CN103836718A

CN103836718A - 一种太阳能热泵智能加热水系统

Info

Publication number: CN103836718A
Application number: CN201210485282.XA
Authority: CN
Inventors: 胡剑峰
Original assignee: Xian Dayu Optoelectronic Technology Co Ltd
Current assignee: Xian Dayu Optoelectronic Technology Co Ltd
Priority date: 2012-11-23
Filing date: 2012-11-23
Publication date: 2014-06-04

Abstract

本发明公开了一种太阳能热泵智能加热水系统，包括热交换系统和智能控制系统，热交换系统包括太阳能热交换装置、热泵系统和热水保温及使用系统，太阳能热交换装置包括多个真空集热管、上连管、下连管、水管和蒸发器；热泵系统包括制冷剂管路、油水分离装置、压缩机、冷凝器和膨胀阀；热水保温及使用系统包括两个热交换管路、两个导热盘管、保温水箱、恒温水池、平板集热器、送水管路和出水管路；智能控制系统包括PLC模块、上位计算机、手动操作面板、多个温度传感器、压力传感器、流量计、变频器、水流量调节电磁阀、两个热交换泵和两个热交换介质流量调节电磁阀。本发明能够满足人们的日程使用热水的需求，节约了能源，减少了环境污染。

Description

一种太阳能热泵智能加热水系统

技术领域

本发明涉及新能源利用技术领域，尤其是涉及一种太阳能热泵智能加热水系统。

背景技术

热泵技术通过电能的做功将热量由低温段“搬运”至高温端，其相比传统的电加热要节能很多；在现有取暖领域中，通过燃煤来集中供暖不仅加热效率低而且严重污染了环境；热泵技术取代传统的加热方式将逐渐成为一种趋势；现有的热泵系统中需要蒸发器端的低温环境的温度大于5℃，因此使用热泵对水进行加热时，现有技术无法实现四季加热，因为在冬天大多数地区的温度会低于5℃。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种太阳能热泵智能加热水系统，其结构简单，设计新颖合理，实现方便，智能化程度高，能够满足人们的日程使用热水的需求，节约了能源，减少了环境污染，使用效果好，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种太阳能热泵智能加热水系统，其特征在于：包括热交换系统和用于对加热水过程进行智能控制的智能控制系统，所述热交换系统包括太阳能热交换装置、热泵系统和热水保温及使用系统，所述太阳能热交换装置包括用于吸收太阳能热量的多个真空集热管，多个所述真空集热管的上端通过上连管相连通，多个所述真空集热管的下端通过下连管相连通，所述上连管的出口接有水管，所述水管与蒸发器相接且经过蒸发器后通过循环水泵与下连管的入口相接；所述热泵系统包括与蒸发器相接的制冷剂管路以及通过制冷剂管路依次连接且与蒸发器构成一个循环回路的油水分离装置、压缩机、冷凝器和膨胀阀；所述热水保温及使用系统包括与冷凝器相接的第一热交换管路和与第一热交换管路相接的第一导热盘管，以及保温水箱和恒温水池，所述第一导热盘管安装在保温水箱内部，所述保温水箱内部还安装有第二导热盘管，所述第二导热盘管上连接有第二热交换管路，所述第二热交换管路上连接有平板集热器，所述平板集热器安装在恒温水池底部，所述保温水箱上连接有与水源连接且用于将水注入到保温水箱内部的送水管路，所述送水管路上连接有送水电磁阀和送水水泵，所述保温水箱上连接有总出水管路，所述总出水管路上连接有总出水电磁阀和用户端分出水管路，所述用户端分出水管路上连接有用户端分出水电磁阀和用户端用水设备；所述智能控制系统包括PLC模块以及与PLC模块相接的上位计算机和手动操作面板，所述PLC模块的输入端接有安装在保温水箱上且用于对保温水箱内的水温进行检测的第一温度传感器、安装在恒温水池上且用于对恒温水池内的水温进行检测的第二温度传感器和安装在用户端用水设备上且用于对用户端用水设备内的水温进行检测的第三温度传感器，以及安装在制冷剂管路上且用于对制冷剂管路中的制冷剂压力进行检测的压力传感器和用于对制冷剂管路中的制冷剂流量进行检测的流量计；所述PLC模块的输出端接有用于对压缩机的压缩机电机进行变频控制的变频器、安装在水管上且用于对水管中的水流量进行调节的水流量调节电磁阀、安装在第一热交换管路上的第一热交换泵和用于对第一热交换管路中的热交换介质流量进行调节的第一热交换介质流量调节电磁阀、以及安装在第二热交换管路上的第二热交换泵和用于对第二热交换管路中的热交换介质流量进行调节的第二热交换介质流量调节电磁阀，所述压缩机电机与所述变频器相接，所述循环水泵、送水阀门、送水水泵、总出水阀门和用户端分出水阀门均与所述PLC模块的输出端相接。

