一种太阳能集热器与热泵耦合的供能系统以及控制方法

摘要

本发明涉及一种太阳能集热器与热泵耦合的供能系统以及控制方法，包括第一水箱、第二水箱、太阳能集热器、热泵、第一换热器、第二换热器、第三换热器和风机盘管。第一换热器和第二换热器设于第一水箱中，第三换热器设于第二水箱中。太阳能集热器与第一换热器通过集热回路连接。热泵与第一水箱通过第一热泵回路连接。热泵与第二水箱通过第二热泵回路连接。第一水箱与第二水箱通过供热水管路连接用水末端。第二换热、第三换热器以及风机盘管通过第一供能管路循环连接，第三换热器与风机盘管通过第二供能管路循环连接。充分的利用太阳能，降低供暖季的供热水和供暖能耗；系统耦合太阳能集热器与热泵，过渡季及供冷季满足建筑能源需求，降低系统能耗。

权利要求

1.一种太阳能集热器与热泵耦合的供能系统，其特征在于，所述供能系统包括：第一水箱、第二水箱、太阳能集热器、热泵、第一换热器、第二换热器、第三换热器以及风机盘管；

所述第一换热器和所述第二换热器均设置于所述第一水箱中，所述第三换热器设置于所述第二水箱中；所述第一水箱和所述第二水箱均与自来水管连接；

所述太阳能集热器与所述第一换热器通过集热回路循环连接；

所述热泵与所述第一水箱通过第一热泵回路连接；所述热泵与所述第二水箱通过第二热泵回路连接；

所述第一水箱与所述第二水箱串联后通过第一供热水管路连接用水末端，所述第一水箱通过第二供热水管路连接用水末端，所述第二水箱通过第三供热水管路连接用水末端；

所述第二换热器、所述第三换热器以及所述风机盘管通过第一供能管路依次循环连接；所述第三换热器与所述风机盘管通过第二供能管路依次循环连接；

所述供能系统还包括：第三三通阀、第一分流阀、第二分流阀、第一混水阀以及第二混水阀；

所述第三三通阀、所述第一分流阀、所述第二分流阀、所述第一混水阀以及所述第二混水阀均设置有A通道、B通道和C通道，其中，A通道和B通道均能够与C通道连通；

所述第一水箱的出口连接所述第三三通阀的C通道，所述第二水箱的入口连接所述第三三通阀的B通道；

所述第一混水阀的A通道连接所述第三三通阀的A通道，所述第一混水阀的B通道连接所述第二水箱的出口，所述第一混水阀的C通道连接所述第二混水阀的B通道，所述第二混水阀的C通道连接用水末端；

所述第一分流阀的C通道连接自来水管，所述第一分流阀的B通道连接所述第一水箱的入口，所述第一分流阀的A通道连接所述第二分流阀的C通道，所述第二分流阀的B通道连接所述第二水箱的入口。

2.如权利要求1所述的太阳能集热器与热泵耦合的供能系统，其特征在于，所述供能系统还包括：第一三通阀和第二三通阀；

所述第一三通阀和所述第二三通阀均设置有A通道、B通道和C通道，其中，A通道和B通道均能够与C通道连通；

所述第二水箱的出口连接所述第一三通阀的A通道，所述第一水箱的出口连接所述第一三通阀的B通道，所述第一三通阀的C通道通过第二水泵连接所述热泵的入口；

所述第二水箱的入口连接所述第二三通阀的A通道，所述第一水箱的入口连接所述第二三通阀的B通道，所述第二三通阀的C通道连接所述热泵的出口。

3.如权利要求1所述的太阳能集热器与热泵耦合的供能系统，其特征在于，所述第一水箱的出口与所述第三三通阀的C通道之间的管路上设置有第四温度监测装置；

所述第二水箱的出口与所述第一混水阀的B通道之间的管路上设置有第六温度监测装置。

4.如权利要求1所述的太阳能集热器与热泵耦合的供能系统，其特征在于，所述第一分流阀的C通道与自来水管之间的管路上设置有增压泵；

所述第二分流阀的A通道与所述第二混水阀的A通道通过供冷水管路连接。

5.如权利要求1‑4任意一项所述的太阳能集热器与热泵耦合的供能系统，其特征在于，所述供能系统还包括：第四三通阀和第五三通阀；

所述第四三通阀和所述第五三通阀均设置有A通道、B通道和C通道，其中，A通道和B通道均能够与C通道连通；

所述第四三通阀的B通道连接所述第二换热器的出口，所述第四三通阀的C通道连接所述第三换热器的入口，所述第四三通阀的A通道连接所述第五三通阀的A通道，所述第五三通阀的B通道连接所述第二换热器的入口，所述第五三通阀的C通道连接所述风机盘管的出口；

