CN103851783A - 节能热水器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种节能热水器，其包括储水箱、控制器、空气源供热装置和太阳能供热装置，所述空气源供热装置包括多组空气源热泵机及一主热泵循环泵，所述太阳能供热装置包括多组太阳能真空管矩阵及一主太阳能循环泵，该组太阳能真空管矩阵并排，并相互连通，太阳能真空管矩阵包括一具有倾斜面的支架及多根横向均匀并排在该支架的倾斜面上的太阳能真空管；本发明提供的结构设计巧妙，合理充分利用能源，将空气源供热装置和太阳能供热装置有机结合，能充分利用太阳能以及空气源，且能有效保证热水的供应质量，满足人们在生活、生产中所需的热水。

Description

节能热水器
技术领域
本发明涉及制热水技术，具体涉及一种节能热水器。
背景技术
太阳能热水器是利用太阳能作为能源来加热热水，太阳作为一种绿色能源，在建筑等领域得到了广泛的应用，但太阳能的应用容易受到天气的影响，利用太阳能来生产热水，其温度在夜晚及阴天很难达到用户的要求，人们通常采用电辅助加热或燃气加热设备来加以改进，设备成本及运行费用高，且不便于控制。
公开号为CN102109198A的发明专利申请公开了一种根据天气预报及逐时负荷预测确定利用太阳、高效热泵及低谷电优化组合的节能型太阳能热泵热水系统，该系统的目的是根据不同天气的环境条件及电网的负荷条件，来确定采用哪种方式进行加热，需要由太阳能集热器、热泵及电加热器来组成，整个系统结构复杂，设备成本及运行费用高，且只单独利用一种能源，不能充分利用太阳能。
发明内容
针对上述的不足，本发明目的在于，提供一种能充分利用太阳能，节约能源，保护环境，且能有效保证热水的供应质量的节能热水器。
一种节能热水器，其包括储水箱、控制器及分别与该控制器相连并受其控制的空气源供热装置和太阳能供热装置，所述储水箱通过管道分别与空气源供热装置和太阳能供热装置相连。
所述空气源供热装置包括多组空气源热泵机及一主热泵循环泵，该些空气源热泵机并排，并相互连通，且通过水管与所述储水箱相连接，形成空气源热水循环回路；所述主热泵循环泵设置在所述空气源热水循环回路上。
所述空气源供热装置还包括一备用热泵循环泵，该备用热泵循环泵与该主热泵循环泵并联
所述太阳能供热装置包括多组太阳能真空管矩阵及一主太阳能循环泵，该组太阳能真空管矩阵并排，并相互连通，太阳能真空管矩阵包括一具有倾斜面的支架及多根横向均匀并排在该支架的倾斜面上的太阳能真空管，太阳能供热装置与所述储水箱相连接，形成太阳能热水循环回路，该太阳能热水循环回路与冷水进水管相连接；所述主太阳能循环泵设置在所述太阳能热水循环回路上，
所述太阳能供热装置还包括一备用太阳能循环泵，该备用太阳能循环泵该主太阳能循环泵并联。
所述储水箱包括第一隔热箱体和第二隔热箱体，该第一隔热箱体和第二隔热箱体并排，并相互连接，第一隔热箱体与所述太阳能供热装置相连，形成太阳能热水循环回路；第二隔热箱体与所述空气源供热装置相连，形成空气源热水循环回路。
所述控制器包括一PLC可编程控制器及分别与该PLC可编程控制器相连的第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器、第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、冷热水混合阀、冷水补水电磁阀、回水电磁阀、主恒压供水泵和备用恒压供水泵，第一温度传感器和第一压力传感器设置在所述太阳能热水循环回路上，第二温度传感器和第二压力传感器设置在所述第二隔热箱体上，冷水补水电磁阀设置在冷水进水管与空气源热水循环回路的连接处，冷水进水管通过冷热水混合阀与热水输出水管相连接，主恒压供水泵、第三温度传感器和第三压力传感器设置在热水输出水管上，备用恒压供水泵与主恒压供水泵相并连，热水输出水管与所述储水箱形成回水回路，所述回水电磁阀和第四温度传感器设置在该回水回路上。
