CN104101107A - 一种太阳能热泵双热源产能量化比对热水供应方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种太阳能热泵双热源产能量化比对热水供应方法，包括步骤：检测太阳能集热器及热水存储容器在不同时间段的状态信息，所述状态信息至少包括热水存储容器内的水温及水位；根据所述当前热水存储容器内的水温及水位，判断当前时间段内，太阳能集热器能否满足加热需求，若能，则利用太阳能集热器进行循环加热，使热水存储容器内的热水达到设定温度和水位，若不能，则启动热泵加热设备，对所述热水存储容器内热水进行补充加热。其有益效果在于：本发明可根据不同气候条件，在有阳光时最大程度利用太阳能集热器制热，在光照不足时及时启动热泵加热设备作补充加热，从而达到随时高效的提供温度稳定的热水。

Description

一种太阳能热泵双热源产能量化比对热水供应方法

  

技术领域

本发明涉及太阳能供水设备技术领域，尤其是涉及一种太阳能热泵双热源产能量化比对热水供应方法。 

  

背景技术

太阳能热水器是把太阳光能转化为热能，将水从低温度加热到高温度，以满足人们在生活、生产中的热水使用。太阳能热水器是太阳能热利用中较早和较成熟的产品，然而，单一的太阳能集热器加热方式，由于在阴天或雨天等天气状况下不能正常加热，已然不能满足人们更高的要求。 

随着太阳能热水器技术的不断发展，太阳能集热器与热泵制热设备的结合应用因其显著的节能效果和优势互补在热水工程实际应用中得到普遍推广。太阳能集热热水器常规应用是首先将热水贮存容器中的水加满，当集热器中水的温度高于贮存容器水温时，采用温差对比方式启动水泵将太阳能集热器的热能与贮存容器贮水进行热交换而达到加热热水之目的。阴雨天气太阳能集热器不能对热能贮存容器进行有效加热时，热泵制热设备启动，对热能贮存容器进行补充加热。 

该类设计方案未充分考虑到热泵制热设备的运行特性，存在许多不利于热泵制热设备发挥最大效率的不利因素：其一、热泵制热设备从接受到工作指令到制成达标热水需要数小时的工作时间，如设定热泵工作时间过迟会导致热泵热水器工作时间不充足而达不到预定的制热目的，如设定热泵工作时间提前又不能充分发挥太阳能集热器制热成本低的效果；其二、常规热水供应系统补充冷水是将冷水直接补进贮存容器。在用水量大时，补入贮存容器的冷水会下沉，造成从贮存容器下方提供的热水水温不稳定，因此，常规热水供应装置只适用于定时供水且对水温稳定性要求不高的场所。 

  

发明内容

本发明的目的在于有效克服上述技术的不足，提供一种太阳能热泵双热源产能量化比对热水供应方法，当天气变化导致太阳能集热器不能在规定的时间段完成产水量时，可及时启动热泵加热设备进行补充加热，解决现有技术中热泵加热设备介入滞后热水不达标的弊病。 

本发明的技术方案是这样实现的：一种太阳能热泵双热源产能量化比对热水供应方法，包括步骤： 

检测太阳能集热器及热水存储容器在不同时间段的状态信息，所述状态信息至少包括热水存储容器内的水温及水位；

根据所述当前热水存储容器内的水温及水位，判断当前时间段内，太阳能集热器能否满足加热需求，若能，则利用太阳能集热器进行循环加热，使热水存储容器内的热水达到设定温度和水位，若不能，则启动热泵加热设备，对所述热水存储容器内热水进行补充加热。

下面对上述技术方案进一步阐述： 

    进一步的，当热水存储容器在某一时间段内的水温和水位达不到该时间段设定各自设定值时，判断为光照不足，太阳能集热器不能满足加热需求，则启动热泵加热设备对热水存储容器内的热水进行补充加热，直到达到设定温度和水位，停止加热；当热水存储容器内在某一时间段内的水温和水位达到该时间段设定各自设定值时，判断为光照充足，太阳能集热器能满足加热需求，则不启动热泵加热设备。

    进一步的，所述状态信息还包括热泵加热设备输出热水的温度，在光照不足，太阳能集热器不能满足加热需求情况下，当热水存储容器内的水温与热泵加热设备输出热水的温度之间的差值达到设定温度时，热泵加热设备再次启动，对热水存储容器内的热水进行循环加热，使热水存储容器内水温保持稳定。 

    进一步的，在光照不足，太阳能集热器不能满足加热需求情况下，当热水存储容器内水位低于设定值时，为热泵加热设备补充冷水，冷水在热泵加热设备中加热后加入热水存储容器中。 

