CN109681953A - 一种太阳能集热器和空气源热泵联合供热水系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种太阳能集热器和空气源热泵联合供热水系统及其控制方法,包括水箱,所述水箱顶部设置有冷水储罐,所述水箱底部设置有热水储罐,所述冷水储罐顶部连接有用户进水管,所述水箱一侧设置有控制器,所述冷水储罐底部一端设置有太阳能集热器供水泵,所述太阳能集热器供水泵连接有太阳能集热器供水管,所述太阳能集热器供水管另一端连接有太阳能集热器,所述太阳能集热器与热水储罐之间设置有太阳能集热器出水管。本发明通过设置冷水储罐和热水储罐,将不同温度的水分开存储,利用两种不同加热方式可分开进行或同时进行,实现冷水连续加热成热水,避免冷水与热水重新混合,控制水温,热水输送稳定。

Description

一种太阳能集热器和空气源热泵联合供热水系统及其控制 方法
技术领域
本发明涉及供热水系统技术领域,特别涉及一种太阳能集热器和空气源热泵联合供热水系统及其控制方法。
背景技术
空气源热泵热水器顾名思义就是把空气中的热量通过冷媒搬运到水中,传统的电热水器和燃气热水器是通过消耗燃气和电能来获得热能,而空气能热水器是通过吸收空气中的热量来达到加热水的目的,在消耗相同电能的情况下可以吸收相当于三倍电能左右的热能来加热水。
专利申请号为201510742601.4的一种太阳能集热器和空气源热泵联合供热水系统及其控制方法及控制方法的技术方案中太阳能集热器和空气源热泵联合供热水系统及方法,通过对环境温度的检测实现对空气源热泵的精确控制,提高太阳能集热器的利用率,最大程度上减少空气源热泵的运行时间,在满足系统供热水舒适性的同时,进一步提高太阳能集热器和空气源热泵联合定时供热水系统的节能效果;水箱大小有限,在热水不断被消耗,需要重新加入水,由于新加入的水温度与加热的水温度不一致,冷水与热水混合,造成水温波动,影响热水系统的使用。
因此,发明一种太阳能集热器和空气源热泵联合供热水系统及其控制方法来解决上述问题很有必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种太阳能集热器和空气源热泵联合供热水系统及其控制方法,通过设置冷水储罐和热水储罐,将不同温度的水分开存储,利用两种不同加热方式可分开进行或同时进行,实现冷水连续加热成热水,避免冷水与热水重新混合,控制水温,热水输送稳定,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种太阳能集热器和空气源热泵联合供热水系统及其控制方法,包括水箱,所述水箱顶部设置有冷水储罐,所述水箱底部设置有热水储罐,所述冷水储罐顶部连接有用户进水管,所述水箱一侧设置有控制器,所述冷水储罐底部一端设置有太阳能集热器供水泵,所述太阳能集热器供水泵连接有太阳能集热器供水管,所述太阳能集热器供水管另一端连接有太阳能集热器,所述太阳能集热器与热水储罐之间设置有太阳能集热器出水管,所述太阳能集热器出水管表面设置有太阳能集热器控制阀,所述冷水储罐底部另一侧设置有空气源热泵供水泵,所述空气源热泵供水泵连接有空气源热泵供水管,所述空气源热泵供水管连接有空气源热泵,所述空气源热泵与热水储罐之间设置有空气源热泵出水管,所述空气源热泵出水管表面设置有空气源热泵控制阀,所述冷水储罐表面一侧设置有第一导管,所述热水储罐底部设置有第二导水管。
优选的,所述控制器内部包括有中央处理器、控制单元、水温调节单元、环境监测单元、水温监测单元和水温显示单元,所述水温调节单元、环境监测单元、水温监测单元和水温显示单元输出端均与中央处理器输入端连接,所述中央处理器输出端与控制单元输入端连接,所述中央处理器用于接收信息,对信息进行处理,并输出控制信号。
优选的,所述控制器表面设置有LCD液晶显示器和手动调节键,所述LCD液晶显示器输入端与水温显示单元输出端连接,所述水温显示单元用于接收中央处理器传出的水温信号,并将水温信息通过LCD液晶显示器显示,所述手动调节键输出端与中央处理器输入端连接,所述手动调节键用于输入用户设定的温度调节范围。