所述第三换热器的出口与所述风机盘管的入口之间的管路上设置有第二膨胀罐和第三水泵，所述第二膨胀罐的入口与所述第三换热器的出口连接。

6.如权利要求1‑4任意一项所述的太阳能集热器与热泵耦合的供能系统，其特征在于，所述集热回路上设置有第一水泵、第一膨胀罐、第一温度监测装置以及第二温度监测装置；

所述第一换热器、所述第二温度监测装置、所述第一膨胀管、所述第一水泵、所述太阳能集热器以及所述第一温度监测装置通过所述集热回路依次循环连接，所述第一温度监测装置位于所述太阳能集热器的出口与所述第一换热器的入口之间的管路上。

7.如权利要求1‑4任意一项所述的太阳能集热器与热泵耦合的供能系统，其特征在于，所述供能系统还包括：第三温度监测装置和第五温度监测装置；

所述第三温度监测装置设置于所述第一水箱上，用于监测所述第一水箱的顶部的水温；

所述第五温度监测装置设置于所述第二水箱上，用于监测所述第二水箱的顶部的水温。

8.如权利要求1‑4任意一项所述的太阳能集热器与热泵耦合的供能系统，其特征在于，所述供能系统还包括电辅热装置，所述电辅热装置设置于所述第一水箱中。

9.一种太阳能集热器与热泵耦合的供能系统的控制方法，应用于如权利要求1‑8任意一项所述的供能系统中，其特征在于，所述控制方法包括：当季节为供暖季，且所述第一水箱中的水温超过第一设定温度值时，所述供能系统运行模式一；

当季节为供暖季，且所述第一水箱中的水温在预设温度范围内时，所述供能系统运行模式二；

当季节为供暖季，且所述第一水箱中的水温小于第二设定温度值时，所述供能系统运行模式三；

当季节为过渡季，不存在供冷、供暖需求时，所述供能系统运行模式四；

当季节为供冷季，存在供冷需求时，所述供能系统运行模式五；

其中：

模式一时，所述集热回路、所述第二热泵回路、所述第一供热水管路以及所述第一供能管路连通；

模式二时，所述集热回路、所述第二热泵回路、所述第一供热水管路以及所述第二供能管路连通；

模式三时，所述集热回路、所述第二热泵回路、所述第二供热水管路以及所述第二供能管路连通；

模式四时，所述集热回路、所述第一热泵回路以及所述第三供热水管路连通；

模式五时，所述集热回路、所述第二热泵回路、所述第三供热水管路以及所述第二供能管路连通。

说明书

一种太阳能集热器与热泵耦合的供能系统以及控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及建筑技术领域，尤其涉及一种太阳能集热器与热泵耦合的供能系统以及控制方法。

背景技术

[0002] 太阳能是一种清洁能源，可通过光伏板或集热器转换为电能或热能，其中，国内对于集热器的应用最为广泛。但是太阳能的利用受到地域、时间等因素的限制，难以持续稳定的输出热量，因此，仍需其他热源辅助以满足全年的热水和供暖需求。热泵具有节能、环保等优点，受地域影响较小，其可将低品位的空气能、地热能等可再生能源转换为高品位热能，在供暖、供冷中应用广泛。采用热泵耦合太阳能实现供热水、供暖是一种高效、清洁的能源利用系统形式。

[0003] 传统的建筑供热水及供暖通常采用两套单独的系统，供暖季采用太阳能耦合电辅热的系统制备热水，采用热泵系统供暖，但在我国的大多数区域，供暖季的太阳能辐射量普遍较小，太阳能难以转换为高品位热能，因此供暖季的供热水、供暖能耗较高。而采用集热器与热泵的并联系统也存在上述问题。

发明内容

[0004] (一)要解决的技术问题

[0005] 鉴于现有技术的上述缺点和不足，本发明提供一种太阳能集热器与热泵耦合的供能系统以及控制方法，其解决了供热水和供暖能耗高的技术问题。

[0006] (二)技术方案

[0007] 为了达到上述目的，本发明的太阳能集热器与热泵耦合的供能系统包括：

[0008] 第一水箱、第二水箱、太阳能集热器、热泵、第一换热器、第二换热器、第三换热器以及风机盘管；

[0009] 所述第一换热器和所述第二换热器均设置于所述第一水箱中，所述第三换热器设置于所述第二水箱中；所述第一水箱和所述第二水箱均与自来水管连接；

[0010] 所述太阳能集热器与所述第一换热器通过集热回路循环连接；

[0011] 所述热泵与所述第一水箱通过第一热泵回路连接；所述热泵与所述第二水箱通过第二热泵回路连接；

[0012] 所述第一水箱与所述第二水箱串联后通过第一供热水管路连接用水末端，所述第一水箱通过第二供热水管路连接用水末端，所述第二水箱通过第三供热水管路连接用水末端；

