CN104990303B - 太阳能光伏水泵供暖制冷系统及其使用方法 - Google Patents

太阳能光伏水泵供暖制冷系统及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种太阳能光伏水泵供暖制冷系统及其使用方法,所述系统包括光伏阵列、光伏充电控制器、逆变器、水泵、地下蓄水池、冷蓄水箱、热蓄水箱;所述光伏阵列通过导线和光伏充电控制器连接,所述光伏充电控制器通过导线和开关盒连接,所述开关盒通过导线和蓄电池、逆变器和控制主板连接,所述控制主板通过导线和水泵和半导体制冷主机连接。本发明的优点是:多种运行模式保证室内保持常温,利用太阳能发电为主,市电为辅,节约能源,采用半导体制冷器供暖加热水循环为主,太阳能集热为辅的运行模式,保证家庭热水供暖,半导体加热制冷运行没有噪音,运行效率高,调节室内温度。

Description

太阳能光伏水泵供暖制冷系统及其使用方法

技术领域

[0001]本发明涉及一种太阳能供暖制冷系统,更具体的说,涉及一种太阳能光伏水栗供 暖制冷系统及其使用方法。

背景技术

[0002]目前家庭供暖有一下几种方式:采用天然气加热,天然气加热使用成本高,且不能 制冷;采用空调加热或制冷,电费使用非常昂贵,且使用后空气干燥,使人感觉不适;在北方 有直接采用煤炭暖炉生火加热,煤炭会产生空气污染,且存在一氧化碳存在安全隐患,采用 天然气加热,天然气会产生二氧化碳,加剧温室效应,且天燃气价格昂贵增加经济负担。

发明内容

[00031 本发明的目的是针对现有产品的不足,而提供一种节约能源、循环利用水资源、利 用太阳能给家庭供暖制冷的太阳能光伏水泵供暖制冷系统及其使用方法。

[0004] 本发明的太阳能光伏水泵供暖制冷系统,所述系统包括光伏阵列、光伏充电控制 器、逆变器、水泵、地下蓄水池、冷蓄水箱、热蓄水箱;所述光伏阵列通过导线和光伏充电控 制器连接,所述光伏充电控制器通过导线和开关盒连接,所述开关盒通过导线和蓄电池、逆 变器和控制主板连接,所述控制主板通过导线和水栗和半导体制冷主机连接,所述水泵的 抽水管道放置在地下蓄水池内部,所述水泵出水管道和四通阀连接,所述水栗出水管道经 过第六控制阀和室内水循环管进水端连接,所述四通阀一端和第一控制阀连接,所述四通 阀另外两端分别和半导体制冷主机的热交换循环和冷交换循环的进水口端连接,所述第一 控制阀和太阳能热水器进水端通过管道连接,所述太阳能热水器出水端和第二控制阀连 接,所述第二控制阀通过管道和热蓄水箱连接;所述热交换循环出水口端通过管道和第五 控制阀连接,所述第第五控制阀通过管道和热蓄水箱连接;所述冷交换循环出水口端通过 管道和第三控制阀连接,所述第三控制阀通过管道和冷蓄水箱连接;所述冷蓄水箱和热蓄 水箱通过管道和混合阀连接,所述混合阀一端和家庭用水龙头连接;所述混合阀另一端和 室内水循环管进水口连接,所述室内水循环管出水口和第四控制阀连接,所述第四控制阀、 第三控制阀和第五控制阀和净水过滤器连接,所述净水过滤器和地下蓄水池连接。

[0005] 所述太阳能热水器内安装有温度传感器,所述温度传感器通过信号线和第二控制 阀连接。

[0006] 所述冷蓄水箱内设置有液位传感器,所述液位传感器通过信号线和第三控制阀连 接。

[0007] 所述热蓄水箱内设置有液位传感器,所述液位传感器通过信号线和第五控制阀连 接。

[0008] 所述冷蓄水箱和热蓄水箱外层为保温泡沫层,内层为真空层,所述冷蓄水箱和热 蓄水箱上端均设置有增压气栗。

[0009] 所述太阳能热水器和热蓄水箱内均设置有电加热板。

[0010] 所述第五控制阀内设置有温度控制阀芯。

[0011] 所述半导体制冷主机上设置有送风机,所述送风机通过管道和室内连接。

[0012] 所述管道内设置有共振雾气系统,所述共振雾气系统通过导线和控制主板连接。

[0013] 太阳能光伏水栗供暖制冷系统的使用方法,包括以下模式:

[0014] 模式1低能耗循环模式,关闭四通阀,打开第四控制阀和第六控制阀,开启水泵将 地下蓄水池内的水直接进入室内水循环管内;