优选的,所述控制器顶部设置有环境温度传感器,所述太阳能集热器顶部设置有环境光强传感器,所述环境温度传感器和环境光强传感器输出端均与环境监测单元输入端连接,所述环境监测单元用于监测室外光照和室内温度,并将信息传送到中央处理器。
优选的,所述热水储罐内部设置有水温度传感器,所述水温度传感器输出端与水温监测单元输入端连接,所述水温监测单元用于监测热水储罐中的水温情况,并向中央处理器传送水温信息。
优选的,所述太阳能集热器供水泵、太阳能集热器控制阀、空气源热泵供水泵和空气源热泵控制阀输入端均与控制单元输出端连接,所述控制单元用于控制太阳能集热器供水泵、太阳能集热器控制阀、空气源热泵供水泵和空气源热泵控制阀的启闭。
一种太阳能集热器和空气源热泵联合供热水系统的控制方法,包括
利用手动调节键设置系统的水温调节范围,利用水温度传感器检测热水储罐中的水温,并将水温信息传递到中央处理器,中央处理器向控制单元传送控制信号,对水温进行调节,再利用LCD液晶显示器进行显示;
当太阳能集热器提供的水温不足设定的水温时,中央处理器向控制单元传输控制信号,关闭太阳能集热器供水泵和太阳能集热器控制阀,只利用空气源热泵进行加热水,实现水温的稳定。
优选的,利用环境温度传感器和环境光强传感器,对光照和室内温度进行检测,方便不同季节,供热水系统自动优化热水调节温度。
本发明的技术效果和优点:
(1)本发明通过设置冷水储罐和热水储罐,将不同水温的用水分开存放,利用太阳能集热器供水泵配合太阳能集热器供水管向太阳能集热器提供冷水储罐中的冷水,利用空气源热泵供水泵配合空气源热泵供水管向空气源热泵提供冷水储罐中的冷,利用太阳能集热器和空气源热泵将冷水加热,再分别利用太阳能集热器出水管和空气源热泵出水管将热水输送到热水储罐中,两种加热方式互不干扰,两种加热方式可分开进行或同时进行,实现冷水连续加热成热水,避免冷水与热水重新混合,有利于控制水温,热水输送稳定;
(2)本发明通过环境监测单元,利用环境温度传感器和环境光强传感器,对光照和室内温度进行检测,方便不同季节,供热水系统自动优化热水调节温度,通过水温调节单元配合手动调节键,方便用户输入自定义的水温调节范围,方便不同人群使用供热水系统,通过水温监测单元和水温显示单元,利用水温度传感器检测热水储罐中的水温,并将水温信息传递到中央处理器,中央处理器向控制单元传送控制信号,对水温进行调节,再利用LCD液晶显示器进行显示,有利于热水供水系统的智能化运行,提高系统的使用功能。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图;
图2为本发明的系统图;
图中:1水箱、2冷水储罐、3热水储罐、4用户进水管、5控制器、6太阳能集热器供水泵、7太阳能集热器供水管、8太阳能集热器、9太阳能集热器出水管、10太阳能集热器控制阀、11空气源热泵供水泵、12空气源热泵供水、13空气源热泵、14空气源热泵出水管、15空气源热泵控制阀、16第一导水管、17第二导水管、18 LCD液晶显示器、19手动调节键、20环境温度传感器、21环境光强传感器、22水温度传感器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明提供了如图1-2所示的一种太阳能集热器和空气源热泵联合供热水系统及其控制方法,包括水箱1,所述水箱1顶部设置有冷水储罐2,所述水箱1底部设置有热水储罐3,将不同温度的水分开存储,所述冷水储罐2顶部连接有用户进水管4,所述水箱1一侧设置有控制器5,所述冷水储罐2底部一端设置有太阳能集热器供水泵6,所述太阳能集热器供水泵6连接有太阳能集热器供水管7,所述太阳能集热器供水管7另一端连接有太阳能集热器8,所述太阳能集热器8与热水储罐3之间设置有太阳能集热器出水管9,控制太阳能集热器8加热的水进入到热水储罐3中,所述太阳能集热器出水管9表面设置有太阳能集热器控制阀10,所述冷水储罐2底部另一侧设置有空气源热泵供水泵11,所述空气源热泵供水泵11连接有空气源热泵供水管12,所述空气源热泵供水管13连接有空气源热泵13,所述空气源热泵13与热水储罐3之间设置有空气源热泵出水管14,所述空气源热泵出水管14表面设置有空气源热泵控制阀15,控制空气源热泵13加热的水进入到热水储罐3中,所述冷水储罐2表面一侧设置有第一导管16,所述热水储罐3底部设置有第二导水管17。