[0013] 所述第二换热器、所述第三换热器以及所述风机盘管通过第一供能管路依次循环连接；所述第三换热器与所述风机盘管通过第二供能管路依次循环连接。

[0014] 可选地，所述太阳能集热器与热泵耦合的供能系统还包括：第一三通阀和第二三通阀；

[0015] 所述第一三通阀和所述第二三通阀均设置有A通道、B通道和C通道，其中，A通道和B通道均能够与C通道连通；

[0016] 所述第二水箱的出口连接所述第一三通阀的A通道，所述第一水箱的出口连接所述第一三通阀的B通道，所述第一三通阀的C通道通过第二水泵连接所述热泵的入口；

[0017] 所述第二水箱的入口连接所述第二三通阀的A通道，所述第一水箱的入口连接所述第二三通阀的B通道，所述第二三通阀的C通道连接所述热泵的出口。

[0018] 可选地，所述太阳能集热器与热泵耦合的供能系统还包括：第三三通阀、第一分流阀、第二分流阀、第一混水阀以及第二混水阀；

[0019] 所述第三三通阀、所述第一分流阀、所述第二分流阀、所述第一混水阀以及所述第二混水阀均设置有A通道、B通道和C通道，其中，A通道和B通道均能够与C通道连通；

[0020] 所述第一水箱的出口连接所述第三三通阀的C通道，所述第二水箱的入口连接所述第三三通阀的B通道；

[0021] 所述第一混水阀的A通道连接所述第三三通阀的A通道，所述第一混水阀的B通道连接所述第二水箱的出口，所述第一混水阀的C通道连接所述第二混水阀的B通道，所述第二混水阀的C通道连接用水末端；

[0022] 所述第一分流阀的C通道连接自来水管，所述第一分流阀的B通道连接所述第一水箱的入口，所述第一分流阀的A通道连接所述第二分流阀的C通道，所述第二分流阀的B通道连接所述第二水箱的入口。

[0023] 可选地，所述第一水箱的出口与所述第三三通阀的C通道之间的管路上设置有第四温度监测装置；

[0024] 所述第二水箱的出口与所述第一混水阀的B通道之间的管路上设置有第六温度监测装置。

[0025] 可选地，所述第一分流阀的C通道与自来水管之间的管路上设置有增压泵；

[0026] 所述第二分流阀的A通道与所述第二混水阀的A通道通过供冷水管路连接。

[0027] 可选地，所述太阳能集热器与热泵耦合的供能系统还包括：第四三通阀和第五三通阀；

[0028] 所述第四三通阀和所述第五三通阀均设置有A通道、B通道和C通道，其中，A通道和B通道均能够与C通道连通；

[0029] 所述第四三通阀的B通道连接所述第二换热器的出口，所述第四三通阀的C通道连接所述第三换热器的入口，所述第四三通阀的A通道连接所述第五三通阀的A通道，所述第五三通阀的B通道连接所述第二换热器的入口，所述第五三通阀的C通道连接所述风机盘管的出口；

[0030] 所述第三换热器的出口与所述风机盘管的入口之间的管路上设置有第二膨胀罐和第三水泵，所述第二膨胀罐的入口与所述第三换热器的出口连接。

[0031] 可选地，所述集热回路上设置有第一水泵、第一膨胀罐、第一温度监测装置以及第二温度监测装置；

[0032] 所述第一换热器、所述第二温度监测装置、所述第一膨胀管、所述第一水泵、所述太阳能集热器以及所述第一温度监测装置通过所述集热回路依次循环连接，所述第一温度监测装置位于所述太阳能集热器的出口与所述第一换热器的入口之间的管路上。

