CN100365353C - 蓄能热泵热水系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种蓄能热泵热水系统。热泵热水机进水管依次连接有第一水泵、电磁阀、冷水补水或冷水蓄水箱，热泵热水机出水管依次连接有第二阀门、热水箱、第二水泵、蓄能热水箱，热水箱出水管依次连接有第三阀门、第四阀门、蓄能热水箱，第三阀门与电磁阀相连接，热泵热水机出水管依次连接有第一阀门、蓄能热水箱，热泵热水系统由自动控制装置控制。本发明在使用热泵热水机的基础上，主要增加了蓄能热水箱。利用峰谷电，在谷电时间，用热泵热水机制好热水，并把热水储存在蓄能热水箱，在使用时释放。起到“移峰填谷”进行蓄能的作用，保证终端24小时不间断可以使用热水，具有比一般热泵热水机更加明显的对能源的合理化利用。
Description
技术领域
本发明涉及一种蓄能热泵热水系统。
背景技术
目前国内的热水装置通常采用油锅炉或电热水器及太阳能热水器等，这些装置的热效率低，一次能源消耗量大，不利于环境保护，而太阳能热水器受气候及安装条件的影响，使用不是很方便。由于热泵能效比高，因此，在制作热水装置时，热泵系统得到了越来越广泛的应用。
热泵的理论基础起源于19世纪关于逆卡诺循环的论文，直到20世纪20-30年代，热泵设备的开发工作才取得了较快的发展。当时，英国安装了第一台以空气为热源作热水供应用的热泵。1937年日本在大型建筑场内装备了以泉水为热源的热泵空调系统。1950年前后，英美两国开始使用地热作为热源的家用热泵的研究工作。由于石油危机的影响，热泵在70年代得到较大的发展。近五年内，由于环保等原因的影响，国内逐渐研究，使用热泵作为热水器逐渐得到发展。
发明内容
本发明的目的是提供一种蓄能热泵热水系统。
热泵热水机进水管依次连接有第一水泵、电磁阀、冷水补水或冷水蓄水箱，热泵热水机出水管依次连接有第二阀门、热水箱、第二水泵、蓄能热水箱，热水箱出水管依次连接有第三阀门、第四阀门、蓄能热水箱，第三阀门与电磁阀相连接，热泵热水机出水管依次连接有第一阀门、蓄能热水箱，热泵热水系统由自动控制装置控制。
自动控制装置的处理器分别与线控器控制回路、模块顺序设置电路、输出驱动电路、晶振电路、温度模拟量采集电路、保护开关信号采集电路、滤波干扰电路、滤波整流电路相接，滤波整流电路与电源变压电路相接，保护开关信号采集电路与输入指示电路相接，输出驱动电路与输出指示电路相接。
蓄能热水箱、热泵热水机、热水箱设有一个或多个。蓄能热水箱设有节流装置。节流装置为分配管形式、迷宫形式、分层形式的一种或多种的结合。分配管形式为进入蓄能热水箱中的水管上均匀开孔。迷宫形式为蓄能热水箱中设有从左到右的，均匀的，长度相等的，上下间隔排布的挡板。分层形式为蓄能热水箱中设有从上到下的，均匀的挡板，档板上开有间距相等、大小相同的孔。
本发明在使用热泵热水机的基础上，主要增加了蓄能热水箱(小型系统不带节流装置，大型系统带节流装置)。利用峰谷电，在谷电时间，用热泵热水机制好热水，并把热水储存在蓄能热水箱(峰电时间热泵热水机不启动)，在使用时释放。起到“移峰填谷”进行蓄能的作用，保证终端24小时不间断可以使用热水，具有比一般热泵热水机更加明显的对能源的合理化利用。
附图说明
图1是蓄能热泵热水系统结构示意图；
图2是本发明的自动控制装置电路方框图；
图3是本发明的自动控制装置软件流程图；
图4是本发明的蓄能热水箱分配管形式结构图；
图5是本发明的蓄能热水箱迷宫形式结构图；