    进一步的，所述状态信息还包括太阳能集热器内热水温度，在光照充足，太阳能集热器能满足加热需求情况下，当太阳能集热器内热水温度与热水存储容器内水温的差值达到设定差值时，太阳能集热器再次启动，对热水存储容器内热水进行循环加热，使热水存储容器内水温保持稳定。 

    进一步的，在光照充足，太阳能集热器能满足加热需求情况下，当热水存储容器内水位低于设定值时，为太阳能集热器补充冷水，冷水在太阳能集热器中加热后加入热水存储容器中。 

 本发明的有益效果在于：本发明的方法，通过采集不同时间段太阳能集热器、热水存储容器及热泵加热设备的数据，对不同时间段的热量进行量化分析，并根据分析结果控制所述太阳能集热器及热泵加热设备工作状态，如此，可根据不同气候条件，在有阳光时最大程度利用太阳能集热器制热，在光照不足时及时启动热泵加热设备作补充加热，从而达到随时高效的提供温度稳定的热水，最大程度的优先利用太阳能，其成本低，使用方便，满足用户需求；此外，本发明中冷水补充方式是先为太阳能集热器或热泵加热设备补充冷水，冷水在太阳能集热器或热泵加热设备加热后再加入到热水存储容器中，而不是直接向热水存储容器补充，如此，可使得热水存储容器内的水温保持平稳，避免直接将冷水补充至热水存储容器而造成的温度骤然下降或冷水下沉等问题。 

  

附图说明

图1为实现本发明方法的装置的示意图； 

图2为本发明方法的流程图；

图中：太阳能集热器1； 热水存储容器2； 热泵加热设备3； 第一出水管路4； 第一进水管路5； 第二出水管路6； 第二进水管路7； 第一补水管路8； 第二补水管路9.

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述。 

本发明揭示了一种太阳能热泵双热源产能量化对比热水供应方法，可根据不同气候条件将太阳能集热器的产热量进行分时段量化比对，在有阳光时最大程度利用太阳能集热器制热，在光照不足时及时启动热泵加热设备作补充加热，从而达到随时高效的提供水温稳定的热水。 

参照图1所示，图1为实现本发明方法的装置，包括太阳能集热器1、热泵加热设备3、热水存储容器2及控制系统，其中，所述太阳能集热器1通过一第一出水管路4及一第一进水管路5与所述热水存储容器2连接形成太阳能加热循环回路，太阳能集热器1吸收太阳能将其内部的冷水进行加热，加热后的热水通过第一出水管路4送至热水存储容器2，同时，热水存储容器2内的水可通过第一进水管路5进入至太阳能集热器1进行循环加热，如此，可实现热水存储容器2内水可循环加热；该热泵加热设备3通过一第二出水管路6及一第二进水管路7与所述热水存储容器2连接形成热泵加热循环回路，热泵加热设备3主要作用在于在阳光不足时，太阳能集热器1不能将一定量冷水加热至设定温度情况下，则热泵加热设备3进行补充加热，使热水存储容器2内热水达到设定温度，具体的，热水存储容器2内的热水可通过第二进水管路7送至热泵加热设备3内进行补充加热，加热完成的热水可通过第二出水管路6再次进入在热水存储容器2中，如此实现循环补充加热。 

第一出水管路4上设有用于检测所述太阳能集热器1水温的第一温度计，所述热水存储容器2上设有用于检测其内部水温的第二温度计、用于显示其内部水位的水位计及用于检测所述热泵加热设备3内水温的第三温度计，上述第一温度计、第二温度计及水位计均与控制系统连接，将检测的数据输入至控制系统。此外，还包括与太阳能集热器1连接的第一补水管路8及与热泵加热设备3连接的第二补水管路9。 

参照图2所示，结合上述装置对本发明方法作详细说明，本发明提供的太阳能热泵双热源产能量化比对热水供应方法，包括步骤： 

S1、检测热水存储容器在不同时间段的状态信息，所述状态信息包括太阳能集热器内水温、热水存储容器内的水温及水位、热泵加热设备内水温等，上述装置中，可通过第一温度计、第二温度计、第三温度计及水位计分别检测太阳能集热器内的水温，热水存储容器内的水温、热泵加热设备内水温及热水存储容器内水位，所述的状态信息发送至控制系统。

S2、控制系统根据所述当前热水存储容器内的水温及水位，判断当前时间段内，太阳能集热器能否满足加热需求，若能，则利用太阳能集热器进行循环加热，使热水存储容器内的热水达到设定温度和水位，以对太阳能进行最大程度的利用，若不能，则启动热泵加热设备，对所述热水存储容器内热水进行补充加热； 

