CN112013449A - 一种可回收余热的太阳能热水采暖系统 - Google Patents

一种可回收余热的太阳能热水采暖系统 Download PDF

Info

Publication number
CN112013449A
CN112013449A CN202010903391.3A CN202010903391A CN112013449A CN 112013449 A CN112013449 A CN 112013449A CN 202010903391 A CN202010903391 A CN 202010903391A CN 112013449 A CN112013449 A CN 112013449A
Authority
CN
China
Prior art keywords
heat
water
hot water
system capable
heating system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010903391.3A
Other languages
English (en)
Inventor
许星
许国
梅仁枝
张金祥
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Xingya New Energy Technology Co ltd
Original Assignee
Jiangsu Xingya New Energy Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu Xingya New Energy Technology Co ltd filed Critical Jiangsu Xingya New Energy Technology Co ltd
Priority to CN202010903391.3A priority Critical patent/CN112013449A/zh
Publication of CN112013449A publication Critical patent/CN112013449A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D15/00—Other domestic- or space-heating systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D15/00—Other domestic- or space-heating systems
    • F24D15/04—Other domestic- or space-heating systems using heat pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00—Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/40—Solar heat collectors using working fluids in absorbing elements surrounded by transparent enclosures, e.g. evacuated solar collectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00—Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/70—Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S20/00—Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
    • F24S20/40—Solar heat collectors combined with other heat sources, e.g. using electrical heating or heat from ambient air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S60/00—Arrangements for storing heat collected by solar heat collectors
    • F24S60/30—Arrangements for storing heat collected by solar heat collectors storing heat in liquids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00—Heat sources or energy sources
    • F24D2200/12—Heat pump
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00—Heat sources or energy sources
    • F24D2200/14—Solar energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/52—Heat recovery pumps, i.e. heat pump based systems or units able to transfer the thermal energy from one area of the premises or part of the facilities to a different one, improving the overall efficiency
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/44—Heat exchange systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)

Abstract

本发明提供了一种可回收余热的太阳能热水采暖系统，包括若干个保温联箱、若干根真空集热管、波纹管、三通进水管、三通出水管、保温水箱和热泵，真空集热管上端插入到保温联箱内，保温联箱通过波纹管互相串联在一起，波纹管的进水口与三通进水管连接，波纹管的出水口与三通出水管连接，三通进水管的一端通过回收进水管与热泵的出口相连，三通进水管的另一端通过加热进水管与保温水箱相连，三通出水管的一端通过回收出水管与热泵的进口相连，三通出水管的另一端通过加热出水管与保温水箱相连，热泵还与保温水箱相连，热泵和保温水箱之间还设有一组水循环管路。只要有光照，本系统通过热泵可以把低温热水中热量提取出来继续使用。

