CN104142029A - 一种太阳能热泵热水器 - Google Patents

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Abstract

本发明属于一种太阳能热泵热水器领域。一种太阳能热泵热水器，包括集热器、与集热器连接的水箱和安装在水箱中的热泵组件，所述热泵组件包括依次连接的压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器；包括水箱箱体，所述水箱箱体上部设置安装蒸发器的第一腔室和安装冷凝器第二腔室，其下部设置安装压缩机和节流阀的安装腔室；所述第一腔室通过保温水管分别连接集热器进水口和出水口；所述第一腔室和第二腔室之间设置连通第一腔室和第二腔室的电磁阀门。本发明将热泵与平板式太阳能热水器结合，其中热泵与太阳能水箱成一体结构，充分利用热泵工作过程产生的热量；这样对于太阳能热水器存在的阴雨天加热效果较差的问题进行很好的解决，且所耗的电量少。

Description

一种太阳能热泵热水器
技术领域
本发明涉一种太阳能热泵热水器领域，特别是基于分离式太阳能平板热水器的热泵热水器。
背景技术
太阳能热泵热水器，将太阳能集热和热泵加热相组合，达到持续供应热水的功能。目前太阳能热泵热水器包括太阳能集热器、与太阳能集热器相连的太阳能水箱、可对太阳能水箱中的水进行制热的热泵，太阳能集热器包括太阳能真空集热管，太阳能真空集热管将太阳的辐射能转化为热能用来加热水，通过热水上浮冷水下沉，集热管循环集热，热水储存在太阳能水箱中。
热泵能够吸水空气的低温热能转化为高温热能，以少量做功达到加热水的目的。太阳能是热水器的主要加热方式，热泵加热是辅助加热方式，太阳能集热器在阳光充足时可将水加热到设定温度以上，此时无需使用热泵，但在阳光不足或者阴雨天时，太阳能无法将水加热到设定温度以上，此时热泵自动启动太阳能热泵模式利用太阳能热泵可将水加热至设定温度以上。
但是，目前使用的热泵作为辅助加热系统，是用的空气能热泵。虽然在阳光不足或者阴雨天时，太阳能无法将水加热到设定温度，但是，可以给水加热到一定的温度，该温度的水比自然中的水温要高，特别是集热器周围还有有效高的温度，有一定的能量可以利用，而目前还没有利用。一般的，太阳能热水器中热泵的压缩机都是分离设置，并设置散热风扇；这样对于高层楼层，特别是使用平板太阳能热水器的用户，分离设置的压缩机十分占用空间，且还产生热风。这样这里需要一种合适平板太阳能热水器的一体化的太阳能热泵热水器，采用一体化设计，将热泵中产生的热量结合太阳能充分利用，从而达到节约能源的目的。
发明内容
本发明的发明目的是：提供一种太阳能热泵热水器，将热泵与平板式太阳能热水器结合，对于太阳能热水器存在的阴雨天加热效果较差的问题进行很好的解决，而且所耗的电量较少，控制器也使其使用变得十分方便。
本发明技术方案为：一种太阳能热泵热水器，包括集热器、与集热器连接的水箱和安装在水箱中的热泵组件，所述热泵组件包括依次连接的压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器；包括水箱箱体，所述水箱箱体上部设置安装蒸发器的第一腔室和安装冷凝器第二腔室，其下部设置安装压缩机和节流阀的安装腔室；所述第一腔室通过保温水管分别连接集热器进水口和出水口；所述第一腔室和第二腔室之间设置连通第一腔室和第二腔室的电磁阀门。
进一步了解，本发明在与提供一种一体化的热泵和太阳能热水器；主要包括两部分，一是平板式太阳能集热器，二是分体水箱；所述水箱上部采用可连通双腔室，对应安装热泵的蒸发器和冷凝器，这样太阳能可以对两腔室同时加热；在阴雨天时，双腔室分离；太阳能集热器对第一腔室加热，但其中热水并不能达到人们需要热水温度，这样热泵开始工作，即对第二腔室加热，保证热水输出。
优选的，所述安装腔室底部安装压缩机，安装腔室上部设置散热风扇，所述安装腔室侧壁设置均匀若干通风孔；所述第一腔室设置通风散热装置并连通安装腔室和第一腔室顶部的出风口。一般的压缩机和散热风扇为独立分离装置，这里采用一体式的结构，并对于压缩机产生热量充分利用，通过散热装置将热风在第一腔室冷却，保证对热量充分利用；减少电力消耗。
优选的，所述第一腔室和第二腔室由内至外依次为不锈钢层、保温层和防护层，所述不锈钢层内层涂抹保温涂料。第一腔室和第二腔室均为保温水箱，设置多层保护，有利于减少热量消耗。
优选的，第一腔室和第二腔室之间设置保温隔板，所述电磁阀门设置在保温隔板底部。电磁阀门主要在太阳能工作时，使得第一腔室和第二腔室保持连通，这样水箱容量最大化，充分利用太阳能。在阴雨天时，电磁阀门关闭，第一腔室连通太阳能集热器，这样太阳能加热水箱容量减少，保证温度快速提升。同时第二腔室利用热泵加热，第一腔室为低温热源，第二腔室为高温低温热源。
