CN115307334B - 多热源热泵空调系统及其运行控制方法 - Google Patents

多热源热泵空调系统及其运行控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多热源热泵空调系统及其运行控制方法，该系统包括压缩机、室内换热器和室外换热器，压缩机的进出管路与四通转换阀连接，四通转换阀连接在室内换热器和室外换热器循环管路上；空调系统设置太阳能集热器；太阳能集热器与室外换热器形成并联连接；空调系统还设置蓄热器，蓄热器与室外换热器形成并联连接。采用上述技术方案，通过多热源热泵空调系统的控制，使之在不同的工况下可以智能选择相应的最佳工作路线，使得制冷剂的流通路径最短，使得制冷剂的流量分配更加合理，达到精准调节的效果，进而保证系统运行的高效性、稳定性，充分发挥稳定的工作性能。

Description

多热源热泵空调系统及其运行控制方法
技术领域
本发明属于暖通空调设备控制系统的技术领域。更具体地，本发明涉及一种多热源热泵空调系统。本发明还涉及该空调系统的运行控制方法。
背景技术
目前，国内外对于多热源热泵的研究大都集中于地热源、太阳能、地热-太阳能耦合、地热-空气耦合等方面，如图1-2所示。
耦合能源热泵相对于传统单一热源热泵具有更高的效率且更加的节能、环保。多热源热泵技术可以将两种以上的可再生能源进行有效的耦合，从而克服了单一热源热泵在实际应用中存在的不足，同时也体现了其在节能上的优越性。尤其对于过寒冷地区的取暖问题可以得到有效解决，具有巨大的市场潜力。
在太阳能-土壤耦合热泵方面，国外大量学者对其进行了模拟和实验研究。美国的专家以TRNSYS软件为平台，通过对美国6个典型城市不同气候特征的地热耦合热泵系统进行了多年的模拟研究，并对其进行了仿真分析，得出了其具备良好的节能效果。我国的科技工作者针对严寒地区不同工作条件下的太阳能地热源耦合热泵系统的工作特点，建立了不同工作状态下的数学模型，得到了严寒地区太阳能保证率及太阳能集热器面积的计算方法。大量研究表明，采用太阳能热泵系统进行辅助供热，可以降低整个系统在采暖期间从土壤中获取的热量，提高系统的整体节能效果。但是，由于太阳的能流密度低，采用太阳能热泵供热时，集热器面积大，安装空间大，成本高，使用价值低。此外，由于在严寒地区采用太阳能热泵系统，在冬天需要使用防冻剂，长时间运行会发生爆管、漏水等问题，从而使系统的稳定运行变得更加困难。
在太阳能-空气源耦合方面，国内外学者做了如下研究：有专家提出太阳能与多功能热泵技术有机结合的间接膨胀式太阳能多功能热泵系统；有的专家根据模拟与实验提出了利用太阳能制备热水的非直膨式太阳能热泵系统，并建立该系统的理论模型。该系统采用相变蓄热材料，太阳能集热器采用平板集热器。试验结果表明：混合式太阳能热泵效果最佳，串联式太阳能集热器的效率最高；还有的专家等提出了太阳能-空气混合源热水系统，其集热/蒸发装置采用了独特的结构设计，可以实现太阳辐射与大气的综合传热，经试验模拟，发现其运行性能稳定，几乎不受太阳辐射变化影响，全体都能高效可靠运行，适应性很强。
太阳能与空气源耦合作为热泵的热源供给，这种耦合热源热泵相较于单一空气源热泵能有效地提高机组运行的稳定性与可靠性。但是环境空气源与太阳能二者在时间分布上存在同向性，因此互补性较差，在低太阳辐射且低温的条件下，太阳能与空气耦合的热泵系统仍难以满足严寒地区的供暖需求。
发明内容
本发明提供一种多热源热泵空调系统，其目的是在不同的工况下可以智能选择相应的最佳工作路线，充分发挥稳定的工作性能。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