[0015] 模式2夏天制冷模式,关闭第六控制阀,打开四通阀、第三控制阀、第五控制阀和 混合阀,开启半导体制冷主机,所述半导体制冷主机制热端通过热交换循环冷却,提高冷交 换循环的温差,冷水经过冷交换循环进入冷蓄水箱和混合阀再进入室内水循环管;热水经 过热交换循环进入热蓄水箱保存,热蓄水箱内水满后液位传感器发送信号给第五控制阀, 所述第五控制阀将水切换到过滤器排入地下蓄水池内,热蓄水箱和冷蓄水箱经过混合阀给 家庭用水龙头冷热供水;

[0016] 模式3冬天联合供暖模式,关闭第六控制阀,打开四通阀、第一控制阀、第五控制 阀和混合阀,开启半导体制冷主机,所述半导体制冷主机制热端通过热交换循环将水加热, 热水经过第五控制阀进入热蓄水箱;地下水经过第一控制阀进入太阳能热水器,太阳能热 水器利用太阳能将水加热后,打开第二控制阀热水进入热蓄水箱;热蓄水箱经过混合阀进 入室内水循环管进行供暖。

[0017] 本发明的有益效果是:(1)使用方便,安全可靠,结构简单,应用范围广大;(2)地下 水泵提供低能耗运行模式,可使室内保持常温“3)利用太阳能发电为主,市电为辅,节约能 源,采用半导体制冷器供暖加热水循环为主,太阳能集热为辅的运行模式,保证家庭热水供 暖,半导体加热制冷运行没有噪音,运行效率高,调节室内温度;(4)采用储热箱给家庭满足 家庭用水;(5)逆变器可将多余电量转化成市电,提高收入;(6)在送风管道内设置有共振雾 气系统,所述共振雾气系统通过导线和控制主板连接,送风机可以将多余的热能或者是冷 气通过送风管道送入室内,共振雾气系统可以将水雾化调节室空气湿度,增加室内的负离 子,使人保持健康。

附图说明

[0018] 图1是本发明的系统结构示意图。

[0019] 图2是本发明的热蓄水箱的结构示意图。

[0020] 图中:光伏阵列1、光伏充电控制器2、蓄电池3、开关盒4、逆变器5、控制主板6、第一 控制阀7、半导体制冷主机8、水泵9、地下蓄水池10、太阳能热水器11、第二控制阀12、热蓄水 箱13、混合阀14、冷蓄水箱15、第三控制阀16、室内水循环管17、第四控制阀18、第五控制阀 19、热交换循环20、冷交换循环21、四通阀22、第六控制阀23。

具体实施方式

[0021] 下面结合附图对本发明做进一步描述。

[0022] 本发明的太阳能光伏水泵供暖制冷系统,所述系统包括光伏阵列1、光伏充电控制 器2、逆变器5、水泵9、地下蓄水池10、冷蓄水箱15、热蓄水箱13;所述光伏阵列1通过导线和 光伏充电控制器2连接,所述光伏充电控制器2通过导线和开关盒4连接,所述开关盒4通过 导线和蓄电池3、逆变器5和控制主板6连接,所述控制主板6通过导线和水栗9和半导体制冷 主机8连接,所述水栗9的抽水管道放置在地下蓄水池10内部,所述水栗9出水管道和四通阀 22连接,所述水泵9出水管道经过第六控制阀23和室内水循环管17进水端连接,所述四通阀 22—端和第一控制阀7连接,所述四通阀22另外两端分别和半导体制冷主机8的热交换循环 20和冷交换循环21的进水口端连接,所述第一控制阀7和太阳能热水器11进水端通过管道 连接,所述太阳能热水器H出水端和第二控制阀12连接,所述第二控制阀12通过管道和热 蓄水箱13连接;所述热交换循环20出水口端通过管道和第五控制阀19连接,所述第第五控 制阀19通过管道和热蓄水箱13连接;所述冷交换循环21出水口端通过管道和第三控制阀16 连接,所述第三控制阀16通过管道和冷蓄水箱15连接;所述冷蓄水箱15和热蓄水箱13通过 管道和混合阀14连接,所述混合阀14 一端和家庭用水龙头连接;所述混合阀14另一端和室 内水循环管17进水口连接,所述室内水循环管17出水口和第四控制阀18连接,所述第四控 制阀18、第三控制阀16和第五控制阀19和净水过滤器连接,所述净水过滤器和地下蓄水池 10连接。

[0023] 所述太阳能热水器11内安装有温度传感器,所述温度传感器通过信号线和第二控 制阀12连接,太阳能热水器11内加热的水温度没有达到要求,无法开启温度传感器,继续加 热,待温度达到后通过第二控制阀12,进入热蓄水箱13。

[0024] 所述冷蓄水箱15内设置有液位传感器,所述液位传感器通过信号线和第三控制阀 16连接,冷蓄水箱15水满后,液位传感器打开第三控制阀16,使多余的冷水进入到净化器进 入低下水井内。