优选的，第一腔室小于第二腔室容量，由于在热泵加热时主要对第二腔室加热，为了保证热水水量第二腔室容量最好为第一腔室容量的两倍。
优选的，所述第一腔室和第二腔室内分别安装温度触感器，所述温度传感器连接安装在水箱箱体上的控制器；所述电磁阀门连接控制器。为更好控制和调节本装置，设置控制器更好控制各腔室的温度和其他功能部件，方便人们使用。
本发明有益效果是：
本发明提供一种一体化的太阳能热泵热水器，将热泵与平板式太阳能热水器结合，其中热泵与太阳能水箱成一体结构，充分利用热泵工作过程产生的热量；这样对于太阳能热水器存在的阴雨天加热效果较差的问题进行很好的解决，而且所耗的电量较少。
本发明通过采用一体化设计，减少装置占用空间，适合高层楼宇阳台使用；同时，本发明将热泵中产生的热量结合太阳能充分结合利用，从而达到节约能源的目的。
附图说明
图1是本发明功能结构示意图；
其中，1－集热器、2－水箱箱体、3－第二腔室、4－第一腔室、5－安装腔室、6－压缩机、7－蒸发器、8－冷凝器、9－散热风扇、10－散热装置、11－通风孔、12－出风口、13－隔板。
具体实施方式
本发明公开了一种太阳能热泵热水器，包括集热器1、与集热器1连接的水箱和安装在水箱中的热泵组件，所述热泵组件包括依次连接的压缩机6、冷凝器8、节流阀和蒸发器7；包括水箱箱体2，所述水箱箱体2上部设置安装蒸发器7的第一腔室4和安装冷凝器8第二腔室3，其下部设置安装压缩机6和节流阀的安装腔室5；所述第一腔室4通过保温水管分别连接集热器1进水口和出水口；所述第一腔室4和第二腔室3之间设置连通第一腔室4和第二腔室3的电磁阀门。
其中，所述安装腔室5底部安装压缩机6，安装腔室5上部设置散热风扇9，所述安装腔室5侧壁设置均匀若干通风孔11；所述第一腔室4设置通风散热装置10并连通安装腔室5和第一腔室4顶部的出风口12。
本发明重点在于太阳能热水器水箱和热泵一体化设置。将热泵中压缩机6从以往分离式结构组合到水箱中，一是节约空间，二是充分热泵做功产生热量，减少电力消耗。通过水箱中设置可连通双腔室，对应安装热泵的蒸发器7和冷凝器8，这样太阳能可以对两腔室同时加热，充分利用太阳能；在阴雨天时，双腔室分离；太阳能集热器1对第一腔室4加热，但其中热水并不能达到人们需要热水温度，这样热泵开始工作，即对第二腔室3加热，保证热水输出。
以下结合附图对本发明实施进行说明。
如图1所示，包括太阳能集热器1和水箱，这里太阳能集热器1采用平板式太阳能真空管集热器1，水箱采用与热泵结合的一体化结构；其中，太阳能集热器1和水箱通过保温管连接。
其中，水箱包括水箱箱体2，水箱箱体2上部对称设置第一腔室4和第二腔室3，第一腔室4和第二腔室3通过保温隔板13分隔，其中在保温隔板13底部设置可连通第一腔室4和第二腔室3的电磁阀门。水箱箱体2底部设置安装腔室5，安装腔室5底部安装压缩机6，其上部安装散热风扇9。安装腔室5底部侧壁上还设置通风孔11，通风孔11沿安装腔室5侧壁均匀设置，安装腔室5顶部均匀设置通孔，这些通孔连通第一腔室4中的散热装置10，散热装置10连通设置在第一腔室4顶部的出风口12。散热装置10采用螺旋铜管，也可以为铝管，散热装置10上下位置分别设置开关，主要在晴天时，关闭散热装置10，防止热量流失。
其中，热泵组件包括压缩机6、冷凝器8、节流阀和蒸发器7。压缩机6、冷凝器8、节流阀和蒸发器7依次首尾连通，这里冷凝器8安装在第二腔室3，蒸发器7安装在第一腔室4，压缩机6和节流阀安装在安装腔室5。
这里一体化结构使得，装置占用空间减少，适合高层楼宇阳台使用；同时，热泵中压缩机6产生的热量均通过散热装置10充分利用，从而更好节约电量。
这里进一步优化，第一腔室4小于第二腔室3容量，由于在热泵加热时主要对第二腔室3加热，为了保证热水水量第二腔室3容量最好为第一腔室4容量的两倍。
优选的，所述第一腔室4和第二腔室3由内至外依次为不锈钢层、保温层和防护层，所述不锈钢层内层涂抹保温涂料。第一腔室4和第二腔室3均为保温水箱，设置多层保护，有利于减少热量消耗。
优选的，所述第一腔室4和第二腔室3内分别安装温度触感器，所述温度传感器连接安装在水箱箱体2上的控制器；所述电磁阀门连接控制器。为更好控制和调节本装置，设置控制器更好控制各腔室的温度和其他功能部件，方便人们使用。电磁阀门主要在太阳能工作时，使得第一腔室4和第二腔室3保持连通，这样水箱容量最大化，充分利用太阳能。在阴雨天时，电磁阀门关闭，第一腔室4连通太阳能集热器1，这样太阳能加热水箱容量减少，保证温度快速提升。同时第二腔室3利用热泵加热，第一腔室4为低温热源，第二腔室3为高温低温热源。