本发明的多热源热泵空调系统(以下简称系统)，包括压缩机、室内换热器和室外换热器，所述的压缩机的进出管路与四通转换阀连接，所述的四通转换阀连接在室内换热器和室外换热器循环管路上；所述的空调系统设置太阳能集热器；所述的太阳能集热器与室外换热器形成并联连接；所述的空调系统还设置蓄热器，所述的蓄热器与室外换热器形成并联连接。
所述的太阳能集热器的末端与室外换热器相连接位置设有单向阀，防止制冷剂在系统制冷状态下回流至太阳能集热器中。
所述的蓄热器通过管路与锅炉连接。
太阳能集热器采用真空管式集热器。
所述的蓄热器采用石蜡作为蓄热器内填充相变材料的潜热固液式相变蓄热器。
所述的蓄热器的形状为圆筒状，其内部中间设置圆柱形的通孔作为排烟管道；制冷剂管道在蓄热器外壳与中间通孔之间成螺旋环绕；然后，将石蜡填充在蓄热器外壳与中间通孔之间。
所述的蓄热器外壳的外表面包裹的绝热材料为丁氰橡胶。
为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本发明还提供了以上所述的多热源热泵空调系统的运行控制方法，其技术方案是：
所述的运行控制方式包括四种模式，分别为供暖期的三种供暖模式、供冷期一种供冷模式；所述的三种供暖模式分别为：空气源-太阳能热泵供暖模式、蓄热器-太阳能热泵联合供热模式、蓄热器热泵与PTC联合供暖模式；所述的三种供暖模式可以采用不同组合运行；所述的供冷模式为空气源供冷空调模式。
所述的空气源-太阳能热泵供暖模式主要应用于供暖初期和末期室外环境温度较高或者虽然环境温度较低但太阳辐射较强时，使空气源与太阳能共同发挥作用以满足供暖需求；该模式是将室外换热器与太阳能集热器并联起来，构成制热模式回路，使得制冷剂同时从室外换热器和太阳能集热器中流通；
在该模式的循环中，来自室内换热器的制冷剂进入室外换热器与太阳能集热器中；太阳能集热器与室外换热器当中的制冷剂工质吸收太阳辐射的热能与环境当中的空气热能后，气化变成低压的饱和蒸汽；
气态的制冷剂工质再通过四通换向阀回到压缩机，再经过室内换热器的冷凝器进行冷凝，制冷剂工质的流动循环往复，从而完成该模式下的制热循环。
所述的蓄热器-太阳能热泵联合供热模式主要应用于外界温度过低、空气源难以满足制热需求的供暖中期；该模式是将来自室内换热器的制冷剂分别进入蓄热器与太阳能集热器当中进行气化蒸发；
蓄热器当中的热源主要包括来自家庭的日常生活中的化石燃料热源，包括煤炭、天然气；使用时，需提前打开锅炉进行燃烧蓄热；
在该模式的循环中，来自室内换热器当中的制冷剂工质吸收蓄热器与太阳能集热器当中存储的热能后，气化变成低压的饱和蒸汽；
气态的制冷剂会通过四通换向阀回到压缩机中，再经过室内换热器的冷凝器进行冷凝，制冷剂工质的流动循环往复，从而完成该模式下的制热循环。
所述的蓄热器热泵与PTC联合供暖模式主要应用于当室外温度低于零下25℃时的工况条件下、室外空气源与太阳能集热器均不能稳定有效的工作的状态；该模式同时为了缩短制冷剂的流通路径，减少热损耗，制冷剂将只通过蓄热器的唯一路径进行热交换；
若蓄热器中的热量满足供热需求，则无需打开PTC；否则打开PTC进行辅助加热取暖，当蓄热器当中的热量存储不满足供热需求时，系统会自动打开PTC进行辅助加热，从而达到稳定供暖的要求；
在该模式的循环中，压缩机将制冷剂加压成高温高压的液体，先通过四通换向阀进入室内换热器的冷凝器进行冷凝，进而提高室内温度，达到加热的效果；
再通过电子膨胀阀进入蓄热器当中进行气化蒸发，最后回到压缩机当中，从而完成该模式下的制热循环。
所述的空气源供冷空调模式应用于环境高温下的室内制冷降温；
在该模式的循环中，压缩机将制冷剂压缩成高温高压的液体，先通过四通换向阀进入室外换热器的冷凝器进行冷凝，再通过电子膨胀阀进入室内换热器进行气化蒸发，由于制冷剂工质的物理形态的变化，通过气化吸热，从而达到降低室内温度的需求；