[0025] 所述热蓄水箱13内设置有液位传感器,所述液位传感器通过信号线和第五控制阀 19连接,热蓄水箱13水满后,液位传感器打开第五控制阀19,使多佘的热水进入到净化器进 入低下水井内。

[0026] 所述冷蓄水箱15和热蓄水箱13外层为保温泡沫层,内层为真空层,保温泡沫层和 真空层是储热制冷的效果更加,所述冷蓄水箱15和热蓄水箱13上端均设置有增压气泵,增 压气栗可以加速水循环,快速调节室内温度。

[0027] 所述太阳能热水器11和热蓄水箱13内均设置有电加热板,在没有太阳能的情况 下,电加热板通过市电可以满足正常热水供应。

[0028] 所述第五控制阀19内设置有温度控制阀芯,温度控制阀芯保证半导体加热后的水 温达到设定要求后进入热蓄水箱13,没达到要求进入净化器进入低下水井内。

[0029] 所述半导体制冷主机8上设置有送风机,所述送风机通过送风管道和室内连接。在 送风管道内设置有共振雾气系统,所述共振雾气系统通过导线和控制主板连接。送风机可 以将多余的热能或者是冷气通过送风管道送入室内,共振雾气系统可以将水雾化调节室空 气湿度,增加室内的负离子,使人保持健康。

[0030]太阳能光伏水泵供暖制冷系统的使用方法,包括以下模式:

[0031]模式1低能耗循环模式,关闭四通阀22,打开第四控制阀18和第六控制阀23,开启 水栗9将地下蓄水池10内的水直接进入室内水循环管I7内;低能耗循环模式根据地下水冬 暖夏凉的原理,利用太阳水泵将地下水抽取进入室内循环,使室内保持舒适的温度。

[0032]模式2夏天制冷模式,关闭第六控制阀23,打开四通阀22、第三控制阀16、第五控 制阀19和混合阀14,开启半导体制冷主机8,所述半导体制冷主机8制热端通过热交换循环 20冷却,提高冷交换循环21的温差,冷水经过冷交换循环21进入冷蓄水箱15和混合阀14再 进入室内水循环管17;热水经过热交换循环20进入热蓄水箱13保存,热蓄水箱13内水满后 液位传感器发送信号给第五控制阀19,所述第五控制阀19将水切换到过滤器排入地下蓄水 池1 〇内,热蓄水箱13和冷蓄水箱15经过混合阀14给家庭用水龙头冷热供水;采用半导体制 冷,半导体制冷加热原理是根据当一块N型半导体材料和一块P型半导体材料联结成的热电 偶对中有电流通过时,两端之间就会产生热量转移,热量就会从一端转移到另一端,从而产 生温差形成冷热端。但是半导体自身存在电阻当电流经过半导体时就会产生热量,从而会 影响热传递。而且两个极板之间的热量也会通过空气和半导体材料自身进行逆向热传递。 当冷热端达到一定温差,这两种热传递的量相等时,就会达到一个平衡点,正逆向热传递相 互抵消。此时冷热端的温度就不会继续发生变化。为了达到更低的温度,可以采取散热等方 式降低热端的温度来实现,采用水循环降低热端温度,降低冷端温度,制冷效果比采用风冷 的好,且没有任何噪音,适合家庭使用。

[0033] 模式3冬天联合供暖模式,关闭第六控制阀23,打开四通阀22、第一控制阀7、第五 控制阀19和混合阀14,开启半导体制冷主机8,所述半导体制冷主机8制热端通过热交换循 环20将水加热,热水经过第五控制阀19进入热蓄水箱13;地下水经过第一控制阀7进入太阳 能热水器11,太阳能热水器11利用太阳能将水加热后,打开第二控制阀12热水进入热蓄水 箱13;热蓄水箱13经过混合阀14进入室内水循环管17进行供暖。冬天采用半导体加热和太 阳能热水器11及市电加热联合供暖模式,保证室内温度。

[0034] 三种运行模式,通过控制主板6显示器实对各个阀的开启和关闭进行联动控制,使 用方便快捷。

Claims (10)