[0033] 可选地，所述太阳能集热器与热泵耦合的供能系统还包括：第三温度监测装置和第五温度监测装置；

[0034] 所述第三温度监测装置设置于所述第一水箱上，用于监测所述第一水箱的顶部的水温；

[0035] 所述第五温度监测装置设置于所述第二水箱上，用于监测所述第二水箱的顶部的水温。

[0036] 可选地，所述太阳能集热器与热泵耦合的供能系统还包括：电辅热装置，所述电辅热装置设置于所述第一水箱中。

[0037] 进一步地，本发明还提供了一种太阳能集热器与热泵耦合的供能系统的控制方法，应用于如上所述的供能系统中，所述控制方法包括：

[0038] 当季节为供暖季，且所述第一水箱中的水温超过第一设定温度值时，所述供能系统运行模式一；

[0039] 当季节为供暖季，且所述第一水箱中的水温在预设温度范围内时，所述供能系统运行模式二；

[0040] 当季节为供暖季，且所述第一水箱中的水温小于第二设定温度值时，所述供能系统运行模式三；

[0041] 当季节为过渡季，不存在供冷、供暖需求时，所述供能系统运行模式四；

[0042] 当季节为供冷季，存在供冷需求时，所述供能系统运行模式五；

[0043] 其中：

[0044] 模式一时，所述集热回路、所述第二热泵回路、所述第一供热水管路以及所述第一供能管路连通；

[0045] 模式二时，所述集热回路、所述第二热泵回路、所述第一供热水管路以及所述第二供能管路连通；

[0046] 模式三时，所述集热回路、所述第二热泵回路、所述第二供热水管路以及所述第二供能管路连通；

[0047] 模式四时，所述集热回路、所述第一热泵回路以及所述第三供热水管路连通；

[0048] 模式五时，所述集热回路、所述第二热泵回路、所述第三供热水管路以及所述第二供能管路连通。

[0049] (三)有益效果

[0050] 供能系统根据第一水箱的温度分别通过第一供能管路、第一供热水管路将第一水箱的热量输出到风机盘管及供水末端，从而充分的利用太阳能，降低供暖季的供热水和供暖能耗；供能系统耦合太阳能集热器与热泵，在过渡季及供冷季满足建筑的能源需求，降低系统能耗，并且供热水与供暖，或者供热水与供冷能够通过本系统同时实现，应用范围广，实用性强。

附图说明

[0051] 图1为本发明的太阳能集热器与热泵耦合的供能系统的系统原理图；

[0052] 图2为本发明的太阳能集热器与热泵耦合的供能系统的在不同的运行模式下三通阀、分流阀、混水阀的通道打开情况图；

[0053] 图3为本发明的太阳能集热器与热泵耦合的供能系统运行模式一的原理图；

[0054] 图4为本发明的太阳能集热器与热泵耦合的供能系统运行模式二的原理图；

[0055] 图5为本发明的太阳能集热器与热泵耦合的供能系统运行模式三的原理图；

[0056] 图6为本发明的太阳能集热器与热泵耦合的供能系统运行模式四的原理图；

[0057] 图7为本发明的太阳能集热器与热泵耦合的供能系统运行模式五的原理图；

[0058] 图8为本发明的太阳能集热器与热泵耦合的供能系统的控制方法的流程图。

[0059] 【附图标记说明】

[0060] 1：太阳能集热器；

[0061] 2.1：第一温度监测装置；2.2：第二温度监测装置；2.3：第三温度监测装置；2.4：第四温度监测装置；2.5：第五温度监测装置；2.6：第六温度监测装置；

[0062] 3.1：第一换热器；3.2：第二换热器；3.3：第三换热器；

[0063] 4.1：第一膨胀罐；4.2：第二膨胀罐；

[0064] 5.1：第一水泵；5.2：第二水泵；5.3：第三水泵；

[0065] 6.1：第一水箱；6.2：第二水箱；

[0066] 7：热泵；

[0067] 8.1：第一三通阀；8.2：第二三通阀；8.3：第三三通阀；8.4：第四三通阀；8.5：第五三通阀；

[0068] 9：增压泵；

[0069] 10.1：第一分流阀；10.1：第二分流阀；

[0070] 11.1：第一混水阀；11.2：第二混水阀；

[0071] 12：风机盘管；

[0072] 13：用水末端；

[0073] 14：电辅热装置。

具体实施方式

[0074] 为了更好地解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。其中，本文所提及的“上”、“下”......等方位名词以图1的定向为参照。

