CN106871215A - 太阳能采暖系统 - Google Patents

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Abstract

一种太阳能采暖系统，包括供热水箱和为供热水箱提供热源的太阳能热泵，用户端通过供水管道与供热水箱相接；压缩机的冷媒进口端的介质管路上通过三通换向阀连接有一个旁通支路，旁通支路上设有辅助换热装置，辅助换热装置由供热水箱提供热源，通过太阳能热泵加热水箱为用户供应热水，经过风机蒸发器、太阳能集热器吸热后进行循环，多余的热能储存到储热水箱，在夜晚的时候，采用储热水箱的热水对冷媒辅助加热，系统运行不间断、达到最佳采暖效果。

Description

太阳能采暖系统
技术领域
本发明涉及一种采暖技术，特别是一种太阳能采暖系统。
背景技术
太阳能采暖是太阳能热利用中的一个重要分支，由于其所需热源温度低，系统易于实现，所以具有广阔的开发利用前景。
冬季太阳能集热器产生的热水温度较低，目前采用的太阳能采暖系统主要问题是未对采暖区域进行分析、分类，未对采暖系统进行优化设计，单一太阳能热源不能满足白天和晚上的供暖要求，需要另加辅助能源。已建成的太阳能采暖项目实际上是以太阳能为辅助能源，太阳能仅提供白天采暖热量，夜间采暖需要通过其它能源，太阳能保证率一般低于40％。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出了一种系统不运行不间断、达到最佳采暖效果的太阳能采暖系统。
本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，一种太阳能采暖系统，设备其特点是：包括供热水箱和为供热水箱提供热源的太阳能热泵，用户端通过供水管道与供热水箱相接；
所述太阳能热泵包括压缩机、冷凝换热器、膨胀阀组、吸热系统，并通过连通管串联连接为循环的介质管路，介质管路中填充的冷媒介质；
冷凝换热器的换能侧设有冷水进水管和热水出水管，冷水进水管上装有水泵PⅠ，热水出水管与供热水箱相通；
压缩机的冷媒进口端的介质管路上通过三通换向阀连接有一个旁通支路，旁通支路上设有辅助换热装置，辅助换热装置的供能侧设有热水进管和回水管，热水进管和回水管的另一端与供热水箱相接，热水进管或回水管上装有水泵PⅡ；
通过太阳能热泵加热水箱为用户供应热水，经过风机蒸发器、太阳能集热器吸热后进行循环，多余的热能储存到储热水箱，在夜晚的时候，采用储热水箱的热水对冷媒辅助加热，系统运行不间断。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，供热水箱包括缓冲水箱和储热水箱。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述的热水出水管与缓冲水箱相通，供水管道与缓冲水箱相接，缓冲水箱与储热水箱之间通过储热管相接，储热管上装有控制阀门。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述的热水出水管通过分支管路分别与储热水箱和缓冲水箱相接，与储热水箱相接的分支管路上装有控制阀门。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，辅助换热装置的供能侧的热水进管和回水管与储热水箱相接。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述的吸热系统为风机蒸发器和／或太阳能集热器。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述的供热水箱的储热介质为水或者相变蓄热材料。
本发明与现有技术相比，通过太阳能热泵加热水箱为用户供应热水，经过风机蒸发器、太阳能集热器吸热后进行循环，多余的热能储存到储热水箱，在夜晚的时候，采用储热水箱的热水对冷媒辅助加热，系统运行不间断、达到最佳采暖效果。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的另一种实施方式的结构示意图。
具体实施方式
以下进一步描述本发明的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，而不构成对其权利的限制。
一种太阳能采暖系统，包括供热水箱和为供热水箱提供热源的太阳能热泵，用户端9通过供水管道与供热水箱相接；所述的供热水箱的储热介质为水或者相变蓄热材料。
所述太阳能热泵包括压缩机5、冷凝换热器7、膨胀阀组8、吸热系统，并通过连通管串联连接为循环的介质管路，介质管路中填充的冷媒介质；
冷凝换热器的换能侧设有冷水进水管和热水出水管，冷水进水管上装有水泵PⅠ，热水出水管与供热水箱相通；
压缩机的冷媒进口端的介质管路上通过三通换向阀3连接有一个旁通支路，旁通支路上设有辅助换热装置4，辅助换热装置4的供能侧设有热水进管和回水管，热水进管和回水管的另一端与供热水箱相接，热水进管或回水管上装有水泵PⅡ；
通过太阳能热泵加热水箱为用户供应热水，经过风机蒸发器、太阳能集热器吸热后进行循环，多余的热能储存到储热水箱，在夜晚的时候，采用储热水箱的热水对冷媒辅助加热，系统运行不间断。
供热水箱包括缓冲水箱6和储热水箱10。辅助换热装置4的供能侧的热水进管和回水管与储热水箱相接。
所述的热水出水管与缓冲水箱6相通，供水管道与缓冲水箱相接，缓冲水箱与储热水箱之间通过储热管相接，储热管上装有控制阀门。
储热水箱和缓冲水箱另一种连接方式为：所述的热水出水管通过分支管路分别与储热水箱和缓冲水箱相接，与储热水箱相接的分支管路上装有控制阀门。
所述的吸热系统为风机蒸发器1和／或太阳能集热器2。
方案一主要运行过程：
白天运行过程：压缩机压缩冷媒，经过冷凝换热器对缓冲水箱加热，再经过贮热器与膨胀阀变成低温低压气体，经过风机蒸发器、太阳能集热器吸热，吸热后再次回到压缩机，如此周而复始的对缓冲水箱进行加热，缓冲水箱的热能将由水泵PⅠ运送至客户端使用，当缓冲水箱达到设定温度时，可通过水泵PⅠ和切换三通阀Ⅰ、三通阀Ⅱ将多余的热能储存到储热水箱；
夜间运行过程：压缩机压缩冷媒，经过冷凝换热器对缓冲水箱加热，再经过贮热器与膨胀阀变成低温低压气体，经过风机蒸发器、太阳能集热器吸热、辅助换热装置，吸热后再次回到压缩机，如此周而复始的对缓冲水箱进行加热，缓冲水箱的热能供客户使用。
方案二主要运行过程：
白天运行过程：压缩机压缩冷媒，经过冷凝换热器对缓冲水箱加热，再经过贮热器与膨胀阀变成低温低压气体，经过风机蒸发器、太阳能集热器吸热，吸热后再次回到压缩机，如此周而复始的对缓冲水箱进行加热，缓冲水箱的热能将由水泵PⅠ运送至客户端使用，当缓冲水箱达到设定温度时，可通过控制水泵PⅠ与切换三通阀Ⅰ将多余的热能储存到储热水箱；
夜间运行过程：压缩机压缩冷媒，经过冷凝换热器对缓冲水箱加热，再经过贮热器与膨胀阀变成低温低压气体，经过风机蒸发器、太阳能集热器吸热、辅助换热装置，吸热后再次回到压缩机，如此周而复始的对缓冲水箱进行加热，缓冲水箱的热能供客户使用。
T1为压缩机的高压排气温度，T2为风机蒸发器的进口温度，T3为环境温度，T4为压缩机的低压回气温度, T5为缓冲水箱内的即时温度，T6为储热水箱内的即时温度；
（1）阀门Ⅰ，在太阳辐照强度较强时打开，可通过辐照强度计、T4与T2的温差等形式进行控制；
（2）膨胀阀可以为电磁膨胀阀、毛细管、热力膨胀阀等；
（3）换热器为盘管换热器、板式换热器等；
（4）集热器温度高于储热水箱温度时，可通过水泵PⅡ运行，降低蒸发器的温度；
（5）阀门可以为电磁阀、电动球阀等；
（6）原理图中蒸发器的部分有风机蒸发器、太阳能蒸发器和换热器Ⅱ组成，也可由太阳能蒸发器和风机蒸发器组成；
（8）膨胀阀和毛细管、阀门Ⅰ可以合并成一组膨胀阀；
（9）可在换热器Ⅱ和太阳能集热器之间设置一组阀门Ⅱ和毛细管Ⅱ，将太阳能集热器和风机蒸发器转换成冷凝器，用于冬季化雪。

