第一电动调节阀，在第一供水管道上串接有第一水泵，在第二回水管道上设置有第三温度传感器、串接有第二水泵，在第二供水管道上串接有第二电动调节阀，在第三回水管道上设置有第四温度传感器、串接有第三水泵，在第三供水管道上设置有第五温度传感器、串接有第三电动调节阀，在靠近热用户端的第四回水管道上设置有第六温度传感器，在第四回水管道上串接有第四电动调节阀，在靠近冷凝器出水口的第四供水管道上设置有第七温度传感器，在第四供水管道上串接有第四水泵，在第五回水管道上设置有第八温度传感器，在第五供水管道上设置有第九温度传感器、串接有第四水泵，在靠近太阳能光伏光热集热器防冻液出口的防冻液循环管道上设置有第十温度传感器、串接有第五电动调节阀，在蒸发器制冷剂出口和进口端的制冷剂循环管道上分别设置有第六电动调节阀和第七电动调节阀；

太阳能光伏光热集热器的光伏板通过太阳能控制器与逆变器连接，太阳能控制器与电源控制器通过逆变器连接，太阳能控制器与市电通过逆变器连接，太阳能控制器还与蓄电池连接，对蓄电池进行充电、放电进行控制，蓄电池与电源控制器通过逆变器连接，市电与电源控制器连接，电源控制器与压缩机连接，电源控制器还与电加热棒连接；

太阳能光伏光热集热器的光伏板与太阳能控制器电连接或通信连接，逆变器、蓄电池与太阳能控制器电连接或通信连接，蓄电池、市电、电源控制器与逆变器电连接或通信连接，压缩机、市电与电源控制器电连接或通信连接，第一电动三通调节阀、第二电动三通调节阀、第三电动三通调节阀、第四电动三通调节阀、送风机、回风机、第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器、第五温度传感器、第六温度传感器、第七温度传感器、第八温度传感器、第九温度传感器、第十温度传感器、第一电动调节阀、第二电动调节阀、第三电动调节阀、第四电动调节阀、第五电动调节阀、第六电动调节阀、第七电动调节阀、第一水泵、第二水泵、第三水泵、第四水泵、第五水泵、太阳能控制器、电源控制器、均与上述控制模块电连接或通信连接。

下面是对上述发明技术方案之二的进一步优化或/和改进：

上述控制模块设置有气象数据接口，控制模块与气象数据电连接或通信连接，实现气象情况的判断以及热用户所需热负荷的计算。

上述空气集热器和太阳能光伏光热集热器内嵌有太阳跟踪装置，实现空气集热器的主光轴和太阳光线相平行，太阳能光伏光热集热器的太阳能电池板保持正对太阳，光线随时垂直照射太阳能电池板。

上述第一换热器和第二换热器均采用空气-水换热器。

本发明所述方法利用计算机技术及自控技术，实现以气象数据为影响因子的供热模式或/和储热模式调控，最大限度的利用太阳能为热用户供热并储热，提高太阳能利用效率，如此循环，实现供热系统的连续、可靠，确保满足热用户的需求的同时，实现自发自用、余电上网，增加盈利。

附图说明

附图1为本发明的工艺流程示意图。

附图中的编码分别为：1为空气集热器，2为第一换热器，3为热用户，4为第二换热器，5为储热水箱，6为蒸发器，7为压缩机，8为太阳能光伏光热集热器，9为冷凝器，10为节流装置，11为第一送风管道，12为第一回风管道，13为第一回水管道，14为第一供水管道，15为第一电动三通调节阀，16为第二送风管道，17为第二电动三通调节阀，18为第二回风管道，19为第二回水管道，20为第二供水管道，21为第三回水管道，22为第三供水管道，23为第四供水管道，24为第四回水管道，25为制冷剂循环管道，26为第三电动三通调节阀，27为第五供水管道，28为第四电动三通调节阀，29为第五回水管道，30为防冻液循环管道，31为第一温度传感器，32为送风机，33回风机，34为第二温度传感器，35为第一电动调节阀，36为第一水泵，37为第三温度传感器，38为第二水泵，39为第二电动调节阀，40为第四温度传感器，41为第三水泵，42为第五温度传感器，43为第三电动调节阀，44为第六温度传感器，45为第四电动调节阀，46为第七温度传感器，47为第四水泵，48为第八温度传感器，49为第九温度传感器，50为第五水泵，51为第十温度传感器、52位第五电动调节阀，53为第六电动调节阀，54为第七电动调节阀，55为太阳能控制器，56为逆变器，57为蓄电池，58为市电，59为电源控制器，60为电加热棒，61为气象数据，62为控制模块，63为太阳跟踪装置。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。本发明中的常温、室温一般指15℃到25℃的温度，一般定义为25℃。