[0075] 为了更好地理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

[0076] 如图1所示，本发明提供了一种太阳能集热器1与热泵7耦合的供能系统，其包括：第一水箱6.1、第二水箱6.2、太阳能集热器1、热泵7、第一换热器3.1、第二换热器3.2、第三换热器3.3以及风机盘管12。第一换热器3.1和第二换热器3.2均设置于第一水箱6.1中，第一换热器3.1和第二换热器3.2均用于与第一水箱6.1中的水进行热交换。第三换热器3.3设置于第二水箱6.2中，第三换热器3.3用于与第二水箱6.2中的水进行热交换。第一水箱6.1和第二水箱6.2均与自来水管连接。太阳能集热器1与第一换热器3.1通过集热回路循环连接，集热回路中填充有导热介质，通过太阳能集热器1吸收太阳能，并将太阳能转换成热能后运输至第一换热器3.1中，再通过第一换热器3.1对第一水箱6.1中的水进行加热。热泵7与第一水箱6.1通过第一热泵回路连接，热泵7优选为空气源热泵7，热泵7与第二水箱6.2通过第二热泵回路连接，热泵7对第一水箱6.1和第二水箱6.2中的水进行辅助加热，在太阳能缺乏的时候保障热水和热能的供应，提高系统的稳定性。第一水箱6.1与第二水箱6.2串联后通过第一供热水管路连接用水末端13，第一水箱6.1通过第二供热水管路连接用水末端
13，第二水箱6.2通过第三供热水管路连接用水末端13。第一水箱6.1和第二水箱6.2可以联合向用户提供热水，也可以单独向用户提供热水，根据用户需求以及季节的变化来调整供水水的形式，提高系统的灵活性和适应能力。第二换热器3.2、第三换热器3.3以及风机盘管
12通过第一供能管路依次循环连接。第三换热器3.3与风机盘管12通过第二供能管路依次循环连接。第二换热器3.2和第三换热器3.3获取水箱中的热量并输送至风机盘管12中，通过风机盘管12配合风机将热量输送至建筑中，满足用户的供暖需求。同时，还可以将第二换热器3.2和第三换热器3.3连接暖气片，通过辐射的形式为用户供暖。第三换热器3.3可以联合第二换热器3.2为用户供暖，也可以单独为用户供暖，同样根据用户的需求进行选择，供暖需求大时，第二换热器3.2和第三换热器3.3联合供暖，供暖需求小时，则采用第三换热器
3.3单独供暖。系统在供暖季根据第一水箱6.1的温度分别通过第一供能管路、第一供热水管路将第一水箱6.1的热量输出到风机盘管12及供水末端，从而充分的利用太阳能，降低供暖季的供热水和供暖能耗；系统耦合太阳能集热器1与热泵7，在过渡季及供冷季满足建筑的能源需求，降低系统能耗。

[0077] 参见图1，太阳能集热器1与热泵7耦合的供能系统还包括：第一三通阀8.1和第二三通阀8.2。第一三通阀8.1和第二三通阀8.2均设置有A通道、B通道和C通道，其中，A通道和B通道均能够与C通道连通。三通阀中的A通道和B通道不能直接连通，A和B通道可以单独打开和关闭，使得三通阀存在三种接通形式，仅A通道与C通道接通，仅B通道与C通道接通，A通道、B通道均与C通道接通。第二水箱6.2的出口连接第一三通阀8.1的A通道，第一水箱6.1的出口连接第一三通阀8.1的B通道，第一三通阀8.1的C通道通过第二水泵5.2连接热泵7的入口。第二水箱6.2的入口连接第二三通阀8.2的A通道，第一水箱6.1的入口连接第二三通阀8.2的B通道，第二三通阀8.2的C通道连接热泵7的出口。第一水箱6.1、第一三通阀8.1的B通道和C通道、第二水泵5.2、热泵7、第二三通阀8.2的C通道和B通道依次通过第一热泵回路循环连接。第一水箱6.1、第一三通阀8.1的A通道和C通道、第二水泵5.2、热泵7、第二三通阀
8.2的C通道和A通道依次通过第二热泵回路循环连接。

[0078] 参见图1，太阳能集热器1与热泵7耦合的供能系统还包括：第三三通阀8.3、第一分流阀10.1、第二分流阀10.2、第一混水阀11.1以及第二混水阀11.2。第三三通阀8.3、第一分流阀10.1、第二分流阀10.2、第一混水阀11.1以及第二混水阀11.2均设置有A通道、B通道和C通道。其中，A通道和B通道均能够与C通道连通，A通道和B通道不能直接连通，A和B通道可以单独打开和关闭，A、B、C通道之间存在三种连接形式，即仅A通道与C通道接通，仅B通道与C通道接通，A通道、B通道均与C通道接通。第一水箱6.1的出口连接第三三通阀8.3的C通道，第二水箱6.2的入口连接第三三通阀8.3的B通道。第一混水阀11.1的A通道连接第三三通阀8.3的A通道，第一混水阀11.1的B通道连接第二水箱6.2的出口，第一混水阀11.1的C通道连接第二混水阀11.2的B通道，第二混水阀11.2的C通道连接用水末端13。第一分流阀10.1的C通道连接自来水管，第一分流阀10.1的B通道连接第一水箱6.1的入口，第一分流阀10.1的A通道连接第二分流阀10.2的C通道，第二分流阀10.2的B通道连接第二水箱6.2的入口。第一水箱6.1的出口与第三三通阀8.3的C通道之间的管路上设置有第四温度检测装置2.4。第二水箱6.2的出口与第一混水阀11.1的B通道之间的管路上设置有第六温度检测装置2.5。第一分流阀10.1的B和C通道、第一水箱6.1、第三三通阀8.3的B和C通道、第二水箱6.2、第一混水阀11.1的B和C通道、第二混水阀11.2的B和C通道、用水末端13依次通过第一供热水管路连接，第一分流阀10.1的B和C通道、第一水箱6.1、第三三通阀8.3的A和C通道、第一混水阀
11.1的A和C通道、第二混水阀11.2的B和C通道、用水末端13依次通过第二供热水管路连接，第一分流阀10.1的A和C通道、第二分流阀10.2的B和C通道、第二水箱6.2、第一混水阀11.1的B和C通道、第二混水阀11.2的B和C通道、用水末端13依次通过第三供热水管路连接。

