CN104180420A - 一种太阳能与空气源热泵采暖热水互补系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种太阳能与空气源热泵采暖热水互补系统，该系统包括空气源热泵，该空气源热泵的室内机与保温水箱、地板采暖系统分别形成闭合水路，太阳能集热器通过热交换管路II为保温水箱供热，通过热交换管路I为空气源热泵的室外机换热器及接水盘供热除霜；中央控制器控制各种电磁阀的开关以及设置各种温度。通过采用本发明所公开的太阳能与空气源热泵采暖热水互补系统及方法，不仅可以通过空气源热泵系统改善冬季、阴雨天太阳能提供生活热水水量不足的问题，大大提高了供热量及热效率，另外通过太阳能提供热量用于除去空气源热泵室外机的热交换器及接水盘的结冰，保证了空气源热泵的稳定运行。

Description

一种太阳能与空气源热泵采暖热水互补系统及方法
技术领域
本发明涉及一种采暖及热水供给系统及方法，具体的说涉及一种太阳能与空气源热泵采暖热水互补系统及方法。
背景技术
随着经济的快速发展和人们生活水平的提高，人类对能源的需求不断扩大，可再生能源和清洁能源的利用越来越多的在各个领域广泛应用。太阳能集热器是依靠集热管吸收太阳辐射加热水，然后将热水通过管道输送到水箱储存，再输送到用户。空气源热泵是利用电能驱动热泵系统从空气中吸取热量，并将热量释放出来加热水。空气源热泵具有高效节能、绿色环保等特点，但在冬季室外温度过低时，热泵的低温制热性能较差，并且空气源热泵的室外机会结冰覆盖换热器，从而影响空气源热泵的稳定运行；而太阳能受季节和天气影响较大，在冬季光照不足时，必须使用电加热辅助，冬季不用电加热太阳能水温一般基本维持在30°C-40℃，
将空气源热泵与太阳能结合供应生活热水，国内外已经进行了许多这方面的研究和实验，对于冬季的采暖及生活用水供热，一般是采用太阳能与空气源热泵结合加热生活水箱的水，然后生活水箱与地暖系统联通形成一个水循环，请参见附图1。这种供热循环系统虽然能改善整体供热量，但是对于空气源热泵的室外机会结冰覆盖的问题，还是不能很好解决。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是提供一种将太阳能与空气源热泵结合进行采暖热水互补的系统及方法。
本发明采用如下技术方案：
该系统包括空气源热泵，该空气源热泵的室内机与保温水箱、地板采暖系统分别形成闭合水路，在闭合水路上设置有循环水泵，并且在室内机和保温水箱之间的支路上分别设置电磁水阀I和电磁水阀II，在室内机和地板采暖系统之间的支路上分别设置电磁水阀III和电磁水阀IV；太阳能集热器通过热交换管路II为保温水箱供热，通过热交换管路I为空气源热泵的室外机换热器及接水盘供热除霜，并且管路I上设置防冻液电磁阀I，在管路II上设置防冻液电磁阀II，管路I、管路II的总管路上设置防冻液循环泵；还包括有中央控制器，在该中央控制器设定地板采暖系统的温度需求，承压保温水箱的温度需求，采集地板采暖系统室内温度，保温水箱中的热水温度，室外环境温度，控制上述空气源热泵的启停以及上述各封闭循环系统中的电磁水阀、防冻液电磁阀、循环水泵、防冻液循环泵的开关与启停。
进一步的，所述的保温水箱为承压保温水箱。
进一步的，所述的太阳能集热器为平板式太阳能集热器，内置防冻液。
进一步的，所述的保温水箱有自来水补水口和热水出口。
一种太阳能与空气源热泵采暖热水互补方法，
室外环境温度高于0℃，中央控制器控制防冻液电磁阀II打开，防冻液电磁阀I关闭，防冻液循环泵循环，太阳能集热器为保温水箱供热；当运行一定时间后(可调节)保温水箱内水温不能达到设定值，中央控制器控制电磁水阀I和电磁水阀II打开，电磁水阀III和电磁水阀IV关闭，循环水泵循环，空气源热泵加热保温水箱内的水，保温水箱中水温达到设定值后，中央控制器控制电磁水阀I和电磁水阀II关闭，循环水泵停止循环，空气源热泵停止加热保温水箱内的水；
室外环境温度低于0℃，中央控制器控制防冻液电磁阀I打开，防冻液电磁阀II关闭，防冻液循环泵循环，太阳能集热器为空气源热泵室外机供热除霜；中央控制器设定保温水箱热水温度和地板采暖系统室内温度，任何一个温度不能达到要求时，空气源热泵启动加热，循环水泵循环，其中保温水箱优先被加热，控制电磁水阀I和电磁水阀II打开，电磁水阀III和电磁水阀IV关闭，达到设定的保温水箱温度要求后，切换到地板采暖系统，电磁水阀I和电磁水阀II关闭，电磁水阀III和电磁水阀IV打开，达到地板采暖系统室内温度要求后，空气源热泵停止工作，水泵停止循环。
本发明所公开的技术方案具有下列优点：
通过采用本发明所公开的太阳能与空气源热泵采暖热水互补系统及方法，不仅可以通过空气源热泵系统改善冬季、阴雨天太阳能提供生活热水水量不足的问题，大大提高了供热量及热效率，另外通过太阳能提供热量用于除去空气源热泵室外机的热交换器及接水盘的结冰，保证了空气源热泵的稳定运行。本发明所公开的互补系统成本造价低，效率高，适宜在我国北方地区大面积推广应用，从而促进了可再生能源与清洁能源的利用。
附图说明
图1是本发明背景技术中所公开的现有技术所用的供热系统循环图。
图2是本发明实施例1所公开的采暖热水互补系统的连接及循环示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1，如图1所示，本实施例公开了一种太阳能与空气源热泵采暖热水互补系统，该系统包括空气源热泵，该空气源热泵的室内机1与保温水箱2、地板采暖系统6分别形成闭合水路，在该闭合水路上设置有循环水泵3，并且在室内机1和保温水箱2之间的支路上分别设置电磁水阀I4和电磁水阀II5；室内机1和地板采暖系统6之间的支路上分别设置电磁水阀III7和电磁水阀IV8；太阳能集热器13通过热交换管路II为保温水箱供热，通过热交换管路I为空气源热泵的室外机14供热，并且管路II上设置防冻液电磁阀II10，在管路I上设置防冻液电磁阀I12，管路I、管路II的总管路上设置防冻液循环泵9；该系统还包括有中央控制器11，该中央控制器11设定地板采暖系统的室内温度，生活水箱的热水温度，采集室内温度，生活水箱热水温度，室外环境温度，控制空气源热泵室内机1、室外机14的启停，所述的保温水箱2为承压保温水箱。所述的太阳能集热器13为平板式太阳能集热器。所述的保温水箱2有自来水补水口和热水出口。
室外环境温度高于0℃，中央控制器11控制防冻液电磁阀II10打开，电磁阀I12关闭，防冻液循环泵9循环，太阳能集热器13为保温水箱2供热；如保温水箱2内水温不能达到设定值，中央控制器控制电磁水阀I4和电磁水阀II5打开，电磁水阀III7和电磁水阀IV8关闭，循环水泵3循环，空气源热泵加热保温水箱2内的水，达到设定值后，中央控制器控制电磁水阀I4和电磁水阀II5关闭，循环水泵3停止循环，空气源热泵停止加热保温水箱2内的水；
室外环境温度低于0℃，中央控制器11控制防冻液电磁阀I12打开，防冻液电磁阀II10关闭，防冻液循环泵9循环，太阳能集热器13为空气源热泵室外机14供热除霜；中央控制器11设定保温水箱2的温度和地板采暖系统6的室内温度，任何一个温度不能达到需求，空气源热泵系统启动加热，循环水泵3循环，保温水箱2优先加热；加热保温水箱2时，中央控制器控制电磁水阀I4和电磁水阀II5打开，电磁水阀III7和电磁水阀IV8关闭，达到水温要求后，切换到加热地板采暖系统6，电磁水阀I4和电磁水阀II5关闭，电磁水阀III7和电磁水阀IV8打开，，地板采暖系统6达到设定温度要求后，空气源热泵停止工作，循环水泵3停止循环。