图6是本发明的蓄能热水箱分层形式结构图。
具体实施方式
如图1所示，蓄能热泵热水系统的热泵热水机4进水管依次连接有第一水泵3、电磁阀2、冷水补水或冷水蓄水箱1，热泵热水机4出水管依次连接有第二阀门6、热水箱7、第二水泵10、蓄能热水箱11，热水箱7出水管依次连接有第三阀门8、第四阀门9、蓄能热水箱11，第三阀门8与电磁阀2相连接，热泵热水机4出水管依次连接有第一阀门5、蓄能热水箱11，热泵热水系统由自动控制装置控制。
生产的热泵是利用环保型冷媒AK-1号吸收大气中热能并将之转换于水中，水吸收了热能后使水温升高，并同时使环境中的空气冷却、湿度降低，达到以极低的能源消耗便能同时供应热水或冷气的理想境界。
热泵热水系统由于能利用周围环境产生的热能，故“热泵热水系统”的效率可达到3.7或更高，如果同时也考虑它的免费冷气的话，其效率可高达5.7。
热泵热水机有蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀四部分组成，通过让工质不断完成蒸发(吸收空气中的热量)→压缩→冷凝(放出热量)→节流→再蒸发的热力循环过程中，从而将环境里的热量转移到水中。
本发明的目的旨在以上基础上，通过对整个系统的改良，配套储热水箱。故可以充分用谷电来制取热水，将热水储存后，在使用时释放。起到“移峰填谷”进行蓄能的作用，可以更大程度的节能。
当谷电时，首先电磁阀2打开，冷水补水或冷水蓄水箱1内的冷水通过水泵3打入本系统，此时阀门5、9关闭，其他阀门打开，当热水箱7内的水装满后，电磁阀2同时关闭。在热水箱7内的冷水通过水泵3打入热泵热水机4制热，并通过循环几次。当热水箱7内的水温度达到设定值时，水泵3关闭，水泵10打开。把热水箱7内的热水打入蓄能热水箱11。当热水箱7内的热水全部打入蓄能热水箱11后，水泵10关闭，电磁阀2，水泵3打开，把冷水补水或冷水蓄水箱1内的冷水打入系统，在重复以上的制热水和蓄热水过程。最终装满蓄能热水箱11。蓄能热水箱的容积一般比峰电时所需要使用的热水体积略大。
如果蓄能热水箱11内的热水长时间不用，其内的热水温度会有所下降。此时通过关闭电磁阀2、阀门8、6、水泵10，打开水泵3、阀门9、5把蓄能热水箱内的水通过热泵热水机4制热，并达到设定要求。
如图2所示，自动控制装置的处理器分别与线控器控制回路、模块顺序设置电路、输出驱动电路、晶振电路、温度模拟量采集电路、保护开关信号采集电路、滤波干扰电路、滤波整流电路相接，滤波整流电路与电源变压电路相接，保护开关信号采集电路与输入指示电路相接，输出驱动电路与输出指示电路相接。
如图3所示，在制热水工作中，当控制器执行线控器的开机命令，或者在峰谷电时间到达要求开机时，控制器按照下面的流程进入开机流程。线控器上运行指示灯由红色变成绿色。循环水泵启动，持续检测水流开关，进入制热待机状态。检测高液位浮子开关是否断开，断开则开进水电磁阀，闭合则关进水电磁阀。水流开关正常同时加水二分钟后，如果满足压缩机启动条件，即温度条件为T总回水≤T设-【SP01】，压缩机停机时间≥【EC01】时，室外风机提前启动；如果温度条件和时间条件有一个不满足，则继续保持待机状态。室外风机启动【SC04】时间后，累计运行时间短的压缩机先启动，如果满足另一台压缩机启动的条件，则【SC02】时间后另一台压缩机也启动。当加热水箱温度到达，主机进入待机状态，蓄水箱浮子开关断开则抽水水泵启动，抽水到蓄水水箱，加热水箱水位上升使低液位浮子开关断开则抽水水泵停止，循环水泵启动，进水电磁阀开，二分钟后主机重新启动。