[0079] 参见图1，第一分流阀10.1的C通道与自来水管之间的管路上设置有增压泵9，增压泵9用于提高自来水的水压，当然，当自来水的水压足够时，可以不设置增压泵9，或者不启动增压泵9。第二分流阀10.2的A通道与第二混水阀11.2的A通道通过供冷水管路连接，通过供冷水管路向用户提供冷水，并通过第二混水阀11.2调节冷水和热水的混合比例，从而控制用水末端13的水温。第一水箱6.1和第二水箱6.2采用顶水法，由自来水压或者增压泵9将冷水顶到第一水箱6.1的底部，热水从第一水箱6.1的顶部出来，通过水管顶入第二水箱6.2中，从而将第二水箱6.2的热水从管道顶入用水末端13，或者也可以设置相应的泵来进行水输送。

[0080] 参见图1，太阳能集热器1与热泵7耦合的供能系统还包括：第四三通阀8.4和第五三通阀8.5。第四三通阀8.4和第五三通阀8.5均设置有A通道、B通道和C通道，其中，A通道和B通道均能够与C通道连通，A通道和B通道不能直接连通，A和B通道可以单独打开和关闭，A、B、C通道之间存在三种连接形式，即仅A通道与C通道接通，仅B通道与C通道接通，A通道、B通道均与C通道接通。第四三通阀8.4的B通道连接第二换热器3.2的出口，第四三通阀8.4的C通道连接第三换热器3.3的入口，第四三通阀8.4的A通道连接第五三通阀8.5的A通道，第五三通阀8.5的B通道连接第二换热器3.2的入口，第五三通阀8.5的C通道连接风机盘管12的出口。第三换热器3.3的出口与风机盘管12的入口之间的管路上设置有第二膨胀罐4.2和第三水泵5.3，第二膨胀罐4.2的入口与第三换热器3.3的出口连接。第二换热器3.2、第四三通阀8.4的B和C通道、第三换热器3.3、第二膨胀罐4.2、第三水泵5.3、风机盘管12、第五三通阀8.5的B和C通道依次通过第一供能管路循环连接，第三换热器3.3、第二膨胀罐4.2、第三水泵5.3、风机盘管12、第五三通阀8.5的A和C通道、第四三通阀8.4的B和C通道依次通过第二供能管路循环连接。

[0081] 参见图1，集热回路上设置有第一水泵5.1、第一膨胀罐4.1、第一温度检测装置2.1以及第二温度检测装置2.2。第一换热器3.1、第二温度检测装置2.2、第一膨胀管、第一水泵5.1、太阳能集热器1以及第一温度检测装置2.1通过集热回路依次循环连接，第一温度检测装置2.1位于太阳能集热器1的出口与第一换热器3.1的入口之间的管路上。

[0082] 参见图1，太阳能集热器1与热泵7耦合的供能系统还包括：第三温度检测装置2.3和第五温度检测装置2.5。第三温度检测装置2.3设置于第一水箱6.1上，用于监测第一水箱6.1的顶部的水温。第五温度检测装置2.5设置于第二水箱6.2上，用于监测第二水箱6.2的顶部的水温。

[0083] 参见图1，太阳能集热器1与热泵7耦合的供能系统还包括：电辅热装置14，电辅热装置14设置于第一水箱6.1中。电辅热装置14为第一水箱6.1提供额外的热能补充，在自然热能极度匮乏的时候保证系统的正常运行，进一步提高系统的稳定性。

