1.本发明涉及能量储存技术领域，尤其是涉及一种空气源储能热泵。


背景技术：

2.使用空气源热泵在冬季制热时，由于受环境气温和峰谷电价的影响，用户都在气温高或电费低的时候将热能储存。常用的方式如图1所示，在环境气温高或电价低的时候，将用户端水箱内的水加热，气温低或电价高的时候使其放热，这样可以降低用户的供热成本，然而，以水作为在用户端储热设备的吸、放热温差为5-10℃，每立方米水储存的热能有效利用率约为10kw左右，由于利用率低、导致用户前期投资过高、占地面积大因而大部分用户直接放弃。
3.本技术人发现现有技术至少存在以下技术问题：现有的热泵在冬季运行过程中，在用户端加装水箱储热在吸热或放热时之间的温差小、能量的有效利用率低。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种空气源储能热泵，以解决现有技术中存在的热泵在冬季运行过程中，在用户端加装水箱储热在吸热或放热时之间的温差小、能量的有效利用率低的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
5.为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
6.本发明提供的空气源储能热泵，包括压缩机、四通阀、冷凝器、第一膨胀阀、蒸发器、第二膨胀阀、换热器、用户端以及储热设备；
7.所述压缩机的排气管与所述四通阀的入口连接，所述压缩机的吸气管与所述四通阀的第一出口连接，所述四通阀的另外两个出口分别与所述冷凝器、所述换热器连接；在所述冷凝器、所述换热器另一端分别连接有第一膨胀阀和第二膨胀阀，在所述第一膨胀阀与所述第二膨胀阀之间连接有蒸发器；
8.所述储热设备连接在所述换热器上，用户端连接在所述冷凝器上；
9.在所述冷凝器与所述第一膨胀阀的两端并联有第一电磁阀，所述第一电磁阀处于开启状态，所述压缩机、所述四通阀、所述换热器、所述第二膨胀阀、所述蒸发器、所述第一电磁阀、所述四通阀和所述压缩机通过管路依次连接形成储热回路；
10.在所述第二膨胀阀的两端并联有单向阀，所述单向阀的导通方向为：所述蒸发器至所述换热器方向导通，所述压缩机、所述四通阀、所述冷凝器、所述第一膨胀阀、所述蒸发器、所述单向阀、所述换热器、所述四通阀和所述压缩机通过管路依次连接形成制热回路。
11.作为本发明的进一步改进，在所述换热器与所述第二膨胀阀的两端并联有第二电磁阀，所述第二电磁阀处于开启状态，所述压缩机、所述四通阀、所述第二电磁阀、所述蒸发器、所述第一膨胀阀、所述冷凝器、所述四通阀和所述压缩机通过管路依次形成制冷回路。
12.作为本发明的进一步改进，所述换热器上设置有辅助热源接口，所述储热设备连
接在所述辅助热源接口上。
13.作为本发明的进一步改进，所述储热设备为水箱。
14.作为本发明的进一步改进，所述储热设备为地源井。
15.作为本发明的进一步改进，所述储热设备为相变储热设备。
16.作为本发明的进一步改进，所述储热设备为污水余热、废热收集装置。
17.作为本发明的进一步改进，所述储热设备为太阳能集热装置。
18.本发明的有益效果是：本发明提供的空气源储能热泵，采用制热回路能够为用户端提供制热，在电力系统进入低谷时段、满足用户端设定的温度后，热泵自动转入储热模式，采用储热回路将热量储存在储热设备中，而当电力系统进入高峰段时热泵转入制热模式，机器通过蒸发器吸收大气中的热量后又在储能设备中补充热量，增加了冷媒的蒸发量和提高压缩机的回气温度，使机器处在高能效比的状态下运行，从而达到降低用户的供热成本目的；另外，储热模式下储能温度设置为较低的温度，降低了系统中的冷凝温度，也能使热泵处于能高效比的状态下运行，进一步降低了用户的使用成本；由于储能热泵能将储能设备吸热或放热之间的温差拉大，与现有在用户端安装的储能设备相比，同体积的储能设备的有效利用率成倍增加，从而降低了用户的前期投资成本。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。
20.图1是本发明现有技术中储热设备在用户端的结构示意图；
21.图2是本发明空气源储能热泵的制热模式结构示意图；