进一步的,在上述技术方案中,所述控制器5内部包括有中央处理器、控制单元、水温调节单元、环境监测单元、水温监测单元和水温显示单元,所述水温调节单元、环境监测单元、水温监测单元和水温显示单元输出端均与中央处理器输入端连接,所述中央处理器输出端与控制单元输入端连接,所述中央处理器用于接收信息,对信息进行处理,并输出控制信号;
进一步的,在上述技术方案中,所述控制器5表面设置有LCD液晶显示器18和手动调节键19,所述LCD液晶显示器18输入端与水温显示单元输出端连接,所述水温显示单元用于接收中央处理器传出的水温信号,并将水温信息通过LCD液晶显示器18显示,方便用户了解水温,所述手动调节键19输出端与中央处理器输入端连接,所述手动调节键19用于输入用户设定的温度调节范围,方便用户输入自定义的水温调节范围,方便不同人群使用供热水系统;
进一步的,在上述技术方案中,所述控制器5顶部设置有环境温度传感器20,所述太阳能集热器13顶部设置有环境光强传感器21,所述环境温度传感器20和环境光强传感器21输出端均与环境监测单元输入端连接,所述环境监测单元用于监测室外光照和室内温度,并将信息传送到中央处理器,利用环境温度传感器20和环境光强传感器21,对光照和室内温度进行检测,方便不同季节,供热水系统自动优化热水调节温度;
进一步的,在上述技术方案中,所述热水储罐3内部设置有水温度传感器22,所述水温度传感器22输出端与水温监测单元输入端连接,所述水温监测单元用于监测热水储罐3中的水温情况,并向中央处理器传送水温信息,方便检测热水储罐3中的水温,方便系统调节水温;
进一步的,在上述技术方案中,所述太阳能集热器供水泵6、太阳能集热器控制阀10、空气源热泵供水泵11和空气源热泵控制阀15输入端均与控制单元输出端连接,所述控制单元用于控制太阳能集热器供水泵6、太阳能集热器控制阀10、空气源热泵供水泵11和空气源热泵控制阀15的启闭,当太阳能集热器8提供的水温不足设定的水温时,中央处理器向控制单元传输控制信号,关闭太阳能集热器供水泵5和太阳能集热器控制阀10,只利用空气源热泵13进行加热水,实现水温的稳定。
一种太阳能集热器和空气源热泵联合供热水系统的控制方法,参照说明书附图1-2,在使用该系统时,用户进水管接入到水箱1的冷水储罐2中,利用太阳能集热器供水泵6配合太阳能集热器供水管7向太阳能集热器8提供冷水储罐2中的冷水,利用空气源热泵供水泵11配合空气源热泵供水管12向空气源热泵13提供冷水储罐2中的冷水,利用太阳能集热器8和空气源热泵13将冷水加热,再分别利用太阳能集热器出水管9和空气源热泵出水管14将热水输送到热水储罐3中,当太阳能集热器8提供的水温不足设定的水温时,中央处理器向控制单元传输控制信号,关闭太阳能集热器供水泵5和太阳能集热器控制阀10,只利用空气源热泵13进行加热水,实现水温的稳定,两种加热方式互不干扰,两种加热方式可分开进行或同时进行,实现冷水连续加热成热水,避免冷水与热水重新混合,有利于控制水温,热水输送稳定;参照说明书附图1-2,在使用该系统时,利用环境温度传感器20和环境光强传感器21,对光照和室内温度进行检测,方便不同季节,供热水系统自动优化热水调节温度,通过水温调节单元配合手动调节键19,方便用户输入自定义的水温调节范围,方便不同人群使用供热水系统,通过水温监测单元和水温显示单元,利用水温度传感器22检测热水储罐3中的水温,并将水温信息传递到中央处理器,中央处理器向控制单元传送控制信号,对水温进行调节,再利用LCD液晶显示器18进行显示,实现热水供水系统的智能化运行,提高系统的使用功能。