本发明的有益效果为：本发明提供的结构设计巧妙，合理充分利用能源，将空气源供热装置和太阳能供热装置有机结合，能充分利用太阳能以及空气源，且能有效保证热水的供应质量，满足人们在生活、生产中所需的热水，不仅达到节能目的，还大大降低使用成本，利于节能环保，给人们生活、生产带来便利，利于广泛推广应用。
附图说明
图1是本发明的系统结构原理图。
具体实施方式
实施例：参见图1，本发明实施例提供一种节能热水器，其包括储水箱3、控制器及分别与该控制器相连并受其控制的空气源供热装置1和太阳能供热装置2，所述储水箱3通过管道分别与空气源供热装置1和太阳能供热装置2相连。
所述空气源供热装置1包括多组空气源热泵机11及一主热泵循环泵13，该些空气源热泵机11并排，并相互连通，且通过水管与所述储水箱3相连接，形成空气源热水循环回路12；所述主热泵循环泵13设置在所述空气源热水循环回路12上，
所述空气源供热装置1还包括一备用热泵循环泵14，所述备用热泵循环泵14与该主热泵循环泵13并联；
所述太阳能供热装置2包括多组太阳能真空管矩阵21及一主太阳能循环泵23，该组太阳能真空管矩阵21并排，并相互连通，太阳能真空管矩阵21包括一具有倾斜面的支架及多根横向均匀并排在该支架的倾斜面上的太阳能真空管，太阳能供热装置2与所述储水箱3相连接，形成太阳能热水循环回路22，该太阳能热水循环回路22与冷水进水管5相连接；所述主太阳能循环泵23设置在所述太阳能热水循环回路22上。所述太阳能供热装置2还包括一备用太阳能循环泵24，所述备用太阳能循环泵24该主太阳能循环泵23并联。
所述储水箱3包括第一隔热箱体31和第二隔热箱体32，该第一隔热箱体31和第二隔热箱体32并排，并相互连接，第一隔热箱体31与所述太阳能供热装置2相连，形成太阳能热水循环回路22；第二隔热箱体32与所述空气源供热装置1相连，形成空气源热水循环回路12。
所述控制器包括一PLC可编程控制器及分别与该PLC可编程控制器相连的第一温度传感器51、第二温度传感器52、第三温度传感器53、第四温度传感器54、第一压力传感器55、第二压力传感器56、第三压力传感器57、冷热水混合阀58、冷水补水电磁阀59、回水电磁阀60、主恒压供水泵61和备用恒压供水泵62，第一温度传感器51和第一压力传感器55设置在所述太阳能热水循环回路22上，第二温度传感器52和第二压力传感器56设置在所述第二隔热箱体32上，冷水补水电磁阀59设置在冷水进水管5与空气源热水循环回路12的连接处，冷水进水管5通过冷热水混合阀58与热水输出水管4相连接，主恒压供水泵61、第三温度传感器53和第三压力传感器57设置在热水输出水管4上，备用恒压供水泵62与主恒压供水泵61相并连，热水输出水管4与所述储水箱3形成回水回路，所述回水电磁阀60和第四温度传感器54设置在该回水回路上。
冷热水混合阀58开度由PLC可编程控制器利用PID运算决定。
使用时，PLC可编程控制器每天以小时为单位记录用水量，作为历史使用热水数据；并能日后根据该历史使用热水数据来判断是否要补水；
若有充足阳光让太阳能供热装置2产生所需温度的热水时，PLC可编程控制器不启动空气源供热装置1；
若在无法预知是否有充足阳光让太阳能供热装置2产生热水，且第二压力传感器56感应储水箱3的水位已趋向低于低水位时，PLC可编程控制器根据历史使用热水数据来判断所剩的热水量是否可以满足未来N小时所需的热水，若可以，则无需补水，以等待太阳再利用太阳能产热水，以避免补充冷水而需启动空气源供热装置1；反之，PLC可编程控制器则启动冷水补水电磁阀59对储水箱3进行补给冷水，直至储水箱3的热水量能满足未来N小时所需的热水量时，然后停止补给冷水；若储水箱3的水温下降到预设温度时，PLC可编程控制器启动空气源供热装置1，以对储水箱3的水进行加热，以保证产生所需温度的热水；
其中空气源供热装置1的产水量V1与储水箱3的蓄水量V2和N小时所需的热水量V3的关系式如下：
V1×N + V2=V3
若有充足阳光，但太阳能供热装置2仍不能产生所需温度的热水时，PLC可编程控制器启动空气源供热装置1，以保证产生所需温度的热水；