该模式中，制冷剂首先是被压缩机压缩成高温高压的气体，经过室外冷凝器冷凝成较高温高压的液体，然后通过膨胀阀成为低温低压的液体，流经室内蒸发器蒸发气化后成为低温低压的气体，同时会对室内进行降温工作，再通过四通换向阀回到压缩机。制冷剂的流动循环如此往复，从而完成该模式下的制冷循环。
所述的三种供暖模式的转换与运行方式为：
系统检测室外温度；
1)、当检测到室外温度高于-15℃时，系统进入空气源-太阳能耦合制热模式；
此时，系统会将制冷剂的流向默认分配到室外换热器与太阳能集热器；
与此同时，位于太阳能集热器中的温度传感器会收集其内部储存的防冻液的温度并将其传输至系统，系统将进一步分配流经室外换热器与太阳能集热器制冷剂流量百分比；
当太阳能集热器内部温度高于0℃时，太阳能集热器才会被启用，且温度每上升1℃，制冷剂经过太阳能集热器的流量增加1.7％，其余制冷剂流量全部经过室外换热器；
2)、当检测到室外温度范围在-15℃至-25℃之间时，系统进入太阳能-蓄热器耦合制热模式；
此时，系统会将制冷剂的流向默认分配到太阳能集热器与蓄热器；
与此同时，位于太阳能集热器中的温度传感器会收集其内部储存的防冻液的温度并将该数据传输至系统，系统再进一步分配流经蓄热器与太阳能集热器的制冷剂流量百分比；
由于此时室外温度较低，为了减少热量损耗，制冷剂需满足最短流动路径原则，因此只有检测到太阳能集热器中的防冻液温度高于30℃时，系统才会接通该路径，且接通该路径时制冷剂流量默认为50％；
当太阳能集热器内温度每上升1℃，制冷剂流量相应增加1.7％，其余制冷剂流量全部经过蓄热器；
3)、当检测到室外温度范围低于-25℃时，系统则进入蓄热器+PTC联合供热模式；
此时，由于室外温度过于寒冷，系统会将制冷剂的流向唯一分配至蓄热器当中，暂停太阳能集热器与室外换热器的工作；
同时，系统会根据需要，决定是否打PTC电辅热装置；如果需要，则开打开PTC电辅热装置为室内进行辅助加热。
本发明采用上述技术方案，以环境空气、太阳能和化石燃料等为热源，通过多热源热泵空调系统的控制，使之在不同的工况下可以智能选择相应的最佳工作路线，使得制冷剂的流通路径最短，使得制冷剂的流量分配更加合理，达到精准调节的效果，进而保证系统运行的高效性、稳定性，充分发挥稳定的工作性能。
附图说明
附图所示内容及图中的标记简要说明如下：
图1为本发明的系统结构示意图；
图2为本发明的空气源-太阳能热泵供暖模式示意图；
图3为本发明的蓄热器-太阳能热泵联合供热模式示意图；
图4为本发明的蓄热器热泵与PTC联合供暖模式示意图；
图5为本发明的空气源供冷空调模式示意图；
图6为本发明的三种供暖模式的转换与运行方式示意图；
图7为本发明的蓄热器外形结构示意图；
图8为本发明的蓄热器内部结构示意图。
图中标记为：
1、压缩机，2、四通转换阀，3、室内换热器，4、室外换热器，5、单向阀，6、太阳能集热器，7、电子膨胀阀，8、蓄热器，9、锅炉。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
一、本发明的总体结构：
如图1所示本发明的结构，为一种多热源热泵空调系统，包括压缩机1、室内换热器3和室外换热器4，所述的压缩机1的进出管路与四通转换阀2连接，所述的四通转换阀2连接在室内换热器3和室外换热器4循环管路上。
为了解决现有技术存在的问题并克服其缺陷，实现在不同的工况下可以智能选择相应的最佳工作路线，充分发挥稳定的工作性能的发明目的，本发明采取的技术方案为：
如图1所示，本发明的多热源热泵空调系统设置太阳能集热器6；所述的太阳能集热器6与室外换热器4形成并联连接；所述的空调系统还设置蓄热器8，所述的蓄热器8与室外换热器4形成并联连接。