在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。

下面结合实施例对本发明作进一步描述：

实施例1：一种太阳能供热系统的供热控制方法及专用装置，按下述方法进行：根据气象数据61的传输信息，再根据空气集热器1出口热量、空气集热器1出风管空气温度、热用户3所需热量、热用户3回水管水温度、储热水箱5出水管水温度、太阳能光伏光热集热器8出口热量、太阳能光伏光热集热器8防冻液出口温度，通过控制模块62来调控供热或/和储热模式；晴朗白天时，当空气集热器1出口热量大于热用户3所需热量，空气集热器1既为热用户3提供热量又为储热水箱5提供热量，太阳能光伏光热集热器8进行光伏发电，且太阳能光伏光热集热器8的防冻液出口温度大于储热水箱5出水管水温度时，同时为储热水箱5提供热量；当空气集热器1出口热量等于热用户3所需热量，空气集热器1仅为热用户3提供热量，太阳能光伏光热集热器8进行光伏发电，且太阳能光伏光热集热器8的防冻液出口温度大于储热水箱5出水管水温度时，同时为储热水箱5提供热量；当空气集热器1出口热量小于热用户3所需热量，且空气集热器1出风管空气温度大于储热水箱5出水管水温度时，空气集热器1仅为储热水箱5提供热量，同时启动压缩机7，由蒸发器6、压缩机7、太阳能光伏光热集热器8、冷凝器9及节流装置10构成的太阳能光伏光热热泵开始运行，为热用户3提供热量；夜晚或雨雪天，无法集热时，先由储热水箱5为热用户3提供热量，当储热水箱5出水管水温度低于热用户3侧供水管路的最低设计温度，启动压缩机7，由储热水箱5、蒸发器6、压缩机7，冷凝器9及节流装置10构成的余热热泵开始运行，为热用户3提供热量；当连续数天雨雪天，上述方式均无法为热用户3供热提供热量时，储热水箱5内的电热棒58接通电源，利用电辅助加热储热水箱5内的水，来为热用户3供热提供热量。

进一步地，上述空气集热器1出口热量，根据热量公式Q₁=c₁m₁△t计算得到，其中，Q₁为空气集热器出口热量， c₁为空气的比热容，m₁为空气的质量，△t为温度变化量，△t=t₁-t₂,t₁为空气集热器出口空气温度，t₂为热用户的设计回水温度。

进一步地，上述太阳能光伏光热集热器8的电池板所发的电，当上述压缩机7未启动时，在太阳能控制模块55的控制下，优先存储在蓄电池57中，蓄电池57储满后上网；当上述压缩机7启动时，根据控制模块61传输至电源控制器59的信息，优先使用太阳能系统供电，断开市电58。一旦受天气影响，太阳能光伏光热集热器8的电池板无法发电，由蓄电池57放电为压缩机7供电；当蓄电池57供电电路电压低于保护电压的情况下，切换到市电58模式，直至太阳能供电电路电压恢复正常，再切回太阳能供电模式。若用电负荷太大，太阳能发电不能满足需求时，可同时接通太阳能供电和市电58。

本发明所述方法通过以气象数据61数据，根据热量公式Q₂=c₂m₂△t计算热用户3所需的热量，实现以热用户3所需的热量为基本判断依据，结合温度数据的供热或/和储热模式调控。最大限度的利用太阳能为热用户供热并储热，提高太阳能利用效率，如此循环，实现供热系统的连续、可靠，确保满足热用户的需求的同时，实现自发自用、余电上网，增加盈利。其中，Q₂为热用户所需热量， c₂为水的比热容，m₂为水的质量，△t为温度变化量，△t=t₃-t₄,t₃为室内设计温度，t₄为室外温度。