22.图3是本发明空气源储能热泵的储热模式结构示意图；
23.图4是本发明空气源储能热泵的制冷模式结构示意图。
24.图中：1、压缩机；2、四通阀；3、冷凝器；4、第一膨胀阀；5、蒸发器；6、第二膨胀阀；7、单向阀；8、第一电磁阀；9、换热器；10、供给接口；11、辅助热源接口；12、水泵；13、储热设备；14、第二电磁阀。
具体实施方式
25.下面可以参照附图图1～图4以及文字内容理解本发明的内容以及本发明与现有技术之间的区别点。下文通过附图以及列举本发明的一些可选实施例的方式，对本发明的技术方案(包括优选技术方案)做进一步的详细描述。需要说明的是：本实施例中的任何技术特征、任何技术方案均是多种可选的技术特征或可选的技术方案中的一种或几种，为了描述简洁的需要本文件中无法穷尽列举本发明的所有可替代的技术特征以及可替代的技术方案，也不便于每个技术特征的实施方式均强调其为可选的多种实施方式之一，所以本领域技术人员应该知晓：可以将本发明提供的任一技术手段进行替换或将本发明提供的任意两个或更多个技术手段或技术特征互相进行组合而得到新的技术方案。本实施例内的任何技术特征以及任何技术方案均不限制本发明的保护范围，本发明的保护范围应该包括本
领域技术人员不付出创造性劳动所能想到的任何替代技术方案以及本领域技术人员将本发明提供的任意两个或更多个技术手段或技术特征互相进行组合而得到的新的技术方案。
26.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，
″
多个
″
的含义是两个或两个以上；术语
″
上
″
、
″
下
″
、
″
左
″
、
″
右
″
、
″
内
″
、
″
外
″
、
″
前端
″
、
″
后端
″
、
″
头部
″
、
″
尾部
″
等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语
″
第一
″
、
″
第二
″
、
″
第三
″
等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
27.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语
″
安装
″
、
″
相连
″
、
″
连接
″
应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
28.本发明提供了一种降低用户投资、运行成本以及平衡电力负荷的空气源储能热泵。
29.下面结合图1～图4对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。
30.本发明提供了一种空气源储能热泵，包括压缩机、四通阀、冷凝器、第一膨胀阀、蒸发器、第二膨胀阀、换热器、用户端以及储热设备；
31.所述压缩机的排气管与所述四通阀的入口连接，所述压缩机的吸气管与所述四通阀的第一出口连接，所述四通阀的另外两个出口分别与所述冷凝器、所述换热器连接；在所述冷凝器、所述换热器另一端分别连接有第一膨胀阀和第二膨胀阀，在所述第一膨胀阀与所述第二膨胀阀之间连接有蒸发器；
32.所述储热设备连接在所述换热器上，用户端连接在所述冷凝器上；
33.在所述冷凝器与所述第一膨胀阀的两端并联有第一电磁阀，所述第一电磁阀处于开启状态，所述压缩机、所述四通阀、所述换热器、所述第二膨胀阀、所述蒸发器、所述第一电磁阀、所述四通阀和所述压缩机通过管路依次连接形成储热回路；
34.在所述第二膨胀阀的两端并联有单向阀，所述单向阀的导通方向为：所述蒸发器至所述换热器方向导通，所述压缩机、所述四通阀、所述冷凝器、所述第一膨胀阀、所述蒸发器、所述单向阀、所述换热器、所述四通阀和所述压缩机通过管路依次连接形成制热回路。
35.本发明提供的空气源储能热泵，采用制热回路能够为用户端提供储热和补充制热，在电力系统进入低谷时段、满足用户端设定的温度后，热泵自动转入储热模式，采用储热回路将热量储存在储热设备中，而当在电力系统进入高峰段用热时，热泵转入制热模式，制热回路从储热设备中吸收热量，提高冷媒的蒸发量和压缩机回气温度，此时机器吸收的热量大部分来自蒸发器和大气交换取得，储能设备只作为少部分热量的补充，使机器处在高能效比的状态下运行，从而达到降低用户的供热成本目的；另外，储热模式下储能温度设置为较低的温度，降低了系统中的冷凝温度，也能使热泵处于能高效比的状态下运行，进一步降低了用户的使用成本；由于储能热泵能将储能设备吸热或放热之间的温差拉大，与现有在用户端安装的储能设备相比，同体积的储能设备的有效利用率成倍增加，从而降低了用户的前期投资成本。