空气源作为生活中随处可见的热源，是热泵最容易获得的热源之一，在无特殊要求的情况下，空气源热泵空调也是生活中最常见的热泵空调。但在中国北方的冬季室外气温一般低于零下10℃，普通的空气源热泵难以运行，存在负荷匹配性与低温适应性差的问题，进而导致居民取暖困难。化石能源如煤炭等也是生活中较为常见的热源材料，而太阳能则是一种生活中更为常见的热源，也更加的清洁环保。因此将这三种热源复合起来，构建多热源热泵空调系统可以有效解决上述问题。因此，本发明将三种热源耦合起来，加以综合利用，室外空气源、太阳能集热器热源、蓄热器热源三种热源共同构成该系统的热源机组。在制热状态下，在室外空气源和太阳能热源都不能稳定运行的条件下系统会打开PTC电辅热为室内进行取暖。
针对不同的室外环境，可以进行不同的排列组合，从而确保能够达到稳定制热效果。该系统在不同的工况下制冷剂的走向也是不同的。制热模式下，制冷剂被压缩机加压排出后，首先经过室内的热交换器，然后进入电子膨胀阀；随后可以根据室外温度选择，通过室外换热器、太阳能集热器或蓄热器，再通过四通换向阀流回压缩机构成循环回路；也可以根据室外温度的变化同时，通过它们当中的两个或三个分支并控制流量，达到最佳的节能效果。
二、如图7和图8所示，蓄热器的技术方案：
所述的蓄热器8通过管路与锅炉9连接。
所述的蓄热器8采用石蜡作为蓄热器内填充相变材料的潜热固液式相变蓄热器。
所述的蓄热器8的形状为圆筒状，其内部中间设置圆柱形的通孔作为排烟管道；制冷剂管道在蓄热器8外壳与中间通孔之间成螺旋环绕；然后，将石蜡填充在蓄热器8外壳与中间通孔之间。
所述的蓄热器8外壳的外表面包裹的绝热材料为丁氰橡胶。
三、太阳能集热器：
太阳能集热器6采用真空管式集热器，用于北方普通家庭冬季采暖使用，能满足以下性能要求：
1、结构简单、制造方便、可靠性强；
2、集热效率高、保温性能好；
3、可以中高温条件下运行，也能在寒冷地区的冬季运行；
4、使用寿命要长、一年四季都可以使用。
太阳能集热器由12根真空集热管与蓄水箱组成；根据实际情况取太阳能集热器6的水箱容积为0.3m3。单根集热管容积为5升，则集热管内水所占体积为0.06m3，则蓄水箱容积为0.24m3。蓄水箱整体为圆柱形，外层填充绝热材料用来保温。蓄热器水箱长1.2m，直径0.564m。
四、多热源热泵空调系统的运行控制方法：
为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本发明还提供了以上所述的多热源热泵空调系统的运行控制方法，其技术方案是：
所述的运行控制方式包括四种模式，分别为供暖期的三种供暖模式、供冷期一种供冷模式；所述的三种供暖模式分别为：空气源-太阳能热泵供暖模式、蓄热器-太阳能热泵联合供热模式、蓄热器热泵与PTC联合供暖模式；所述的三种供暖模式可以采用不同组合运行；所述的供冷模式为空气源供冷空调模式。
五、如图2所示，空气源-太阳能热泵供暖模式：
所述的空气源-太阳能热泵供暖模式主要应用于供暖初期和末期室外环境温度较高或者虽然环境温度较低但太阳辐射较强时，使空气源与太阳能共同发挥作用以满足供暖需求；该模式是将室外换热器4与太阳能集热器6并联起来，构成制热模式回路，使得制冷剂同时从室外换热器4和太阳能集热器6中流通；
在该模式的循环中，来自室内换热器3的制冷剂进入室外换热器4与太阳能集热器6中；太阳能集热器6与室外换热器4当中的制冷剂工质吸收太阳辐射的热能与环境当中的空气热能后，气化变成低压的饱和蒸汽；其中，太阳能集热器6末端与室外换热器4相连接位置装有单向阀5，防止制冷剂在系统制冷状态下回流至太阳能集热器6当中；
气态的制冷剂工质再通过四通换向阀2回到压缩机1，再经过室内换热器3的冷凝器进行冷凝，制冷剂工质的流动循环往复，从而完成该模式下的制热循环。
六、如图3所示，蓄热器-太阳能热泵联合供热模式：