Claims (5)

1.一种太阳能与空气源热泵采暖热水互补系统，其特征在于：该系统包括空气源热泵，该空气源热泵的室内机与保温水箱、地板采暖系统分别形成闭合水路，在闭合水路上设置有循环水泵，并且在室内机和保温水箱之间的支路上分别设置电磁水阀I和电磁水阀II，在室内机和地板采暖系统之间的支路上分别设置电磁水阀III和电磁水阀IV；太阳能集热器通过热交换管路II为保温水箱供热，通过热交换管路I为空气源热泵的室外机换热器及接水盘供热除霜，并且管路I上设置防冻液电磁阀I，在管路II上设置防冻液电磁阀II，管路I、管路II的总管路上设置防冻液循环泵；还包括有中央控制器，在该中央控制器设定地板采暖系统的温度需求，承压保温水箱的温度需求，采集地板采暖系统室内温度，保温水箱中的热水温度，室外环境温度，控制上述空气源热泵的启停以及上述各封闭循环系统中的电磁水阀、防冻液电磁阀、循环水泵、防冻液循环泵的开关与启停。
2.根据权利要求1所述的太阳能与空气源热泵采暖热水互补系统，其特征在于：所述的保温水箱为承压保温水箱。
3.根据权利要求1所述的太阳能与空气源热泵采暖热水互补系统，其特征在于：所述的太阳能集热器为平板式太阳能集热器，内置防冻液。
4.根据权利要求1所述的太阳能与空气源热泵采暖热水互补系统，其特征在于：所述的保温水箱有自来水补水口和热水出口。
5.一种太阳能与空气源热泵采暖热水互补方法，其特征在于：
室外环境温度高于0℃，中央控制器控制防冻液电磁阀II打开，防冻液电磁阀I关闭，防冻液循环泵循环，太阳能集热器为保温水箱供热；当运行一定时间后(可调节)保温水箱内水温不能达到设定值，中央控制器控制电磁水阀I和电磁水阀II打开，电磁水阀III和电磁水阀IV关闭，循环水泵循环，空气源热泵加热保温水箱内的水，保温水箱中水温达到设定值后，中央控制器控制电磁水阀I和电磁水阀II关闭，循环水泵停止循环，空气源热泵停止加热保温水箱内的水；
室外环境温度低于0℃，中央控制器控制防冻液电磁阀I打开，防冻液电磁阀II关闭，防冻液循环泵循环，太阳能集热器为空气源热泵室外机换热器及接水盘供热除霜；中央控制器设定保温水箱热水温度和地板采暖系统室内温度，任何一个温度不能达到要求时，空气源热泵启动加热，循环水泵循环，其中保温水箱优先被加热，控制电磁水阀I和电磁水阀II打开，电磁水阀III和电磁水阀IV关闭，达到设定的保温水箱温度要求后，切换到地板采暖系统，电磁水阀I和电磁水阀II关闭，电磁水阀III和电磁水阀IV打开，达到地板采暖系统室内温度要求后，空气源热泵停止工作，水泵停止循环。
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