Claims (6)

1.一种太阳能热泵热水器，包括集热器、与集热器连接的水箱和安装在水箱中的热泵组件，所述热泵组件包括依次连接的压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器；其特征在于：包括水箱箱体，所述水箱箱体上部设置安装蒸发器的第一腔室和安装冷凝器第二腔室，其下部设置安装压缩机和节流阀的安装腔室；所述第一腔室通过保温水管分别连接集热器进水口和出水口；所述第一腔室和第二腔室之间设置连通第一腔室和第二腔室的电磁阀门。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能热泵热水器，其特征在于：所述安装腔室底部安装压缩机，安装腔室上部设置散热风扇，所述安装腔室侧壁设置均匀若干通风孔；所述第一腔室设置通风散热装置并连通安装腔室和第一腔室顶部的出风口。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能热泵热水器，其特征在于：所述第一腔室和第二腔室由内至外依次为不锈钢层、保温层和防护层，所述不锈钢层内层涂抹保温涂料。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能热泵热水器，其特征在于：第一腔室和第二腔室之间设置保温隔板，所述电磁阀门设置在保温隔板底部。
5.根据权利要求1所述的一种太阳能热泵热水器，其特征在于：所述第一腔室和第二腔室内分别安装温度触感器，所述温度传感器连接安装在水箱箱体上的控制器；所述电磁阀门连接控制器。
6.根据权利要求1所述的一种太阳能热泵热水器，其特征在于：所述第二腔室至少是第一腔室容量的两倍。
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