蓄热器热泵供热模式是使从室内换热器流出的制冷剂直接经过蓄热器再通过四通换向阀进而回到压缩机的制热回路。该模式主要适用于当外界温度过低，空气源难以满足制热需求的供暖中期。此时外界环境温度一般低于零下15℃，空气源热泵系统会运行不稳定并且极易结霜，而当制冷剂流过太阳能和蓄热器进行蒸发气化则可以有效解决这一问题，从而达到稳定的供暖要求。
所述的蓄热器-太阳能热泵联合供热模式主要应用于外界温度过低、空气源难以满足制热需求的供暖中期；该模式是将来自室内换热器3的制冷剂分别进入蓄热器8与太阳能集热器6当中进行气化蒸发；
蓄热器8当中的热源主要包括来自家庭的日常生活中的化石燃料热源，包括煤炭、天然气；使用时，需提前打开锅炉9进行燃烧蓄热；
在该模式的循环中，太阳能集热器6中的热量来自于太阳辐射；在阳光充足的时候，可以有效地将太阳辐射的热量存储起来再利用。系统循环中来自室内换热器3当中的制冷剂工质吸收蓄热器8与太阳能集热器6当中存储的热能后，气化变成低压的饱和蒸汽；其中，蓄热器末端与太阳能集热器相连接位置也装有单向阀，可以防止制冷剂在系统制冷状态下回流至太阳能集热器当中。
气态的制冷剂会通过四通换向阀2回到压缩机1中，再经过室内换热器3的冷凝器进行冷凝，制冷剂工质的流动循环往复，从而完成该模式下的制热循环。
七、如图4所示，蓄热器热泵与PTC联合供暖模式：
所述的蓄热器热泵与PTC联合供暖模式主要应用于当室外温度低于零下25℃时的工况条件下、室外空气源与太阳能集热器6均不能稳定有效的工作的状态；该模式同时为了缩短制冷剂的流通路径，减少热损耗，制冷剂将只通过蓄热器8的唯一路径进行热交换；
若蓄热器8中的热量满足供热需求，则无需打开PTC；否则打开PTC进行辅助加热取暖，当蓄热器8当中的热量存储不满足供热需求时，系统会自动打开PTC进行辅助加热，从而达到稳定供暖的要求；
当室外空气温度过于寒冷时，此时的空气源-太阳能热泵已无法满足系统的稳定运行，为保证制冷剂的最短流动路径，最大的工作效率，此时采用蓄热器与PTC联合供热模式。
在该模式的循环中，压缩机1将制冷剂加压成高温高压的液体，先通过四通换向阀2进入室内换热器3的冷凝器进行冷凝，进而提高室内温度，达到加热的效果；
再通过电子膨胀阀7进入蓄热器8当中进行气化蒸发，最后回到压缩机1当中，从而完成该模式下的制热循环。
八、如图5所示，空气源供冷空调模式：
所述的空气源供冷空调模式应用于环境高温下的室内制冷降温；该模式与普通的家用空调制冷原理相同。
在该模式的循环中，压缩机1将制冷剂压缩成高温高压的液体，先通过四通换向阀2进入室外换热器4的冷凝器进行冷凝，再通过电子膨胀阀7进入室内换热器3进行气化蒸发，由于制冷剂工质的物理形态的变化，通过气化吸热，从而达到降低室内温度的需求；
该模式中，制冷剂首先是被压缩机压缩成高温高压的气体，经过室外冷凝器冷凝成较高温高压的液体，然后通过膨胀阀成为低温低压的液体，流经室内蒸发器蒸发气化后成为低温低压的气体，同时会对室内进行降温工作，再通过四通换向阀回到压缩机。制冷剂的流动循环如此往复，从而完成该模式下的制冷循环。
九、实现系统在根据实际情况的条件下对多热源的智能选择，从而达到最佳的工作效果。如图6所示，所述的三种供暖模式的转换与运行方式为：
系统检测室外温度；
1、当检测到室外温度高于-15℃时，系统进入模式一：空气源-太阳能耦合制热模式；
此时，系统会将制冷剂的流向默认分配到室外换热器4与太阳能集热器6；
与此同时，位于太阳能集热器6中的温度传感器会收集其内部储存的防冻液的温度并将其传输至系统，系统将进一步分配流经室外换热器4与太阳能集热器制冷剂流量百分比；
当太阳能集热器6内部温度高于0℃时，太阳能集热器6才会被启用，且温度每上升1℃，制冷剂经过太阳能集热器6的流量增加1.7％，其余制冷剂流量全部经过室外换热器4；
2、当检测到室外温度范围在-15℃至-25℃之间时，系统进入模式二：太阳能-蓄热器耦合制热模式；
此时，系统会将制冷剂的流向默认分配到太阳能集热器6与蓄热器8；