加水到高液位浮子开关闭合则进水电磁阀关，水温到达后再次抽水。当加热水箱连续给蓄水箱供水使蓄水箱浮子开关闭合时，抽水水泵不允许启动，加热水箱水温也到目标温度，则主机停机。当控制器执行线控器的关机命令，或在峰谷电时间到达要求关机时，或者因为故障原因关机时，或者加热水箱水温到达同时蓄水箱浮子开关闭合时，控制器按照下面的流程进行关机。线控器上指示灯由绿色变成红色。1#压缩机关闭，2#压缩机关闭，室外风机延时【SC05】关闭，循环水泵延时1分钟关闭。
控制器根据系统回水温度与设定温度的比较来控制压缩机的开停。当总回水温度T总回水≤T设-【SP01】，同时压缩机满足启动保护时间≥【EC01】时，压缩机启动制热。若总回水温度上升，当T总回水＞T设时，且压缩机满足运行时间≥【EC02】时，压缩机停机处于待机状态。T总回水≤T设下限时，压缩机保持原状态不变，这样有一个设定的回差温度【SP01】，避免压缩机频繁启停。
蓄能热水箱(小型系统不带节流装置，大型系统带节流装置)由非金属材料(SMC、PRF水箱等)或金属材料(不锈钢水箱、钢板水箱)，外加保温材料组成。
节流装置为分配管形式、迷宫形式、分层形式的一种或多种的结合。分配管形式为进入蓄能热水箱11中的水管上均匀开孔(见图4)。迷宫形式为蓄能热水箱11中设有从左到右的，均匀的，长度相等的，上下间隔排布的挡板(见图5)。分层形式为蓄能热水箱11中设有从上到下的，均匀的挡板，档板上开有间距相等、大小相同的孔(见图6)。
Claims (8)
1.一种蓄能热泵热水系统，其特征在于热泵热水机(4)进水管依次连接有第一水泵(3)、电磁阀(2)、冷水补水或冷水蓄水箱(1)，热泵热水机(4)出水管依次连接有第二阀门(6)、热水箱(7)、第二水泵(10)、蓄能热水箱(11)，热水箱(7)出水管依次连接有第三阀门(8)、第四阀门(9)、蓄能热水箱(11)，第三阀门(8)与电磁阀(2)相连接，热泵热水机(4)出水管依次连接有第一阀门(5)、蓄能热水箱(11)，热泵热水系统由自动控制装置控制。
2.根据权利要求1所述的一种蓄能热泵热水系统，其特征在于所述的自动控制装置的处理器分别与线控器控制回路、模块顺序设置电路、输出驱动电路、晶振电路、温度模拟量采集电路、保护开关信号采集电路、滤波干扰电路、滤波整流电路相接，滤波整流电路与电源变压电路相接，保护开关信号采集电路与输入指示电路相接，输出驱动电路与输出指示电路相接。
3.根据权利要求1所述的一种蓄能热泵热水系统，其特征在于所述的蓄能热水箱(11)、热泵热水机(4)、热水箱(7)设有一个或多个。
4.根据权利要求1所述的一种蓄能热泵热水系统，其特征在于所述的蓄能热水箱(11)设有节流装置。
5.根据权利要求4所述的一种蓄能热泵热水系统，其特征在于所述的节流装置为分配管形式、迷宫形式、分层形式的一种或多种的结合。
6.根据权利要求5所述的一种蓄能热泵热水系统，其特征在于所述的分配管形式为进入蓄能热水箱(11)中的水管上均匀开孔。
7.根据权利要求5所述的一种蓄能热泵热水系统，其特征在于所述的迷宫形式为蓄能热水箱(11)中设有从左到右的，均匀的，长度相等的，上下间隔排布的挡板。
8.根据权利要求5所述的一种蓄能热泵热水系统，其特征在于所述的分层形式为蓄能热水箱(11)中设有从上到下的，均匀的挡板，档板上开有间距相等、大小相同的孔。
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