[0084] 进一步地，本发明还一种太阳能集热器1与热泵7耦合的供能系统的控制方法，应用于如上所记载的供能系统中，控制方法包括：当季节为供暖季，且第一水箱6.1中的水温超过第一设定温度值时，供能系统运行模式一；当季节为供暖季，且第一水箱6.1中的水温在预设温度范围内时，供能系统运行模式二；当季节为供暖季，且第一水箱6.1中的水温小于第二设定温度值时，供能系统运行模式三；当季节为过渡季，不存在供冷、供暖需求时，供能系统运行模式四；当季节为供冷季，存在供冷需求时，供能系统运行模式五；其中：如图3所示，模式一时，集热回路、第二热泵回路、第一供热水管路以及第一供能管路连通；如图4所示，模式二时，集热回路、第二热泵回路、第一供热水管路以及第二供能管路连通；如图5所示，模式三时，集热回路、第二热泵回路、第二供热水管路以及第二供能管路连通；如图6所示，模式四时，集热回路、第一热泵回路以及第三供热水管路连通；如图7所示，模式五时，集热回路、第二热泵回路、第三供热水管路以及第二供能管路连通，第五模式时电辅热装置14运行。

[0085] 具体地，在此参照图2‑7，系统的以下5种不同运行模式：

[0086] 模式一、供暖季第一水箱高温运行模式，集热回路、第二热泵回路、第一供热水管路、供冷水旁路、第一供能管路连通，该模式管路连接图如图3所示，各阀门启停模式如图2所示；

[0087] 模式二、供暖季第一水箱中温运行模式，集热回路、第二热泵回路、第一供热水管路、供冷水旁路、第二供能管路连通，该模式管路连接图如图4所示，各阀门启停模式如图2所示；

[0088] 模式三、供暖季第一水箱低温运行模式，集热回路、第二热泵回路、第三供热水管路、供冷水旁路、第二供能管路连通，该模式管路连接图如图5所示，各阀门启停模式如图2所示；

[0089] 模式四、过渡季运行模式，集热回路、第一热泵回路、第二供热水管路、供冷水旁路连通，该模式管路连接图如图6所示，各阀门启停模式如图2所示；

[0090] 模式五、供冷季运行模式，集热回路、第二热泵回路、第二供热水管路、供冷水旁路、第二供能管路连通，电辅热装置运行，该模式管路连接图如图7所示，各阀门启停模式如图2所示。

[0091] 系统中第一水泵5.1、电辅热装置14、第二水泵5.2、热泵7、第三水泵5.3、增压泵9、第一分流阀10.1、第二分流阀10.2的运行原理如下：

[0092] 通过第一温度监测装置2.1、第二温度监测装置2.2、第三温度监测装置2.3控制第一水泵5.1的启停。第一水泵5.1处于运行状态，当第一温度监测装置2.1读取的温度和第二温度监测装置2.2读取的温度均小于2℃，或者第三温度监测装置2.3读取的温度大于80℃时，第一水泵5.1强制关闭。第一水泵5.1处于停机状态，当第一温度监测装置2.1读取的温度和第二温度监测装置2.2读取的温度均大于8℃，且第三温度监测装置2.3读取的温度小于80℃时，第一水泵5.1强制启动；

[0093] 通过系统模式、第三温度监测装置2.3控制电辅热装置14的开启，当系统运行模式五，第三温度监测装置2.3读取的温度大于48℃且小于52℃时，电辅热装置14开启，否则电辅热装置14关闭；

[0094] 通过第三温度监测装置2.3、第五温度监测装置2.5控制第二水泵5.2和热泵7的启停，第一热泵回路运行，第三温度监测装置2.3读取的温度大于48℃且小于52℃时，第二水泵5.2和热泵7开启，否则第二水泵5.2和热泵7关闭。第二热泵回路运行，第五温度监测装置2.5读取的温度大于5℃且小于9℃时，第二水泵5.2和热泵7开启，否则第二水泵5.2和热泵7关闭。如上各个温度值的设定可以根据用户的需求进行调整。

[0095] 通过风机盘管12控制第三水泵5.3的启停，当建筑有供暖或供冷需求时，风机盘管12读取的信号为1，此时第三水泵5.3启动，当建筑没有供暖和供冷需求时，风机盘管12读取的信号为0，此时第三水泵5.3关闭；通过用水末端13控制增压泵9的启停，当建筑需要供热水时，用水末端13读取的信号为1，此时增压泵9启动，当建筑不需要供热水时，用水末端13读取的信号为0，此时增压泵9关闭。

[0096] 通过系统模式、第四温度监测装置2.4、第六温度监测2.6装置、供水温度控制第一分流阀10.1、第二分流阀10.2的分流比例，需要说明的是，A通道连通C通道时为A通道打开，B通道连通C通道时为B通道打开，反之，则通道关闭。当系统处于模式四、模式五时，第一分流阀10.1的A、B通道打开，第二分流阀10.2的A通道打开、B通道关闭，并通过第四温度监测装置2.4读取的温度与冷水温度的值对第一分流阀10.1的A、B通道进行分流，使得供水末端13稳定输出45℃的热水，当系统处于模式一、模式二时，第一分流阀10.1的A、B通道打开，第二分流阀10.2的A通道打开、B通道关闭，第一分流阀10.1通过第六温度监测装置2.6读取的温度与冷水温度的值对与之相连的A、B通道进行分流，使得供水末端13稳定输出45℃的热水，当系统处于模式三时，第一分流阀10.1的A通道关闭、B通道打开，第二分流阀10.2的A、B通道打开，第二分流阀10.2通过第六温度监测装置2.6读取的温度与冷水温度的值对与之相连的A、B通道进行分流，使得供水末端13稳定输出45℃的热水。