与此同时，位于太阳能集热器6中的温度传感器会收集其内部储存的防冻液的温度并将该数据传输至系统，系统再进一步分配流经蓄热器8与太阳能集热器6的制冷剂流量百分比；
由于此时室外温度较低，为了减少热量损耗，制冷剂需满足最短流动路径原则，因此只有检测到太阳能集热器6中的防冻液温度高于30℃时，系统才会接通该路径，且接通该路径时制冷剂流量默认为50％；
当太阳能集热器6内温度每上升1℃，制冷剂流量相应增加1.7％，其余制冷剂流量全部经过蓄热器8；
3、当检测到室外温度范围低于-25℃时，系统会进入模式三：蓄热器+PTC联合供热模式；
此时，由于室外温度过于寒冷，系统会将制冷剂的流向唯一分配至蓄热器8当中，暂停太阳能集热器6与室外换热器的工作；
同时，系统会根据需要，决定是否打PTC电辅热装置；如果需要则开打开PTC电辅热装置为室内进行辅助加热。
通过本发明的多热源热泵空调系统的控制，使得制冷剂的流量分配更加合理，达到精准调节的效果，进而保证系统运行的高效性、稳定性。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种多热源热泵空调系统的运行控制方法，所述的多热源热泵空调系统包括压缩机(1)、室内换热器(3)和室外换热器(4)，所述的压缩机(1)的进出管路与四通转换阀(2)连接，所述的四通转换阀(2)连接在室内换热器(3)和室外换热器(4)循环管路上；
所述的空调系统设置太阳能集热器(6)；所述的太阳能集热器(6)与室外换热器(4)形成并联连接；所述的空调系统还设置蓄热器(8)，所述的蓄热器(8)与室外换热器(4)形成并联连接；
所述的太阳能集热器(6)的末端与室外换热器(4)相连接位置设有单向阀(5)，防止制冷剂在系统制冷状态下回流至太阳能集热器(6)中；
所述的蓄热器(8)通过管路与锅炉(9)连接；
太阳能集热器(6)采用真空管式集热器；
所述的蓄热器(8)采用石蜡作为蓄热器内填充相变材料的潜热固液式相变蓄热器；
所述的蓄热器(8)的形状为圆筒状，其内部中间设置圆柱形的通孔作为排烟管道；制冷剂管道在蓄热器(8)外壳与中间通孔之间成螺旋环绕；然后，将石蜡填充在蓄热器(8)外壳与中间通孔之间；
所述的蓄热器(8)外壳的外表面包裹的绝热材料为丁氰橡胶；
其特征在于：
所述的运行控制方式包括四种模式，分别为供暖期的三种供暖模式、供冷期的一种供冷模式；所述的三种供暖模式分别为：空气源-太阳能热泵供暖模式、蓄热器-太阳能热泵联合供热模式、蓄热器热泵与PTC联合供暖模式；所述的三种供暖模式可以采用不同组合运行；所述的供冷模式为空气源供冷空调模式；
所述的空气源-太阳能热泵供暖模式主要应用于供暖初期和末期室外环境温度较高或者虽然环境温度较低但太阳辐射较强时，使空气源与太阳能共同发挥作用以满足供暖需求；该模式是将室外换热器(4)与太阳能集热器(6)并联起来，构成制热模式回路，使得制冷剂同时从室外换热器(4)和太阳能集热器(6)中流通；在所述的空气源-太阳能热泵供暖模式的循环中，来自室内换热器(3)的制冷剂进入室外换热器(4)与太阳能集热器(6)中；太阳能集热器(6)与室外换热器(4)当中的制冷剂工质吸收太阳辐射的热能与环境当中的空气热能后，气化变成低压的饱和蒸汽；气态的制冷剂工质再通过四通换向阀(2)回到压缩机(1)，再经过室内换热器(3)的冷凝器进行冷凝，制冷剂工质的流动循环往复，从而完成该模式下的制热循环；
所述的蓄热器-太阳能热泵联合供热模式主要应用于外界温度过低、空气源难以满足制热需求的供暖中期；所述的蓄热器-太阳能热泵联合供热模式是将来自室内换热器(3)的制冷剂分别进入蓄热器(8)与太阳能集热器(6)当中进行气化蒸发；蓄热器(8)当中的热源主要包括来自家庭的日常生活中的化石燃料热源，包括煤炭、天然气；使用时，需提前打开锅炉(9)进行燃烧蓄热；