1. 一种太阳能光伏水栗供暖制冷系统,其特征是,所述系统包括光伏阵列(1)、光伏充 电控制器(2)、逆变器(5)、水栗(9)、地下蓄水池(10)、冷蓄水箱(15)、热蓄水箱(13);所述光 伏阵列(1)通过导线和光伏充电控制器(2)连接,所述光伏充电控制器(2)通过导线和开关 盒(4)连接,所述开关盒(4)通过导线和蓄电池(3)、逆变器(5)和控制主板(6)连接,所述控 制主板(6)通过导线和水栗(9)和半导体制冷主机(8)连接,所述水栗(9)的抽水管道放置在 地下蓄水池(10)内部,所述水泵(9)出水管道和四通阀(22)连接,所述水栗(9)出水管道经 过第六控制阀(23)和室内水循环管(17)进水端连接,所述四通阀(22)—端和第一控制阀 (7)连接,所述四通阀(22)另外两端分别和半导体制冷主机⑻的热交换循环(20)和冷交换 循环(21)的进水口端连接,所述第一控制阀⑺和太阳能热水器(11)进水端通过管道连接, 所述太阳能热水器(11)出水端和第二控制阀(12)连接,所述第二控制阀(12)通过管道和热 蓄水箱(13)连接;所述热交换循环(20)出水口端通过管道和第五控制阀(19)连接,所述第 五控制阀(19)通过管道和热蓄水箱(13)连接;所述冷交换循环(21)出水口端通过管道和第 三控制阀(16)连接,所述第三控制阀(16)通过管道和冷蓄水箱(15)连接;所述冷蓄水箱 (15)和热蓄水箱(13)通过管道和混合阀(14)连接,所述混合阀(14) 一端和家庭用水龙头连 接;所述混合阀(14)另一端和室内水循环管(17)进水口连接,所述室内水循环管(17)出水 口和第四控制阀(18)连接,所述第四控制阀(18)、第三控制阀(16)和第五控制阀(19)和净 水过滤器连接,所述净水过滤器和地下蓄水池(10)连接。
2. 根据权利要求1所述的太阳能光伏水栗供暖制冷系统,其特征是,所述太阳能热水器 (11)内安装有温度传感器,所述温度传感器通过信号线和第二控制阀(12)连接。
3. 根据权利要求1所述的太阳能光伏水泵供暖制冷系统,其特征是,所述冷蓄水箱(15) 内设置有液位传感器,所述液位传感器通过信号线和第三控制阀(16)连接。
4. 根据权利要求1所述的太阳能光伏水栗供暖制冷系统,其特征是,所述热蓄水箱(13) 内设置有液位传感器,所述液位传感器通过信号线和第五控制阀(19)连接。
5. 根据权利要求1所述的太阳能光伏水泵供暖制冷系统,其特征是,所述冷蓄水箱(15) 和热蓄水箱(13)外层为保温泡沫层,内层为真空层,所述冷蓄水箱(15)和热蓄水箱(13)上 端均设置有增压气泵。
6. 根据权利要求1所述的太阳能光伏水泵供暖制冷系统,其特征是,所述太阳能热水器 (11)和热蓄水箱(13)内均设置有电加热板。
7. 根据权利要求1所述的太阳能光伏水泵供暖制冷系统,其特征是,所述第五控制阀 (19)内设置有温度控制阀芯。
8. 根据权利要求1所述的太阳能光伏水栗供暖制冷系统,其特征是,所述半导体制冷主 机(8)上设置有送风机,所述送风机通过送风管道和室内连接。
9. 根据权利要求8所述的太阳能光伏水泵供暖制冷系统,其特征是,所述送风管道内设 置有共振雾气系统,所述共振雾气系统通过导线和控制主板(6)连接。
10. 根据权利要1所述的一种太阳能光伏水泵供暖制冷系统的使用方法,其特征是,包 括以下模式: 模式1低能耗循环模式,关闭四通阀(22),打开第四控制阀(18)和第六控制阀(23),开 启水栗(9)将地下蓄水池(1①内的水直接进入室内水循环管(17)内; 模式2夏天制冷模式,关闭第六控制阀(23),打开四通阀(2¾、第三控制阀(16)、第五 控制阀(19)和混合阀(14),开启半导体制冷主机(8),所述半导体制冷主机(8)制热端通过 热交换循环(2〇)冷却,提高冷交换循环(21)的温差,冷水经过冷交换循环(21)进入冷蓄水 箱(I5)和混合阀(14)再进入室内水循环管(170 ;热水经过热交换循环(2〇)进入热蓄水箱 (13)保存,热蓄水箱(I3)内水满后液位传感器发送信号给第五控制阀(19),所述第五控制 阀(19)将水切换到过滤器排入地下蓄水池(10)内,热蓄水箱(1¾和冷蓄水箱(15)经过混合 阀(14)给家庭用水龙头冷热供水; 模式3冬天联合供暖模式,关闭第六控制阀(23),打开四通阀(22)、第一控制阀(7)、第 五控制阀(19)和混合阀(14),开启半导体制冷主机(8),所述半导体制冷主机(8)制热端通 过热交换循环(20)将水加热,热水经过第五控制阀(19)进入热蓄水箱(13);地下水经过第 —控制阀⑺进入太阳能热水器(1 〇,太阳能热水器(11)利用太阳能将水加热后,打开第二 控制阀(12)热水进入热蓄水箱(13);热蓄水箱(13)经过混合阀(14)进入室内水循环管(17) 进行供暖。
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