如此循环，实现供热系统的连续、可靠，确保满足热用户的需求。

实施例2：如附图1所示，实施上述一种太阳能供热系统的供热控制方法及专用装置，包括空气集热器1、第一换热器2、热用户3、第二换热器4、储热水箱5、蒸发器6、压缩机7、太阳能光伏光热集热器8、冷凝器9和节流装置10；空气集热器1的送风端与第一换热器2的一次侧进口通过第一送风管道11连通，第一换热器2的一次侧出口与空气集热器1的回风端通过第一回风管道12连通，热用户3的出水口与第一换热器2的二次侧进口通过第一回水管道13连通，第一换热器2的二次侧出口与热用户3的进水口通过第一供水管道14连通，在第一送风管道11上串接有第一电动三通调节阀15，第一电动三通调节阀15的第三端口与第二换热器4的一次侧进口通过第二送风管道16连通，在第一回风管道12上串接有第二电动三通调节阀17，第二电动三通调节阀17的第三端口与第二换热器4的一次侧出口通过第二回风管道18连通，储热水箱5的出水口与第二换热器4的二次侧进口通过第二回水管道19连通，第二换热器4的二次侧出口与储热水箱5的进水口通过第二供水管道20连通，储热水箱5的出水口与蒸发器6进水口通过第三回水管道21连通，蒸发器6出水口与储热水箱5的进水口通过第三供水管道22连通，热用户3的进水口与冷凝器9的出水口通过第四供水管道23连通，冷凝器9的进水口与热用户3的出水口通过第四回水管道24连通，冷凝器9与节流装置10、节流装置10与蒸发器6、蒸发器6与压缩机7和压缩机7与冷凝器9之间通过制冷剂循环管道25连通，在第四供水管道23上串接有第三电动三通调节阀26，第三电动三通调节阀26的第三端口与储热水箱5通过第五供水管道27连通，在第四回水管道24上串接有第四电动三通调节阀28，第四电动三通调节阀28的第三端口与储热水箱通过第五回水管道连通29，太阳能光伏光热集热器8与蒸发器6通过防冻液循环管道30连通；

在靠近空气集热器1送风端的第一送风管道11上设置有第一温度传感器31、串接有送风机32，在靠近空气集热器1回风端的第一回风管道12上串接有回风机33，在第一回水管道13上设置有第二温度传感器34、串接有第一电动调节阀35，在第一供水管道14上串接有第一水泵36，在第二回水管道19上设置有第三温度传感器37、串接有第二水泵38，在第二供水管道20上串接有第二电动调节阀39，在第三回水管道21上设置有第四温度传感器40、串接有第三水泵41，在第三供水管道22上设置有第五温度传感器42、串接有第三电动调节阀43，在靠近热用户3端的第四回水管道24上设置有第六温度传感器44，在第四回水管道24上串接有第四电动调节阀45，在靠近冷凝器9出水口的第四供水管道23上设置有第七温度传感器46，在第四供水管道23上串接有第四水泵47，在第五回水管道29上设置有第八温度传感器48，在第五供水管道27上设置有第九温度传感器49、串接有第四水泵50，在靠近太阳能光伏光热集热器8防冻液出口的防冻液循环管道30上设置有第十温度传感器51、串接有第五电动调节阀52，在蒸发器制冷剂出口和进口端的制冷剂循环管道上分别设置有第六电动调节阀53和第七电动调节阀54；

太阳能光伏光热集热器8的光伏板通过太阳能控制器55与逆变器56连接，太阳能控制器55与电源控制器59通过逆变器56连接，太阳能控制器55与市电58通过逆变器56连接，太阳能控制器55还与蓄电池57连接，对蓄电池57进行充电、放电进行控制，蓄电池57与电源控制器59通过逆变器56连接，市电58与电源控制器59连接，电源控制器59与压缩机7连接，电源控制器59还与电加热棒60连接；