Description

一种可回收余热的太阳能热水采暖系统
技术领域
本发明属于太阳能集热系统技术领域，涉及一种可回收余热的太阳能热水采暖系统。
背景技术
太阳能热水器是将太阳光能转化为热能的装置，将水从低温度加热到高温度，以满足人们在生活中的热水使用。太阳能热水器按结构形式分为真空管式太阳能热水器和平板式太阳能热水器，真空管式太阳能热水器为主，占据国内95％的市场份额。真空管式家用太阳能热水器是由集热管、储水箱及支架等相关附件组成，把太阳能转换成热能主要依靠集热管，集热管利用热水上浮冷水下沉的原理，使水产生微循环而达到所需热水。
太阳能热水采暖集热器包括水箱、真空集热管、换热管，真空集热管收集热量并传导导水箱内的储热介质，换热管穿过水箱内且换热管内的水将储热介质的热量吸走，水得到加热后供人们取暖使用。
上述太阳能系统内的高温热水供给用户取暖后，水温会逐步下降，低至38℃～35℃后因水温低而停止供热。此后，整个太阳能系统内的低温热水的热量晚上将因未得到有效利用而白白浪费，整个太阳能热水供暖系统的热损失比较大。
同时在阴雨天气时，太阳能系统中产生的低温热量也一直没有得到重视并加以有效利用。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种可回收余热的太阳能热水采暖系统，利用太阳能系统中的低温低位热能通过热泵工作(少量的高位电能输入)向高位热能转移，降低太阳能热水供暖系统的热损失，提高太阳能能效。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种可回收余热的太阳能热水采暖系统，包括若干个保温联箱、若干根真空集热管、波纹管、三通进水管、三通出水管、保温水箱和热泵，其特征在于，真空集热管上端插入到保温联箱内，所述波纹管穿过保温联箱，波纹管依次串联在一起，保温联箱通过波纹管互相串联在一起，波纹管的进水口与三通进水管连接，波纹管的出水口与三通出水管连接，所述三通进水管的一端通过回收进水管与热泵的出口相连，所述三通进水管的另一端通过加热进水管与保温水箱相连，所述三通出水管的一端通过回收出水管与热泵的进口相连，所述三通出水管的另一端通过加热出水管与保温水箱相连，热泵还与保温水箱相连，所述热泵和保温水箱之间还设有一组水循环管路。
热泵是利用低温低位热能作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。当太阳光照效果好时，不用开启热泵，直接在保温水箱和波纹管之间进行水循环，当阴雨天时，开启热泵，通过热泵将回收出水管内的热量提取，波纹管直接与热泵之间进行水循环，热泵和保温水箱之间也进行水循环，在热泵提取热量后可以和保温水箱直接进行换热，将保温水箱内的水加热。
进一步的，所述回收进水管上设有回收水泵。回收水泵使热泵与波纹管之间进行水循环。
进一步的，所述加热回水管上设有加热水泵。加热水泵使保温水箱与波纹管之间进行水循环。
进一步的，所述保温水箱上连接有室内供水管和室内回水管。
进一步的，所述保温水箱上还连接有补水管。
进一步的，所述波纹管采用DN25不锈钢、DN32不锈钢、DN40不锈钢、及DN50不锈钢或其他金属材料制成。
与现有技术相比，本可回收余热的太阳能热水采暖系统具有以下优点：
1、属于可再生能源利用技术
余热回收热泵机组利用低温低位热能水体中的温度，冬季系统中水体温度要比环境空气温度高许多，所以热泵循环的蒸发温度得以提高，能效比也同样得到提高。
2、高效节能，运行稳定可靠
基于水体温度较恒定的特性，使得热泵机组运行更可靠、更稳定，保证了系统的高效性和经济性，不存在空气源热泵的冬季除霜等难点问题。
3、环境效益显著
热泵使用的电能本身就是一种清洁能源，所以设备本身不存在污染，设计良好的余热回收热泵机组的电力消耗，与空气源热泵相比可减少15％，与电供暖相比，可减少70％以上。余热回收热泵机组的运行没有燃烧，没有排烟，也没有废弃物，不需要堆放燃料废物的场地，且不用远距离输送热量，因此没有任何污染，并且可以建造在居民区内。
4、自动运行
余热回收热泵机组由于工况稳定，所以可以设计简单的系统，部件较少，机组运行简单可靠，维护费用低，自动控制程度高，使用寿命长。
5、节能，降低运行成本
可回收余热的太阳能热水采暖系统不仅可以降低运行成本，而且因为使用的低温热水比环境温度高很多，可以显著提高回收机组的运行性能，降低太阳能热水供暖系统的热损失。同时太阳能余热回收热泵在用电高峰时使用很少，大多在用电低谷时工作，且谷点时热回收机组工作电流、电压稳定，系统可得到充分有效利用，运行成本大大降低。
6.太阳能热水采暖系统恒压恒温循环换热与用户储热水箱等有效对接，换热器与储热水箱设备中亦可选用防冻液工质针对极寒区域的用户供热水所需。
7.与采暖设备是闭式强制换热循环，稳定高效，太阳能热水采暖系统中的水为储热作用，在夏天亦可作为生活热水供用户生活洗浴使用，是一种热水采暖多用途。
附图说明
图1是本可回收余热的太阳能热水采暖系统的结构示意图。
图2是图1中A处的放大图。
图中，1、保温联箱；2、真空集热管；3、波纹管；4、三通进水管；5、三通出水管；6、保温水箱；7、热泵；8、回收进水管；9、加热进水管；10、回收出水管；11、加热出水管；12、回收水泵；13、加热水泵；14、室内供水管；15、室内回水管；16、补水管。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
本可回收余热的太阳能热水采暖系统，包括若干个保温联箱1、若干根真空集热管2、波纹管3、三通进水管4、三通出水管5、保温水箱6和热泵7，真空集热管2上端插入到保温联箱1内，所述波纹管3穿过保温联箱1，波纹管3依次串联在一起，保温联箱1通过波纹管3互相串联在一起，波纹管3的进水口与三通进水管4连接，波纹管3的出水口与三通出水管5连接，所述三通进水管4的一端通过回收进水管8与热泵7的出口相连，所述三通进水管4的另一端通过加热进水管9与保温水箱6相连，所述三通出水管5的一端通过回收出水管10与热泵7的进口相连，所述三通出水管5的另一端通过加热出水管11与保温水箱6相连，热泵7还与保温水箱6相连。
所述回收进水管8上设有回收水泵12，所述加热回水管上设有加热水泵13。
所述保温水箱6上连接有室内供水管14和室内回水管15。，所述保温水箱6上还连接有补水管16。
所述波纹管3采用DN25不锈钢、DN32不锈钢、DN40不锈钢、及DN50不锈钢或其他金属材料制成。
工作原理：热泵7是利用低温低位热能作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。当太阳光照效果好时，不用开启热泵7，直接在保温水箱6和波纹管3之间进行水循环，当阴雨天时，开启热泵7，波纹管3直接与热泵7之间进行水循环，热泵7和保温水箱6之间也进行水循环，在热泵7提取热量后可以和保温水箱6直接进行换热，将保温水箱6内的水加热。
本余热回收热泵7技术是利用太阳能系统中的低温低位热能通过热泵7工作向高位热能转移的一种新型技术。
此类热源的温度一般都十分稳定。冬季为用户供热时，余热回收热泵7系统可以从中提取低品位热能，通过电能驱动“泵”送到高温热源，再以水或介质作为媒介送到建筑物中来满足用户的供热需求。通常余热回收热泵7消耗1kW的能量，可以为用户提供4.3kW以上的热量。
以"山西和顺县牛川乡太阳能采暖工程"550组太阳能热水采暖系统为例，该工程采用本专利：
该系统每个模块的保温联箱1和真空集热管2内的容水量为200L,整个可回收余热的太阳能热水采暖系统水容量即为110吨左右。系统中15℃～35℃范围内可回收的热量为2200000大卡，即2558kwh，使用2台100P热泵7，热泵7消耗的能量为595kwh，每天节约能量1963kwh，如果电费按0.5元计算，每年可节约电费36.82万元。
晴好天气时，太阳能系统产生高温热水，给用户热水供暖使用，晚间太阳能系统内温度降低至供暖无法使用时，太阳能余热回收系统自动启动工作。
阴雨天气时，只要有光照，太阳能系统中仍然会产生大量的低温热水，此时余热回收系统仍然可以启动工作，给用户提供高温热水。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (6)

