CN102338477A - 一种太阳能与空气源热泵组合热水器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种热水器，特别涉及一种太阳能与空气源热泵组合热水器。本发明提供了如下技术方案：一种太阳能与空气源热泵组合热水器，包括有水箱及与水箱连接的空气源热泵主机，所述的水箱相对于与空气源热泵主机连接一端的另一端设有与其连接的太阳能集热器，水箱与空气源热泵主机之间设有循环泵，水箱、太阳能集热器及空气源热泵主机之间设有若干传感器及控制阀，若干传感器采集信号并将信号传输至后台处理单元，后台处理单元将信号处理后对水箱、太阳能集热器及空气源热泵主机之间的控制阀实施控制。采用上述技术方案，提供了一种满足全天候使用、电加热辅助节能的太阳能与空气源热泵组合热水器。

Description

一种太阳能与空气源热泵组合热水器
技术领域
本发明涉及一种热水器，特别涉及一种太阳能与空气源热泵组合热水器。
背景技术
太阳能是地球上一切能的主要来源，是无穷无尽无公害的洁净能源，也是21世纪人类最有希望的能源。太阳能热水器也广泛应用与家庭、宾馆等热水工程中。但是太阳能热水器在阴雨天和冬天的使用效果较差，甚至不能使用。如果采用电加热辅助。则节能效果就会明显打折。
空气源热泵热水器采用“逆卡诺”原理，通过压缩机将制冷工质在蒸发器和冷凝器进行热量交换，制取生活热水。其在20℃环境温度下，水温从15℃上升到55℃的能效比高达4W/W以上，也就是加热同样的水其耗电量只有电加热热水器的1/4。然而，目前市场上的空气源热泵热水器的驱动能源主要依靠电能实施，虽然其消耗的能源较之其它热水器少，但其只能利用电能驱动，不大符合国家大力提倡的节能减排的要求。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种满足全天候使用、电加热辅助节能的太阳能与空气源热泵组合热水器。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种太阳能与空气源热泵组合热水器，包括有水箱及与水箱连接的空气源热泵主机，其特征在于：所述的水箱相对于与空气源热泵主机连接一端的另一端设有与其连接的太阳能集热器，水箱与空气源热泵主机之间设有循环泵，水箱、太阳能集热器及空气源热泵主机之间设有若干传感器及控制阀，若干传感器采集信号并将信号传输至后台处理单元，后台处理单元将信号处理后对水箱、太阳能集热器及空气源热泵主机之间的控制阀实施控制。
其中，空气源热泵主机包括有分别通过管道连接并形成水的循环回路的蒸发器、压缩机及冷凝器及与蒸发器对应设置的风扇，所述的水箱通过冷凝器与空气源热泵主机连接，冷凝器与水箱之间通过热泵进水管及热泵出水管连接，所述的循环泵设于热泵进水管上，所述的控制阀包括有设于压缩机与蒸发器之间的换向阀、喷液阀、与水箱连接的回水阀、设于冷凝器与蒸发器之间设有过滤器、膨胀阀及设于水箱上的补水阀。
采用上述技术方案，通过将水箱、太阳能集热器及空气源热泵主机连接在一起，通过后台处理单元检测水箱温度在设定时间内温度上升幅度，判断太阳能收集器所收集的太阳能的强度，如符合设定要求，则不需启动空气源热水器，以太阳能加热为主，当水箱温度在规定时间内温度无上升或上升温度小于设定值，启动空气源热泵主机，通过循环泵将水箱内的水进入到空气源热泵主机内进行加热，然后返回至水箱内。防止了在特殊天气或特殊的环境下，太阳能集热器所收集的太阳能无法满足水箱内水的加热时导致热水器无法正常使用，使使用者能够全天候的使用热水器，并且结合了太阳能后，空气源热泵主机作为辅助电源加热，节约了电能，符合国家大力提倡的节能减排的要求。
本发明进一步设置为：后台处理单元包括有CPU处理器及与CPU处理器连接的显示屏；所述的传感器包括有设于空气源热泵主机上的环境温度传感器、盘管温度传感器、排气传感器、设于水箱上的水箱温度传感器、水位传感器及回水温度传感器。
采用上述技术方案，将后台处理单元设定为CPU处理器及显示屏，这样设置后CPU处理器可对各传感器收集的信号进行核对处理，使用者可通过显示屏准确的观察到数据，方便了使用。设于空气源热泵主机上的环境温度传感器是为了对空气源热泵主机所处的环境进行检测，防止空气源热泵主机及内部管道被冻住或冻裂；水箱上的水位传感器的设置是为了对水箱内的水位进行控制，水箱温度传感器的设置则是为了判定水箱内水的温度，如若太阳能无法将水箱内的水的温度进行提高时，水箱温度传感则将该信号传输至后台处理单元，后台处理单元则会驱使空气源热泵主机启动。
本发明更进一步设置为：空气源热泵主机上设有高压压力开关。
采用上述技术方案，高压压力开关的设置是为了防止空气源热泵主机受到高压造成损坏，能够即使的关闭和启动空气源热泵主机。
下面结合附图对本发明作进一步描述。
附图说明
图1为本发明实施例的流程示意图；
图2为本发明实施例的原理框体。
具体实施方式
如图1、图2所示的一种太阳能与空气源热泵组合热水器，包括有水箱1及与水箱1连接的空气源热泵主机2，水箱1相对于与空气源热泵主机2连接一端的另一端设有与其连接的太阳能集热器3，水箱1与空气源热泵主机3之间设有循环泵4，水箱1、太阳能集热器3及空气源热泵主机2之间设有若干传感器及控制阀，若干传感器采集信号并将信号传输至后台处理单元，后台处理单元将信号处理后对水箱1、太阳能集热器3及空气源热泵主机2之间的控制阀实施控制。在本发明实施例中，空气源热泵主机2包括有分别通过管道连接并形成水的循环回路的蒸发器21、压缩机22及冷凝器23及与蒸发器21对应设置的风扇24。水箱1通过冷凝器21与空气源热泵主机2连接，冷凝器21与水箱1之间通过热泵进水管11及热泵出水管12连接，并且循环泵4设于热泵进水管11上。控制阀包括有设于压缩机22与蒸发器21之间的换向阀25、喷液阀26、设于水箱1上的回水阀27、设于冷凝器23与蒸发器21之间设有过滤器28、膨胀阀29及设于水箱1上的补水阀29。上述方案中，通过将水箱1、太阳能集热器3及空气源热泵主机2连接在一起，通过后台处理单元检测水箱1温度在设定时间内温度上升幅度，判断太阳能收集器3所收集的太阳能的强度，如符合设定要求，则不需启动空气源热泵主机2，以太阳能加热为主，当水箱1温度在规定时间内温度无上升或上升温度小于设定值，启动空气源热泵主机2，通过循环泵4将水箱1内的水进入到空气源热泵主机2内进行加热，然后返回至水箱1内。防止了在特殊天气或特殊的环境下，太阳能集热器3所收集的太阳能无法满足水箱1内水的加热时导致热水器无法正常使用，使使用者能够全天候的使用热水器，并且结合了太阳能后，空气源热泵主机2作为辅助电源加热，节约了电能，符合国家大力提倡的节能减排的要求。
在本发明实施例中，后台处理单元包括有CPU处理器及与CPU处理器连接的显示屏；传感器包括有设于空气源热泵主机2上的环境温度传感器5、盘管温度传感器6、排气传感器7、设于水箱1上的水箱温度传感器13、水位传感器14及回水温度传感器15。其中，水位传感器14的设置是为了对水箱1内的水位进行控制，水箱温度传感器13的设置则是为了判定水箱1内水的温度，如若太阳能无法将水箱1内的水的温度进行提高时，水箱温度传感13则将该信号传输至后台处理单元，后台处理单元则会驱使空气源热泵主机2启动。
为了防止空气源热泵主机2受到高压造成损坏，能够即使的关闭和启动空气源热泵主机2，空气源热泵主机2上设有高压压力开关8。
本发明的具体流程如下：采用后台处理单元检测水箱1温度在设定时间内温度上升幅度，判断太阳能强度，如符合设定要求，则不需启动空气源热泵主机2，以太阳能加热为主，当水箱1温度在规定时间内温度无上升或上升温度小于设定值，启动空气源热泵主机2，当水箱1温度在下午5点（此时间可以自行设定修改）仍未达到设定温度，强制启动空空气源热泵主机2。它具有定时功能，空气源热泵主机2用户可以自行设定定时开关机功能，确保夜间不需要启动空气源热泵主机2，减少能源浪费。当水箱1水位低于高水位时，采用温控补水模式，当水箱1温度大于45℃时，启动电磁阀补水，补水过程中水箱1温度不断下降，当水箱1温度下降到41℃时，停止补水，当水温再次上升到45℃时，开始补水，水箱1温度由于混水又下降到41℃，停止补水，这样阶段性补水直到水箱1水位达到高水位，停止补水。它具有冬季防冻功能，冬季为了防止水管﹑水泵冻裂，无论在待机还是关机情况下，当压缩机停机≥60分钟，机组满足以下任一条件时，自动进入防冻运行。当T环温≤3℃，每过60分钟则启动循环泵4 分钟，如果此时出水温度仍然≤5℃则启动空气源热泵主机2，直到进水温度≥15℃或工作10分钟退出。（注：如环境温度传感器5损坏，则停机后，每过60分钟根据水箱1温度防冻，当水箱1温度≥10℃时启动循环水泵4分钟，当水箱1温度＜10℃时，启动压缩机22和风扇24，直到水箱1温度≥15℃或工作10分钟退出）。