太阳能光伏光热集热器8的光伏板与太阳能控制器55电连接或通信连接，逆变器56、蓄电池57与太阳能控制器55电连接或通信连接，蓄电池57、市电58、电源控制器59与逆变器56电连接或通信连接，压缩机7、市电58与电源控制器59电连接或通信连接，第一电动三通调节阀15、第二电动三通调节阀17、第三电动三通调节阀26、第四电动三通调节阀28、送风机32、回风机33、第一温度传感器31、第二温度传感器34、第三温度传感器37、第四温度传感器40、第五温度传感器42、第六温度传感器44、第七温度传感器46、第八温度传感器48、第九温度传感器49、第十温度传感器51、第一电动调节阀35、第二电动调节阀39、第三电动调节阀43、第四电动调节阀45、第五电动调节阀52、第六电动调节阀53、第七电动调节阀54、第一水泵36、第二水泵38、第三水泵41、第四水泵47、第五水泵50、太阳能控制器55、电源控制器59、气象数据61均与上述控制模块62电连接或通信连接。

通过气象数据61获取气象情况和第一温度传感器31采集的温度数据，控制模块62计算判断热用户3所需热量和空气集热器1出口热量大小，当空气集热器1出口热量大于热用户3所需热量时，空气集热器1既为热用户3提供热量又为储热水箱5提供热量，控制模块62通过第一温度传感器31、第二温度传感器34和第三温度传感器37采集的温度数据，实时调节第一电动三通调节阀15和第二电动三通调节阀17的开度及流通方向，启动送风机32、回风机33、第一电动调节阀35、第二电动调节阀39，启动第一水泵36和第二水泵38，空气集热器1中的一部分热空气经过第一送风管道11进入第一换热器2后为热用户3提供热量，空气集热器1热空气经过第一换热器2换热降温后的回风经过第一回风管道12回到空气集热器1中，热用户3的热水依序通过第一回水管道13、第一电动调节阀35，经过第一换热器2后升温，再通过第一供水管道14和第一水泵36供给热用户3；空气集热器1中的另一部分热空气经过第一送风管道11，通过第一电动三通调节阀15，进入第二换热器4后为储热水箱5提供热量，空气集热器1热空气经过第二换热器4换热降温后的回风经过第二回风管道18，通过第二电动三通调节阀17回到空气集热器1中，储热水箱5的热水依序通过第二回水管道19、第二水泵38，经过第二换热器4后升温，再通过第二供水管道20和第二电动调节阀39回到储热水箱5；

当空气集热器1出口热量等于热用户3所需热量时，空气集热器1仅为热用户3提供热量，关闭第一电动三通调节阀15和第二电动三通调节阀17流向第二换热器4的方向，启动送风机32、回风机33、第一电动调节阀35，启动第一水泵36，空气集热器1中的热空气经过第一送风管道11进入第一换热器2后为热用户3提供热量，空气集热器1热空气经过第一换热器2换热降温后的回风经过第一回风管道12回到空气集热器1中，热用户3的热水依序通过第一回水管道13、第一电动调节阀35，经过第一换热器2后升温，再通过第一供水管道14和第一水泵36供给热用户3；

当空气集热器1出口热量小于热用户3所需热量时，空气集热器1仅为储热水箱5提供热量，关闭第一电动三通调节阀15和第二电动三通调节阀17流向第一换热器2的方向，打开送风机32、回风机33、第二电动调节阀39，启动第二水泵38，空气集热器1中的热空气经过第一送风管道11，通过第一电动三通调节阀15，进入第二换热器4后为储热水箱5提供热量，空气集热器1热空气经过第二换热器4换热降温后的回风经过第二回风管道18，经过第二电动三通调节阀17，再通过第二回风管道12回到空气集热器1中，储热水箱5的热水依序通过第二回水管道19、第二水泵38，经过第二换热器4后升温，再通过第二供水管道20和第二电动调节阀39回到储热水箱5；