若第四温度传感器54感应热水的温度低于设定温度时，PLC可编程控制器启动回水电磁阀60，强制加水，使热水返回储水箱3进行新一轮的加热，直至水温升至预定温度时，PLC可编程控制器关闭回水电磁阀60，实现输出所需温度的热水；重复上述步骤，实现持续制得所需温度的热水。
本实施例中，所述空气源供热装置1包括三组空气源热泵机11，所述太阳能供热装置2包括四组太阳能真空管矩阵21；其它实施例中，可根据所需热水的功率来相应设定空气源热泵机及太阳能真空管矩阵的数量。
本发明提供的节能热水器设计巧妙，合理充分利用能源，将空气源供热装置1和太阳能供热装置2有机结合，能充分利用太阳能以及空气源，且能有效保证热水的供应质量，满足人们在生活、生产中所需的热水，不仅达到节能目的，还大大降低使用成本，利于节能环保，给人们生活、生产带来便利，利于广泛推广应用。
如本发明上述实施例所述，采用与其相同或相似结构而得到的其它系统及制热水方法，均在本发明保护范围内。

Claims (5)

1.一种节能热水器，其特征在于，其包括储水箱、控制器及分别与该控制器相连并受其控制的空气源供热装置和太阳能供热装置，所述储水箱通过管道分别与空气源供热装置和太阳能供热装置相连，所述空气源供热装置包括多组空气源热泵机及一主热泵循环泵，该些空气源热泵机并排，并相互连通，且通过水管与所述储水箱相连接，形成空气源热水循环回路；所述主热泵循环泵设置在所述空气源热水循环回路上，所述太阳能供热装置包括多组太阳能真空管矩阵及一主太阳能循环泵，该组太阳能真空管矩阵并排，并相互连通，太阳能真空管矩阵包括一具有倾斜面的支架及多根横向均匀并排在该支架的倾斜面上的太阳能真空管，太阳能供热装置与所述储水箱相连接，形成太阳能热水循环回路，该太阳能热水循环回路与冷水进水管相连接；所述主太阳能循环泵设置在所述太阳能热水循环回路上。
2.根据权利要求1所述的节能热水器，其特征在于，所述空气源供热装置还包括一备用热泵循环泵，该备用热泵循环泵与该主热泵循环泵并联。
3.根据权利要求2所述的节能热水器，其特征在于，所述太阳能供热装置还包括一备用太阳能循环泵，该备用太阳能循环泵该主太阳能循环泵并联。
4.根据权利要求3所述的节能热水器，其特征在于，所述储水箱包括第一隔热箱体和第二隔热箱体，该第一隔热箱体和第二隔热箱体并排，并相互连接，第一隔热箱体与所述太阳能供热装置相连，形成太阳能热水循环回路；第二隔热箱体与所述空气源供热装置相连，形成空气源热水循环回路。
5.根据权利要求4所述的节能热水器，其特征在于，所述控制器包括一PLC可编程控制器及分别与该PLC可编程控制器相连的第一温度传感器、第 二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器、第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、冷热水混合阀、冷水补水电磁阀、回水电磁阀、主恒压供水泵和备用恒压供水泵，第一温度传感器和第一压力传感器设置在所述太阳能热水循环回路上，第二温度传感器和第二压力传感器设置在所述第二隔热箱体上，冷水补水电磁阀设置在冷水进水管与空气源热水循环回路的连接处，冷水进水管通过冷热水混合阀与热水输出水管相连接，主恒压供水泵、第三温度传感器和第三压力传感器设置在热水输出水管上，备用恒压供水泵与主恒压供水泵相并连，热水输出水管与所述储水箱形成回水回路，所述回水电磁阀和第四温度传感器设置在该回水回路上。 
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105571148A (zh) * 2014-10-10 2016-05-11 Tcl空调器(中山)有限公司 热水机及其控制方法
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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