Claims (7)

1.一种太阳能采暖系统，其特征在于：
包括供热水箱和为供热水箱提供热源的太阳能热泵，用户端通过供水管道与供热水箱相接；
所述太阳能热泵包括压缩机、冷凝换热器、膨胀阀组、吸热系统，并通过连通管串联连接为循环的介质管路，介质管路中填充的冷媒介质；
冷凝换热器的换能侧设有冷水进水管和热水出水管，冷水进水管上装有水泵PⅠ，热水出水管与供热水箱相通；
压缩机的冷媒进口端的介质管路上通过三通换向阀连接有一个旁通支路，旁通支路上设有辅助换热装置，辅助换热装置的供能侧设有热水进管和回水管，热水进管和回水管的另一端与供热水箱相接，热水进管或回水管上装有水泵PⅡ；
通过太阳能热泵加热水箱为用户供应热水，经过风机蒸发器、太阳能集热器吸热后进行循环，多余的热能储存到储热水箱，在夜晚的时候，采用储热水箱的热水对冷媒辅助加热，系统运行不间断。
2.根据权利要求1所述的太阳能采暖系统，其特征在于：供热水箱包括缓冲水箱和储热水箱。
3.根据权利要求2所述的太阳能采暖系统，其特征在于：所述的热水出水管与缓冲水箱相通，供水管道与缓冲水箱相接，缓冲水箱与储热水箱之间通过储热管相接，储热管上装有控制阀门。
4.根据权利要求2所述的太阳能采暖系统，其特征在于：所述的热水出水管通过分支管路分别与储热水箱和缓冲水箱相接，与储热水箱相接的分支管路上装有控制阀门。
5.根据权利要求2所述的太阳能采暖系统，其特征在于：辅助换热装置的供能侧的热水进管和回水管与储热水箱相连。
6.根据权利要求1所述的太阳能采暖系统，其特征在于：所述的吸热系统为风机蒸发器和／或太阳能集热器。
7.根据权利要求1或2所述的太阳能采暖系统，其特征在于；所述的供热水箱的储热介质为水或者相变蓄热材料。
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