36.作为本发明的进一步改进，在所述换热器与所述第二膨胀阀的两端并联有第二电
磁阀，所述第二电磁阀处于开启状态，所述压缩机、所述四通阀、所述第二电磁阀、所述蒸发器、所述第一膨胀阀、所述冷凝器、所述四通阀和所述压缩机通过管路依次形成制冷回路。
37.实施例1:
38.本发明提供的空气源储能热泵，包括压缩机1、四通阀2、冷凝器3、第一膨胀阀4、蒸发器5、第二膨胀阀6、换热器9、用户端以及储热设备13；
39.所述压缩机1的排气管与所述四通阀2的入口连接，所述压缩机1的吸气管与所述四通阀2的第一出口连接，所述四通阀2的另外两个出口分别与所述冷凝器3、所述换热器9连接；在所述冷凝器3、所述换热器9上分别连接有第一膨胀阀4和第二膨胀阀6，在所述第一膨胀阀4与所述第二膨胀阀6之间连接有蒸发器5；
40.所述储热设备13连接在所述换热器9的辅助热源接口11上，用户端连接在所述冷凝器3的供给接口10上；
41.在所述冷凝器3与所述第一膨胀阀4的两端并联有第一电磁阀8，第一电磁阀8处于开启状态，所述压缩机1、所述四通阀2、所述换热器9、所述第二膨胀阀6、所述蒸发器5、所述第一电磁阀8、所述四通阀2和所述压缩机1通过管路依次连接形成储热回路；
42.在所述第二膨胀阀6的两端并联有单向阀7，所述单向阀7的导通方向为：所述蒸发器5至所述换热器9方向导通，所述压缩机1、所述四通阀2、所述冷凝器3、所述第一膨胀阀4、所述蒸发器5、所述单向阀7、所述换热器9、所述四通阀2和所述压缩机1通过管路依次连接形成制热回路；
43.在所述换热器9与所述第二膨胀阀6的两端并联有第二电磁阀14，所述第二电磁阀14处于开启状态，所述压缩机1、所述四通阀2、所述第二电磁阀14、所述蒸发器5、所述第一膨胀阀4、所述冷凝器3、所述四通阀2和所述压缩机1通过管路依次形成制冷回路。
44.储热模式下工作流程：压缩机1排出的高温高压气体，经过四通阀2转换到换热器9变为高压液体，经过第二膨胀阀6进入蒸发器5从大气中吸收热量，再经过第一电磁阀8、四通阀2回到压缩机1完成一个储热的工作循环，此时的储热设备13通过水泵12在辅助热源接口11从换热器9中吸收热量，并且不会对用户端产生影响。
45.制热模式下的工作流程：压缩机1排出的高温高压气体，经过四通阀2转换到冷凝器3变为高压液体，经过第一膨胀阀4进入蒸发器5从大气中吸收热量，再经过单向阀7进入换热器9进一步吸收热量增加冷媒的蒸发量和提高回气温度，后经四通阀2回到压缩机1完成制热一个工作循环。供给接口10的热量供给用户端。
46.由上述内容可知，在制热模式下，换热器9能够从储热设备13中吸收热量作为补充，提高了冷媒的蒸发量和压缩机1的回气温度，使空气源储能热泵在高能效比的状态下运行。在储热模式下，将空气源储能热泵设置在谷电时段运行，当用户端设定的温度达到后，空气源储能热泵自动转入储热模式，空气源储能热泵产生的全部热量进入换热器9储存于储热设备13之中，由于储能温度设置低于用户使用的温度，压缩机进、排气的温差减小，机器也处于能效比高的状态下运行。
47.制冷模式下的工作流程：压缩机1排出的高温高压气体，经过四通阀2转换到所述第二电磁阀14至蒸发器5，成为常温高压的液体，经过第一膨胀阀4进入冷凝器3，吸收大量热量，后经四通阀2回到压缩机1完成制冷一个工作循环。
48.另外，需要说明的是，换热器9的辅助热源接口11上可接入水地源、太阳能集热、城
市污水废热等低品位的热源替代储热设备13，更进一步降低用户的运行费用。对于使用埋管式地源热泵北方地区冬季只供暖的用户，可在夏季将空气源储能热泵设置为储热模式可将热量回灌储存到地下，消除土壤中的冷堆积保证冬季供热时更稳定的运行。
49.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。