1.一种可回收余热的太阳能热水采暖系统，包括若干个保温联箱、若干根真空集热管、波纹管、三通进水管、三通出水管、保温水箱和热泵，其特征在于，真空集热管上端插入到保温联箱内，所述波纹管穿过保温联箱，波纹管依次串联在一起，保温联箱通过波纹管互相串联在一起，波纹管的进水口与三通进水管连接，波纹管的出水口与三通出水管连接，所述三通进水管的一端通过回收进水管与热泵的出口相连，所述三通进水管的另一端通过加热进水管与保温水箱相连，所述三通出水管的一端通过回收出水管与热泵的进口相连，所述三通出水管的另一端通过加热出水管与保温水箱相连，热泵还与保温水箱相连，所述热泵和保温水箱之间还设有一组水循环管路。
2.根据权利要求1所述的一种可回收余热的太阳能热水采暖系统，其特征在于，所述回收进水管上设有回收水泵。
3.根据权利要求1所述的一种可回收余热的太阳能热水采暖系统，其特征在于，所述加热回水管上设有加热水泵。
4.根据权利要求1所述的一种可回收余热的太阳能热水采暖系统，其特征在于，所述保温水箱上连接有室内供水管和室内回水管。
5.根据权利要求1所述的一种可回收余热的太阳能热水采暖系统，其特征在于，所述保温水箱上还连接有补水管。
6.根据权利要求1所述的一种可回收余热的太阳能热水采暖系统，其特征在于，所述波纹管采用DN25不锈钢、DN32不锈钢、DN40不锈钢、及DN50不锈钢或其他金属材料制成。
CN202010903391.3A 2020-09-01 2020-09-01 一种可回收余热的太阳能热水采暖系统 Pending CN112013449A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010903391.3A CN112013449A (zh) 2020-09-01 2020-09-01 一种可回收余热的太阳能热水采暖系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010903391.3A CN112013449A (zh) 2020-09-01 2020-09-01 一种可回收余热的太阳能热水采暖系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112013449A true CN112013449A (zh) 2020-12-01