通过第四温度传感器40采集的温度数据和第十温度传感器51采集的温度数据，控制模块62判断两个温度数据的大小，当第十温度传感器51采集的温度数据大于第四温度传感器40采集的温度数据时，太阳能光伏光热集热器8为储热水箱5提供热量，控制模块62通过第四温度传感器40、第五温度传感器42和第十温度传感器51采集的温度数据，实时调节第三电动调节阀15的开度，关闭第六电动调节阀53和第七电动调节阀54，启动第三水泵，太阳能光伏光热集热器8中的防冻液通过防冻液循环管道，经过第五电动调节阀52，再经过蒸发器6后降温，通过防冻液循环管道回到太阳能光伏光热集热器8，储热水箱5的热水依序通过第三回水管道21、第三水泵41，经过蒸发器6后升温，再通过第三供水管道22和第三电动调节阀43回到储热水箱5。

通过气象数据61获取气象情况和第一温度传感器31采集的温度数据，控制模块62计算判断热用户3所需热量和空气集热器1出口热量大小，当空气集热器1出口热量小于热用户3所需热量时，由蒸发器6、压缩机7、太阳能光伏光热集热器8、冷凝器9及节流装置10构成的太阳能光伏光热热泵开始运行，为热用户3提供热量，控制模块62通过第一温度传感器31、第六温度传感器44、第七温度传感器46和第八温度传感器48采集的温度数据，启动压缩机7，实时调节第三电动三通调节阀26和第四电动三通调节阀28的开度及流通方向，关闭第三水泵41和第三电动调节阀43，打开第六电动调节阀53和第七电动调节阀54，太阳能光伏光热集热器8防冻液通过防冻液循环管道，经过第五电动调节阀52，再经过蒸发器6后降温，通过防冻液循环管道回到太阳能光伏光热集热器8，蒸发器内的制冷剂循环管道25中的制冷剂吸收热量后蒸发，通过第六电动调节阀53，经过压缩机7后被压缩，进入冷凝器9后降温，再经过节流装置10和第七电动调节阀54回到蒸发器；冷凝器9出口的热水依序经过第四供水管道23，通过第四水泵47和第三电动三通调节阀26，经过热用户3后降温，再经过第四回水管道24，通过第四电动三通调节阀28和第四电动调节阀45回到冷凝器9。

通过气象数据61获取气象情况，夜晚或雨雪天，无法集热时，由储热水箱5为热用户3提供热量，控制模块62通过第九温度传感器49和第六温度传感器44采集的温度数据，控制第三电动三通调节阀26、第四电动三通调节阀28的开关和第五水泵50的启停，关闭第四电动调节阀45和第四水泵47，储热水箱5中的热水依序经过第五供水管道27，通过第五水泵50、第三电动三通调节阀26，经过热用户3后降温，再经过第五回水管道29，通过第三电动三通调节阀26回到储热水箱5；

通过第九温度传感器49和第六温度传感器44采集的温度数据，控制模块62判断上述两个温度数据的大小，当第九温度传感器49采集的温度数据等于或小于第六温度传感器44采集的温度数据时，启动压缩机7，由储热水箱5、蒸发器6、压缩机7，冷凝器9及节流装置10构成的余热热泵开始运行，为热用户3提供热量，关闭第五水泵50和第五电动调节阀52，打开第三水泵41、第三电动调节阀43、第四电动调节阀45、第四水泵47、第六电动调节阀53和第七电动调节阀54，储热水箱5的热水依序通过第三回水管道21、第三水泵41，经过蒸发器6后降温，再通过第三供水管道22和第三电动调节阀43回到储热水箱5；蒸发器内的制冷剂循环管道25中的制冷剂吸收热量后蒸发，通过第六电动调节阀53，经过压缩机7压缩后，进入冷凝器9后降温，再经过节流装置10和第七电动调节阀54回到蒸发器；冷凝器9出口的热水依序经过第四供水管道23，通过第四水泵47和第三电动三通调节阀26，经过热用户3后降温，再经过第四回水管道24，通过第四电动三通调节阀28和第四电动调节阀45回到冷凝器9。

通过气象数据61获取气象情况，当连续数天雨雪天，上述方式均无法为热用户3供热提供热量时，控制模块62控制电源管理器59，储热水箱5内的电热棒58接通电源，利用电辅助加热储热水箱5内的水，来为热用户3供热提供热量，如此循环，持续为热用户提供热量。