[0097] 系统具体的运行流程参照图8，包括以下步骤：

[0098] S0、开始；

[0099] S1、读取系统实时供能信号K、连续10天的系统供能信号K1。系统有供暖需求时K＝1，输出季节为供暖季；系统有供冷需求时K＝‑1，输出季节为供冷季；系统连续10天没有供冷、供暖需求时K1＝0，输出季节为过渡季，转向S2；

[0100] S2、判断当下季节是否为过渡季，若是，转向S3，若否，转向S6；

[0101] S3、输出系统为模式四，转向S4；

[0102] S4、第一三通阀B通道打开、A通道关闭，第二三通阀B通道打开、A通道关闭，第三三通阀A通道打开、B通道关闭，第四三通阀A、B通道关闭，第五三通阀A、B通道关闭，第一分流阀A、B通道打开，第二分流阀A通道打开、B通道关闭，第一混水阀A通道打开、B通道关闭，第二混水阀A、B通道打开，转向S5；

[0103] S5、结束；

[0104] S6、判断当下季节是否为供冷季，若是，转向S7，若否，转向S10；

[0105] S7、输出系统为模式五，转向S8；

[0106] S8、第一三通阀A通道打开、B通道关闭，第二三通阀A通道打开、B通道关闭，第三三通阀A通道打开、B通道关闭，第四三通阀A通道打开、B通道关闭，第五三通阀A通道打开、B通道关闭，第一分流阀A、B通道打开，第二分流阀A通道打开、B通道关闭，第一混水阀A通道打开、B通道关闭，第二混水阀A、B通道打开，转向S9；

[0107] S9、结束；

[0108] S10、读取第四温度监测装置2.4的温度T4，转向S11；

[0109] S11、判断T4是否大于40℃，若是，转向S12，若否，转向S15；

[0110] S12、输出系统为模式一，转向S13；

[0111] S13、第一三通阀A通道打开、B通道关闭，第二三通阀A通道打开、B通道关闭，第三三通阀B通道打开、A通道关闭，第四三通阀B通道打开、A通道关闭，第五三通阀B通道打开、A通道关闭，第一分流阀A、B通道打开，第二分流阀A通道打开、B通道关闭，第一混水阀B通道打开、A通道关闭，第二混水阀A、B通道打开，转向S14；

[0112] S14、结束；

[0113] S15、判断T4是否大于20℃，若是，转向S16，若否，转向S19；

[0114] S16、输出系统为模式三，转向S17；

[0115] S17、第一三通阀A通道打开、B通道关闭，第二三通阀A通道打开、B通道关闭，第三三通阀A、B通道关闭，第四三通阀A通道打开、B通道关闭，第五三通阀A通道打开、B通道关闭，第一分流阀A通道打开、B通道关闭，第二分流阀A、B通道打开，第一混水阀B通道打开、A通道关闭，第二混水阀A、B通道打开，转向S18；

[0116] S18、结束；

[0117] S19、输出系统为模式二，转向S20；

[0118] S20、第一三通阀A通道打开、B通道关闭，第二三通阀A通道打开、B通道关闭，第三三通阀B通道打开、A通道关闭，第四三通阀A通道打开、B通道关闭，第五三通阀B通道打开、A通道关闭，第一分流阀A、B通道打开，第二分流阀A通道打开、B通道关闭，第一混水阀B通道打开、A通道关闭，第二混水阀A、B通道打开，转向S21；

[0119] S21、结束。

[0120] 供能系统根据第一水箱6.1的温度分别通过第一供能管路、第一供热水管路将第一水箱6.1的热量输出到风机盘管12及供水末端，从而充分的利用太阳能，降低供暖季的供热水和供暖能耗；系统耦合太阳能集热器1与热泵7，在过渡季及供冷季满足建筑的能源需求，降低系统能耗。并根据不同的季节和水温匹配不同的运行模式，既保证供水末端13稳定输出45℃的热水，同时又为建筑供冷或供暖，并且供热水与供暖，或者供热水与供冷能够通过本系统同时实现。

[0121] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

[0122] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0123] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”，可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”，可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”，可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。

[0124] 在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

[0125] 尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。