在所述的蓄热器-太阳能热泵联合供热模式的循环中，来自室内换热器(3)当中的制冷剂工质吸收蓄热器(8)与太阳能集热器(6)当中存储的热能后，气化变成低压的饱和蒸汽；气态的制冷剂会通过四通换向阀(2)回到压缩机(1)中，再经过室内换热器(3)的冷凝器进行冷凝，制冷剂工质的流动循环往复，从而完成该模式下的制热循环；
所述的蓄热器热泵与PTC联合供暖模式主要应用于当室外温度低于零下25℃时的工况条件下、室外空气源与太阳能集热器(6)均不能稳定有效的工作的状态；该模式同时为了缩短制冷剂的流通路径，减少热损耗，制冷剂将只通过蓄热器(8)的唯一路径进行热交换；若蓄热器(8)中的热量满足供热需求，则无需打开PTC；否则打开PTC进行辅助加热取暖，当蓄热器(8)当中的热量存储不满足供热需求时，系统会自动打开PTC进行辅助加热，从而达到稳定供暖的要求；在所述的蓄热器热泵与PTC联合供暖模式的循环中，压缩机(1)将制冷剂加压成高温高压的液体，先通过四通换向阀(2)进入室内换热器(3)的冷凝器进行冷凝，进而提高室内温度，达到加热的效果；再通过电子膨胀阀(7)进入蓄热器(8)当中进行气化蒸发，最后回到压缩机(1)当中，从而完成该模式下的制热循环；
所述的空气源供冷空调模式应用于环境高温下的室内制冷降温；在所述的空气源供冷空调模式的循环中，压缩机(1)将制冷剂压缩成高温高压的液体，先通过四通换向阀(2)进入室外换热器(4)的冷凝器进行冷凝，再通过电子膨胀阀(7)进入室内换热器(3)进行气化蒸发，由于制冷剂工质的物理形态的变化，通过气化吸热，从而达到降低室内温度的需求；再通过四通换向阀(2)回到压缩机(1)；制冷剂的流动循环往复，从而完成该模式下的制冷循环；
所述的三种供暖模式的转换与运行方式为：
多热源热泵空调系统检测室外温度；
1)、当检测到室外温度高于-15℃时，多热源热泵空调系统进入空气源-太阳能耦合制热模式；
此时，多热源热泵空调系统会将制冷剂的流向默认分配到室外换热器(4)与太阳能集热器(6)；
与此同时，位于太阳能集热器(6)中的温度传感器会收集其内部储存的防冻液的温度并将其传输至多热源热泵空调系统；多热源热泵空调系统将进一步分配流经室外换热器(4)与太阳能集热器制冷剂流量百分比；
当太阳能集热器(6)内部温度高于0℃时，太阳能集热器(6)才会被启用，且温度每上升1℃，制冷剂经过太阳能集热器(6)的流量增加1.7％，其余制冷剂流量全部经过室外换热器(4)；
2)、当检测到室外温度范围在-15℃至-25℃之间时，多热源热泵空调系统进入太阳能-蓄热器耦合制热模式；
此时，多热源热泵空调系统会将制冷剂的流向默认分配到太阳能集热器(6)与蓄热器(8)；
与此同时，位于太阳能集热器(6)中的温度传感器会收集其内部储存的防冻液的温度并将该数据传输至多热源热泵空调系统；多热源热泵空调系统再进一步分配流经蓄热器(8)与太阳能集热器(6)的制冷剂流量百分比；
由于此时室外温度较低，为了减少热量损耗，制冷剂需满足最短流动路径原则，因此只有检测到太阳能集热器(6)中的防冻液温度高于30℃时，多热源热泵空调系统才会接通该路径，且接通该路径时制冷剂流量默认为50％；
当太阳能集热器(6)内温度每上升1℃，制冷剂流量相应增加1.7％，其余制冷剂流量全部经过蓄热器(8)；
3)、当检测到室外温度范围低于-25℃时，多热源热泵空调系统则进入蓄热器+PTC联合供热模式；
此时，由于室外温度过于寒冷，多热源热泵空调系统会将制冷剂的流向唯一分配至蓄热器(8)当中，暂停太阳能集热器(6)与室外换热器的工作；
同时，多热源热泵空调系统会根据需要，决定是否打PTC电辅热装置；如果需要，则开打开PTC电辅热装置为室内进行辅助加热。
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