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种太阳能集热器和空气源热泵联合供热水系统,包括水箱(1),其特征在于:所述水箱(1)顶部设置有冷水储罐(2),所述水箱(1)底部设置有热水储罐(3),所述冷水储罐(2)顶部连接有用户进水管(4),所述水箱(1)一侧设置有控制器(5),所述冷水储罐(2)底部一端设置有太阳能集热器供水泵(6),所述太阳能集热器供水泵(6)连接有太阳能集热器供水管(7),所述太阳能集热器供水管(7)另一端连接有太阳能集热器(8),所述太阳能集热器(8)与热水储罐(3)之间设置有太阳能集热器出水管(9),所述太阳能集热器出水管(9)表面设置有太阳能集热器控制阀(10),所述冷水储罐(2)底部另一侧设置有空气源热泵供水泵(11),所述空气源热泵供水泵(11)连接有空气源热泵供水管(12),所述空气源热泵供水管(13)连接有空气源热泵(13),所述空气源热泵(13)与热水储罐(3)之间设置有空气源热泵出水管(14),所述空气源热泵出水管(14)表面设置有空气源热泵控制阀(15),所述冷水储罐(2)表面一侧设置有第一导管(16),所述热水储罐(3)底部设置有第二导水管(17)。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能集热器和空气源热泵联合供热水系统,其特征在于:所述控制器(5)内部包括有中央处理器、控制单元、水温调节单元、环境监测单元、水温监测单元和水温显示单元,所述水温调节单元、环境监测单元、水温监测单元和水温显示单元输出端均与中央处理器输入端连接,所述中央处理器输出端与控制单元输入端连接,所述中央处理器用于接收信息,对信息进行处理,并输出控制信号。
3.根据权利要求2所述的一种太阳能集热器和空气源热泵联合供热水系统,其特征在于:所述控制器(5)表面设置有LCD液晶显示器(18)和手动调节键(19),所述LCD液晶显示器(18)输入端与水温显示单元输出端连接。
4.根据权利要求3所述的一种太阳能集热器和空气源热泵联合供热水系统,其特征在于:所述水温显示单元用于接收中央处理器传出的水温信号,并将水温信息通过LCD液晶显示器(18)显示,所述手动调节键(19)输出端与中央处理器输入端连接,所述手动调节键(19)用于输入用户设定的温度调节范围。
5.根据权利要求2所述的一种太阳能集热器和空气源热泵联合供热水系统,其特征在于:所述控制器(5)顶部设置有环境温度传感器(20),所述太阳能集热器(13)顶部设置有环境光强传感器(21)。
6.根据权利要求5所述的一种太阳能集热器和空气源热泵联合供热水系统,其特征在于:所述环境温度传感器(20)和环境光强传感器(21)输出端均与环境监测单元输入端连接,所述环境监测单元用于监测室外光照和室内温度,并将信息传送到中央处理器。
7.根据权利要求2所述的一种太阳能集热器和空气源热泵联合供热水系统,其特征在于:所述热水储罐(3)内部设置有水温度传感器(22),所述水温度传感器(22)输出端与水温监测单元输入端连接,所述水温监测单元用于监测热水储罐(3)中的水温情况,并向中央处理器传送水温信息。
8.根据权利要求2所述的一种太阳能集热器和空气源热泵联合供热水系统,其特征在于:所述太阳能集热器供水泵(6)、太阳能集热器控制阀(10)、空气源热泵供水泵(11)和空气源热泵控制阀(15)输入端均与控制单元输出端连接,所述控制单元用于控制太阳能集热器供水泵(6)、太阳能集热器控制阀(10)、空气源热泵供水泵(11)和空气源热泵控制阀(15)的启闭。
9.一种太阳能集热器和空气源热泵联合供热水系统的控制方法,其特征在于:包括
利用手动调节键设置系统的水温调节范围,利用水温度传感器检测热水储罐中的水温,并将水温信息传递到中央处理器,中央处理器向控制单元传送控制信号,对水温进行调节,再利用LCD液晶显示器进行显示;
当太阳能集热器提供的水温不足设定的水温时,中央处理器向控制单元传输控制信号,关闭太阳能集热器供水泵和太阳能集热器控制阀,只利用空气源热泵进行加热水,实现水温的稳定。
10.如权利要求9所述的一种太阳能集热器和空气源热泵联合供热水系统的控制方法,其特征在于:利用环境温度传感器和环境光强传感器,对光照和室内温度进行检测,方便不同季节,供热水系统自动优化热水调节温度。
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