本发明具有下述优点：

1、采用空气集热器与太阳能光伏光热热泵相结合，并设了来电辅助加热，克服了太阳能集热器供热不稳定的缺点，提高了供热系统连续性和可靠性，确保满足热用户需求；

2、在晴朗白天，按空气集热器优先供热，太阳能光伏光热集热器优先发电和储热的原则，达到最大限度的利用太阳能，节约能源；

3、正常情况下，优先利用太阳能所发电力，为压缩机提供电能，减少公共电网的用电量，采用余电上网模式，可带来一定的经济效益；

4、对供热及储热过程进行全面自动监控，自控水平高，运行安全可靠，可以更加准确地调节供热或/和储热模式。

以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (6)

1.一种一种太阳能供热系统的供热控制方法及专用装置，其特征在于按下述方法进行：根据气象数据的传输信息，再根据空气集热器出口热量、空气集热器出风管空气温度、热用户所需热量、热用户回水管水温度、储热水箱出水管水温度、太阳能光伏光热集热器出口热量、太阳能光伏光热集热器防冻液出口温度，通过控制模块来调控供热或/和储热模式；晴朗白天时，当空气集热器出口热量大于热用户所需热量，空气集热器既为热用户提供热量又为储热水箱提供热量，太阳能光伏光热集热器进行光伏发电，且太阳能光伏光热集热器防冻液出口温度大于储热水箱出水管水温度时，同时为储热水箱提供热量；当空气集热器出口热量等于热用户所需热量，空气集热器仅为热用户提供热量，太阳能光伏光热集热器进行光伏发电，且太阳能光伏光热集热器防冻液出口温度大于储热水箱出水管水温度时，同时为储热水箱提供热量；当空气集热器出口热量小于热用户所需热量，且空气集热器出风管空气温度大于储热水箱出水管水温度时，空气集热器仅为储热水箱提供热量，同时启动压缩机，由太阳能光伏光热集热器、蒸发器、压缩机，冷凝器及节流装置构成的太阳能光伏光热热泵开始运行，为热用户提供热量；夜晚或雨雪天，无法集热时，先由储热水箱为热用户提供热量，当储热水箱出水管水温度低于热用户侧供水管路的最低设计温度，启动压缩机，由储热水箱、蒸发器、压缩机，冷凝器及节流装置构成的余热热泵开始运行，为热用户提供热量；当连续数天雨雪天，上述方式均无法为热用户供热提供热量时，储热水箱内的电热棒接通电源，利用电辅助加热储热水箱内的水，来为热用户供热提供热量。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能供热系统的供热控制方法及专用装置，其特征在于上述太阳能光伏光热集热器的电池板所发的电，当上述压缩机未启动时，在太阳能控制模块的控制下，优先存储在蓄电池中，蓄电池储满后上网；当上述压缩机启动时，根据控制模块传输至电源控制器的信息，优先使用太阳能系统供电，断开市电；一旦受天气影响，太阳能光伏光热集热器的电池板无法发电，由蓄电池放电为压缩机供电；当蓄电池供电电路电压低于保护电压的情况下，切换到市电模式，直至太阳能供电电路电压恢复正常，再切回太阳能供电模式；若用电负荷太大，太阳能发电不能满足需求时，可同时接通太阳能供电和市电。