具体的，控制系统接收所述状态信息，将热水存储容器内的水温和水位与控制系统设定的热水存储容器水温及水位进行比对：

当热水存储容器在某一时间段内的水温和水位达不到该时间段设定各自设定值时，判断为光照不足，太阳能集热器不能满足加热需求，则启动热泵加热设备对热水存储容器内的热水进行补充加热，直到达到设定温度和水位，停止加热；在此状态下（光照不足，太阳能集热器不能满足加热需求），停止加热一段时间后，当热水存储容器内的水温与热泵加热设备输出热水的温度之间的差值达到设定温度时，热泵加热设备再次启动，对热水存储容器内的热水进行循环加热，使热水存储容器内水温保持稳定。当热水存储容器内水位低于设定值时，为热泵加热设备补充冷水，冷水在热泵加热设备中加热后加入热水存储容器中。

当热水存储容器内在某一时间段内的水温和水位达到该时间段设定各自设定值时，判断为光照充足，太阳能集热器能满足加热需求，则不启动热泵加热设备，在此状态下（在光照充足，太阳能集热器能满足加热需求），当太阳能集热器内热水温度与热水存储容器内水温的差值达到设定差值时，太阳能集热器再次启动，对热水存储容器内热水进行循环加热，使热水存储容器内水温保持稳定。当热水存储容器内水位低于设定值时，为太阳能集热器补充冷水，冷水在太阳能集热器中加热后加入热水存储容器中。 

综上所述，本发明通过采集不同时间段太阳能集热器、热水存储容器及热泵加热设备的数据，对不同时间段的热量进行量化分析，并根据分析结果控制所述太阳能集热器及热泵加热设备工作状态，如此，可根据不同气候条件，在有阳光时最大程度利用太阳能集热器制热，在光照不足时及时启动热泵加热设备作补充加热，从而达到随时高效的提供温度稳定的热水，最大程度的优先利用太阳能，其成本低，使用方便，满足用户需求。 

以上所描述的仅为本发明的较佳实施例，上述具体实施例不是对本发明的限制。在本发明的技术思想范畴内，可以出现各种变形及修改，凡本领域的普通技术人员根据以上描述所做的润饰、修改或等同替换，均属于本发明所保护的范围。 

Claims (6)

1.一种太阳能热泵双热源产能量化比对热水供应方法，其特征在于，包括步骤：

检测热水存储容器及太阳能集热器在不同时间段的状态信息，所述状态信息至少包括热水存储容器内的水温及水位；

根据所述当前热水存储容器内的水温及水位，判断当前时间段内，太阳能集热器能否满足加热需求，若能，则利用太阳能集热器进行循环加热，使热水存储容器内的热水达到设定温度和水位，若不能，则启动热泵加热设备，对所述热水存储容器内热水进行补充加热。

2.根据权利要求1所述的太阳能热泵双热源产能量化比对热水供应方法，其特征在于：当热水存储容器在某一时间段内的水温和水位达不到该时间段设定各自设定值时，判断为光照不足，太阳能集热器不能满足加热需求，则启动热泵加热设备对热水存储容器内的热水进行补充加热，直到达到设定温度和水位，停止加热；当热水存储容器内在某一时间段内的水温和水位达到该时间段设定各自设定值时，判断为光照充足，太阳能集热器能满足加热需求，则不启动热泵加热设备。

3.根据权利要求2所述的太阳能热泵双热源产能量化比对热水供应方法，其特征在于：所述状态信息还包括热泵加热设备输出热水的温度，在光照不足，太阳能集热器不能满足加热需求情况下，当热水存储容器内的水温与热泵加热设备输出热水的温度之间的差值达到设定温度时，热泵加热设备再次启动，对热水存储容器内的热水进行循环加热，使热水存储容器内水温保持稳定。

4.根据权利要求2所述的太阳能热泵双热源产能量化比对热水供应方法，其特征在于：在光照不足，太阳能集热器不能满足加热需求情况下，当热水存储容器内水位低于设定值时，为热泵加热设备补充冷水，冷水在热泵加热设备中加热后加入热水存储容器中。

5.根据权利要求2所述的太阳能热泵双热源产能量化比对热水供应方法，其特征在于：所述状态信息还包括太阳能集热器内热水温度，在光照充足，太阳能集热器能满足加热需求情况下，当太阳能集热器内热水温度与热水存储容器内水温的差值达到设定差值时，太阳能集热器再次启动，对热水存储容器内热水进行循环加热，使热水存储容器内水温保持稳定。

6.根据权利要求2所述的太阳能热泵双热源产能量化比对热水供应方法，其特征在于：在光照充足，太阳能集热器能满足加热需求情况下，当热水存储容器内水位低于设定值时，为太阳能集热器补充冷水，冷水在太阳能集热器中加热后加入热水存储容器中。