上述的一种太阳能热泵智能加热水系统，其特征在于：所述PLC模块的输出端接有用于对所述太阳能热泵智能加热水系统进行干燥的电辅热干燥器。

上述的一种太阳能热泵智能加热水系统，其特征在于：所述用户端分出水管路的数量、用户端分出水阀门的数量和用户端用水设备的数量均为多个。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明结构简单，设计新颖合理，实现方便。

2、本发明配制了智能控制系统，能够对太阳能热泵加热水的整个过程进行智能控制，智能化程度高，人性化程度高。

3、本发明通过将太阳能进行集热后加热真空集热管中的水，然后通过热交换将热量传递给蒸发器，提升了蒸发器的温度，提高了整个系统的加热效率，同时将冷凝器端的热量合理的转移至保温水箱内部，为用户端提供了不间断的热水，节约了能源，减少了环境污染。

4、本发明能够满足人们的日常使用热水的需求，且非常方便。

5、本发明的使用效果好，便于推广使用。

综上所述，本发明结构简单，设计新颖合理，实现方便，智能化程度高，能够满足人们的日程使用热水的需求，节约了能源，减少了环境污染，使用效果好，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的电路原理框图。

附图标记说明:

1—下连管； 2—真空集热管； 3—上连管；

4—循环水泵； 5—水管； 6—蒸发器；

7-制冷剂管路； 8-油水分离装置； 9-压缩机；

10—膨胀阀； 11—冷凝器； 12—水源；

13—送水水泵； 14—送水电磁阀； 15—送水管路；

16—第一热交换管路； 17—第一导热盘管； 18—保温水箱；

19—第二导热盘管； 20—第二热交换管路； 21—恒温水池；；

22—总出水管路； 23—总出水电磁阀； 24—平板集热器；

25—用户端分出水电磁阀； 26—用户端用水设备；

27—用户端分出水管路； 28—PLC模块；

29—上位计算机； 30—手动操作面板； 31—第一温度传感器；

32—第二温度传感器； 33—第三温度传感器； 34—压力传感器；

35—流量计； 36—压缩机电机； 37—变频器；

38—电辅热干燥器； 39—水流量调节电磁阀；

40—第一热交换泵； 41—第一热交换介质流量调节电磁阀；

42—第二热交换泵； 43—第二热交换介质流量调节电磁阀。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明包括热交换系统和用于对加热水过程进行智能控制的智能控制系统，所述热交换系统包括太阳能热交换装置、热泵系统和热水保温及使用系统，所述太阳能热交换装置包括用于吸收太阳能热量的多个真空集热管2，多个所述真空集热管2的上端通过上连管3相连通，多个所述真空集热管2的下端通过下连管1相连通，所述上连管3的出口接有水管5，所述水管5与蒸发器6相接且经过蒸发器6后通过循环水泵4与下连管1的入口相接；所述热泵系统包括与蒸发器6相接的制冷剂管路7以及通过制冷剂管路7依次连接且与蒸发器6构成一个循环回路的油水分离装置8、压缩机9、冷凝器11和膨胀阀10；所述热水保温及使用系统包括与冷凝器11相接的第一热交换管路16和与第一热交换管路16相接的第一导热盘管17，以及保温水箱18和恒温水池21，所述第一导热盘管17安装在保温水箱18内部，所述保温水箱18内部还安装有第二导热盘管19，所述第二导热盘管19上连接有第二热交换管路20，所述第二热交换管路20上连接有平板集热器24，所述平板集热器24安装在恒温水池21底部，所述保温水箱18上连接有与水