Claims (5)

1.一种太阳能与空气源热泵组合热水器，包括有水箱及与水箱连接的空气源热泵主机，其特征在于：所述的水箱相对于与空气源热泵主机连接一端的另一端设有与其连接的太阳能集热器，水箱与空气源热泵主机之间设有循环泵，水箱、太阳能集热器及空气源热泵主机之间设有若干传感器及控制阀，若干传感器采集信号并将信号传输至后台处理单元，后台处理单元将信号处理后对水箱、太阳能集热器及空气源热泵主机之间的控制阀实施控制。
2.根据权利要求1所述的太阳能与空气源热泵组合热水器，其特征在于：所述的空气源热泵主机包括有分别通过管道连接并形成水的循环回路的蒸发器、压缩机及冷凝器及与蒸发器对应设置的风扇，所述的水箱通过冷凝器与空气源热泵主机连接，冷凝器与水箱之间通过热泵进水管及热泵出水管连接，所述的循环泵设于热泵进水管上，所述的控制阀包括有设于压缩机与蒸发器之间的换向阀、喷液阀、与水箱连接的回水阀、设于冷凝器与蒸发器之间设有过滤器、膨胀阀及设于水箱上的补水阀。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能空气源热泵组合热水器，其特征在于：所述的后台处理单元包括有CPU处理器及与CPU处理器连接的显示屏；所述的传感器包括有设于空气源热泵主机上的环境温度传感器、盘管温度传感器、排气传感器、设于水箱上的水箱温度传感器、水位传感器及回水温度传感器。
4.根据权利要求1或2所述的太阳能空气源热泵组合热水器，其特征在于：所述的空气源热泵主机上设有高压压力开关。
5.根据权利要求3所述的太阳能空气源热泵组合热水器，其特征在于：所述的空气源热泵主机上设有高压压力开关。
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