3.一种实施根据权利要求1或2所述的一种太阳能供热系统的供热控制方法及专用装置，其特征在于包括空气集热器、第一换热器、热用户、第二换热器、储热水箱、蒸发器、压缩机、太阳能光伏光热集热器、冷凝器和节流装置；空气集热器的送风端与第一换热器的一次侧进口通过第一送风管道连通，第一换热器的一次侧出口与空气集热器的回风端通过第一回风管道连通，热用户的出水口与第一换热器的二次侧进口通过第一回水管道连通，第一换热器的二次侧出口与热用户的进水口通过第一供水管道连通，在第一送风管道上串接有第一电动三通调节阀，第一电动三通调节阀的第三端口与第二换热器的一次侧进口通过第二送风管道连通，在第一回风管道上串接有第二电动三通调节阀，第二电动三通调节阀的第三端口与第二换热器的一次侧出口通过第二回风管道连通，储热水箱的出水口与第二换热器的二次侧进口通过第二回水管道连通，第二换热器的二次侧出口与储热水箱的进水口通过第二供水管道连通，储热水箱的出水口与蒸发器进水口通过第三回水管道连通，蒸发器出水口与储热水箱的进水口通过第三供水管道连通，热用户的进水口与冷凝器的出水口通过第四供水管道连通，冷凝器的进水口与热用户的出水口通过第四回水管道连通，冷凝器与节流装置、节流装置与蒸发器、蒸发器与压缩机和压缩机与冷凝器之间通过制冷剂循环管道连通，在第四供水管道上串接有第三电动三通调节阀，第三电动三通调节阀的第三端口与储热水箱通过第五供水管道连通，在第四回水管道上串接有第四电动三通调节阀，第四电动三通调节阀的第三端口与储热水箱通过第五回水管道连通，太阳能光伏光热集热器与蒸发器通过防冻液循环管道连通；

在靠近空气集热器送风端的第一送风管道上设置有第一温度传感器、串接有送风机，在靠近空气集热器回风端的第一回风管道上串接有回风机，在第一回水管道上设置有第二温度传感器、串接有第一电动调节阀，在第一供水管道上串接有第一水泵，在第二回水管道上设置有第三温度传感器、串接有第二水泵，在第二供水管道上串接有第二电动调节阀，在第三回水管道上设置有第四温度传感器、串接有第三水泵，在第三供水管道上设置有第五温度传感器、串接有第三电动调节阀，在靠近热用户端的第四回水管道上设置有第六温度传感器，在第四回水管道上串接有第四电动调节阀，在靠近冷凝器出水口的第四供水管道上设置有第七温度传感器，在第四供水管道上串接有第四水泵，在第五回水管道上设置有第八温度传感器，在第五供水管道上设置有第九温度传感器、串接有第四水泵，在靠近太阳能光伏光热集热器防冻液出口的防冻液循环管道上设置有第十温度传感器、串接有第五电动调节阀，在蒸发器制冷剂出口和进口端的制冷剂循环管道上分别设置有第六电动调节阀和第七电动调节阀；

太阳能光伏光热集热器的光伏板通过太阳能控制器与逆变器连接，太阳能控制器与电源控制器通过逆变器连接，太阳能控制器与市电通过逆变器连接，太阳能控制器还与蓄电池连接，对蓄电池进行充电、放电进行控制，蓄电池与电源控制器通过逆变器连接，市电与电源控制器连接，电源控制器与压缩机连接，电源控制器还与电加热棒连接；

太阳能光伏光热集热器的光伏板与太阳能控制器电连接或通信连接，逆变器、蓄电池与太阳能控制器电连接或通信连接，蓄电池、市电、电源控制器与逆变器电连接或通信连接，压缩机、市电与电源控制器电连接或通信连接，第一电动三通调节阀、第二电动三通调节阀、第三电动三通调节阀、第四电动三通调节阀、送风机、回风机、第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器、第五温度传感器、第六温度传感器、第七温度传感器、第八温度传感器、第九温度传感器、第十温度传感器、第一电动调节阀、第二电动调节阀、第三电动调节阀、第四电动调节阀、第五电动调节阀、第六电动调节阀、第七电动调节阀、第一水泵、第二水泵、第三水泵、第四水泵、第五水泵、太阳能控制器、电源控制器、均与上述控制模块电连接或通信连接。

4.根据权利要求3所述的专用装置，其特征在于控制模块设置有气象数据接口，控制模块与气象数据电连接或通信连接，实现气象情况的判断以及热用户所需热负荷的计算。

5.根据权利要求3所述的专用装置，其特征在于空气集热器和太阳能光伏光热集热器内嵌有太阳跟踪装置，实现空气集热器的主光轴和太阳光线相平行，太阳能光伏光热集热器的太阳能电池板保持正对太阳，光线随时垂直照射太阳能电池板。

6.根据权利要求3所述的专用装置，其特征在于第一换热器和第二换热器均采用空气-水换热器。

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