源12连接且用于将水注入到保温水箱18内部的送水管路15，所述送水管路15上连接有送水电磁阀14和送水水泵13，所述保温水箱18上连接有总出水管路22，所述总出水管路22上连接有总出水电磁阀23和用户端分出水管路27，所述用户端分出水管路27上连接有用户端分出水电磁阀25和用户端用水设备26；所述智能控制系统包括PLC模块28以及与PLC模块28相接的上位计算机29和手动操作面板30，所述PLC模块28的输入端接有安装在保温水箱18上且用于对保温水箱18内的水温进行检测的第一温度传感器31、安装在恒温水池21上且用于对恒温水池21内的水温进行检测的第二温度传感器32和安装在用户端用水设备26上且用于对用户端用水设备26内的水温进行检测的第三温度传感器33，以及安装在制冷剂管路7上且用于对制冷剂管路7中的制冷剂压力进行检测的压力传感器34和用于对制冷剂管路7中的制冷剂流量进行检测的流量计35；所述PLC模块28的输出端接有用于对压缩机9的压缩机电机36进行变频控制的变频器37、安装在水管5上且用于对水管5中的水流量进行调节的水流量调节电磁阀39、安装在第一热交换管路16上的第一热交换泵40和用于对第一热交换管路16中的热交换介质流量进行调节的第一热交换介质流量调节电磁阀41、以及安装在第二热交换管路20上的第二热交换泵42和用于对第二热交换管路20中的热交换介质流量进行调节的第二热交换介质流量调节电磁阀43，所述压缩机电机36与所述变频器37相接，所述循环水泵4、送水阀门14、送水水泵13、总出水阀门23和用户端分出水阀门25均与所述PLC模块28的输出端相接。

本实施例中，所述PLC模块28的输出端接有用于对所述太阳能热泵智能加热水系统进行干燥的电辅热干燥器38。所述用户端分出水管路27的数量、用户端分出水阀门25的数量和用户端用水设备26的数量均为多个。

本发明的工作原理及工作过程是：使用前，首先通过手动操作面板30设置控制参数，如水温、水流量、换热介质流量等，真空集热管2采集太阳能产生热的水蒸气，水蒸气通过上连管3，水管5输送到蒸发器6进行热交换，并通过循环水泵4和下连管1在输送到真空集热管2采集太阳能，同时热能通过制冷剂管路7，油水分离装置8，压缩机9，冷凝器11和第一热交换管路16输送到第一导热盘管17，对保温水箱18中的水进行加热，同时，设置在恒温水池21底部的平板集热器24收集热量并通过第二热交换管路20输送到第二导热盘管19，对保温水箱18中的水进行加热，保温水箱18中的水加热后通过总出水管路22输出，供多个用户通过用户端用水设备26使用；以上工作过程中，第一温度传感器31对保温水箱18内的水温进行检测并将检测到的信号输出给PLC模块28，第二温度传感器32对恒温水池21内的水温进行检测并将检测到的信号输出给PLC模块28，第三温度传感器33对用户端用水设备26内的水温进行检测并将检测到的信号输出给PLC模块28，压力传感器34对制冷剂管路7中的制冷剂压力进行检测并将检测到的信号输出给PLC模块28，流量计35对制冷剂管路7中的制冷剂流量进行检测并将检测到的信号输出给PLC模块28，PLC模块28对其接收到的数据进行综合分析处理，并输出相应的控制信号给其输出端的变频器37、水流量调节电磁阀39、第一热交换泵40、第一热交换介质流量调节电磁阀41、、第二热交换泵42、第二热交换介质流量调节电磁阀43、循环水泵4、送水阀门14、送水水泵13、总出水阀门23和用户端分出水阀门25，实现了对太阳能热泵加热水的智能控制。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims

1.一种太阳能热泵智能加热水系统，其特征在于：包括热交换系统和用于对加热水过程进行智能控制的智能控制系统，所述热交换系统包括太阳能热交换装置、热泵系统和热水保温及使用系统，所述太阳能热交换装置包括用于吸收太阳能热量的多个真空集热管（2），多个所述真空集热管（2）的上端通过上连管（3）相连通，多个所述真空集热管（2）的下端通过下连管（1）相连通，所述上连管（3）的出口接有水管（5），所述水管（5）与蒸发器（6）相接且经过蒸发器（6）后通过循环水泵（4）与下连管（1）的入口相接；所述热泵系统包括与蒸发器（6）相接的制冷剂管路（7）以及通过制冷剂管路（7）依次连接且与蒸发器（6）构成一个循环回路的油水分离装置（8）、压缩机（9）、冷凝器（11）和膨胀阀（10）；所述热水保温及使用系统包括与冷凝器（11）相接的第一热交换管路（16）和与第一热交换管路（16）相接的第一导热盘管（17），以及保温水箱（18）和恒温水池（21），所述第一导热盘管（17）安装在保温水箱（18）内部，所述保温水箱（18）内部还安装有第二导热盘管（19），所述第二导热盘管（19）上连接有第二热交换管路（20），所述第二热交换管路（20）上连接有平板集热器（24），所述平板集热器（24）安装在恒温水池（21）底部，所述保温水箱（18）上连接有与水源（12）连接且用于将水注入到保温水箱（18）内部的送水管路（15），所述送水管路（15）上连接有送水电磁阀（14）和送水水泵（13），所述保温水箱（18）上连接有总出水管路（22），所述总出水管路（22）上连接有总出水电磁阀（23）和用户端分出水管路（27），所述用户端分出水管路（27）上连接有用户端分出水电磁阀（25）和用户端用水设备（26）；所述智能控制系统包括PLC模块（28）以及与PLC模块（28）相接的上位计算机（29）和手动操作面板（30），所述PLC模块（28）的输入端接有安装在保温水箱（18）上且用于对保温水箱（18）内的水温进行检测的第一温度传感器（31）、安装在恒温水池（21）上且用于对恒温水池（21）内的水温进行检测的第二温度传感器（32）和安装在用户端用水设备（26）上且用于对用户端用水设备（26）内的水温进行检测的第三温度传感器（33），以及安装在制冷剂管路（7）上且用于对制冷剂管路（7）中的制冷剂压力进行检测的压力传感器（34）和用于对制冷剂管路（7）中的制冷剂流量进行检测的流量计（35）；所述PLC模块（28）的输出端接有用于对压缩机（9）的压缩机电机（36）进行变频控制的变频器（37）、安装在水管（5）上且用于对水管（5）中的水流量进行调节的水流量调节电磁阀（39）、安装在第一热交换管路（16）上的第一热交换泵（40）和用于对第一热交换管路（16）中的热交换介质流量进行调节的第一热交换介质流量调节电磁阀（41）、以及安装在第二热交换管路（20）上的第二热交换泵（42）和用于对第二热交换管路（20）中的热交换介质流量进行调节的第二热交换介质流量调节电磁阀（43），所述压缩机电机（36）与所述变频器（37）相接，所述循环水泵（4）、送水阀门（14）、送水水泵（13）、总出水阀门（23）和用户端分出水阀门（25）均与所述PLC模块（28）的输出端相接。

2.按照权利要求1所述的一种太阳能热泵智能加热水系统，其特征在于：所述PLC模块（28）的输出端接有用于对所述太阳能热泵智能加热水系统进行干燥的电辅热干燥器（38）。

3.按照权利要求1或2所述的一种太阳能热泵智能加热水系统，其特征在于：所述用户端分出水管路（27）的数量、用户端分出水阀门（25）的数量和用户端用水设备（26）的数量均为多个。