Family

ID=73517174

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010903391.3A Pending CN112013449A (zh) 2020-09-01 2020-09-01 一种可回收余热的太阳能热水采暖系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112013449A (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011112013A1 (de) * 2011-08-30 2013-02-28 Franz Kraft Solares Wärmepumpensystem zur Nutzbarmachung von Sonnenstrahlungs- und Umweltwärme
CN104633757A (zh) * 2013-11-07 2015-05-20 陈浠 太阳能制暖热泵机组
CN204612196U (zh) * 2015-05-12 2015-09-02 海宁市袁花镇英朗五金配件厂 一种太阳能热水器
CN204757399U (zh) * 2015-05-14 2015-11-11 中国科学院广州能源研究所 一种余热回收式多热源复合型热泵供热水系统
CN106369840A (zh) * 2016-08-31 2017-02-01 新昌县诚昌机械有限公司 一种热泵热水器
CN208139418U (zh) * 2018-04-09 2018-11-23 广东五星太阳能股份有限公司 太阳能耦合热泵采暖系统
CN209263140U (zh) * 2018-12-11 2019-08-16 中燃能源发展（深圳）有限公司 一种热泵供暖系统

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011112013A1 (de) * 2011-08-30 2013-02-28 Franz Kraft Solares Wärmepumpensystem zur Nutzbarmachung von Sonnenstrahlungs- und Umweltwärme
CN104633757A (zh) * 2013-11-07 2015-05-20 陈浠 太阳能制暖热泵机组
CN204612196U (zh) * 2015-05-12 2015-09-02 海宁市袁花镇英朗五金配件厂 一种太阳能热水器
CN204757399U (zh) * 2015-05-14 2015-11-11 中国科学院广州能源研究所 一种余热回收式多热源复合型热泵供热水系统
CN106369840A (zh) * 2016-08-31 2017-02-01 新昌县诚昌机械有限公司 一种热泵热水器
CN208139418U (zh) * 2018-04-09 2018-11-23 广东五星太阳能股份有限公司 太阳能耦合热泵采暖系统
CN209263140U (zh) * 2018-12-11 2019-08-16 中燃能源发展（深圳）有限公司 一种热泵供暖系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN201363900Y (zh) 太阳能空气源热泵热水装置
CN104061717B (zh) 一种季节性蓄热太阳能低温热发电复合地源热泵系统
CN214841747U (zh) 一种多能源联合驱动的太阳能与地源热泵复合系统
WO2023231726A1 (zh) Pv/t耦合双源热泵建筑综合供能系统的控制方法
CN201363898Y (zh) 新能源空气源热泵热水装置
CN112814860B (zh) 一种塔式太阳能光热发电制冷机循环互补热电联供系统及其运行方法
CN2783180Y (zh) 太阳能空调热水设备
CN114413503A (zh) 可再生能源驱动的零碳高效的分布式供能系统及运行方法
CN115839517A (zh) 一种耦合光伏光热、地热的发电及供能系统
CN104833109A (zh) 一种余热回收式多热源复合型热泵供热水系统
CN111397251B (zh) 一种光电光热综合利用热泵系统
CN117329567A (zh) 热能梯级利用和多热源热泵耦合太阳能供暖系统及方法
CN210197447U (zh) 多能源互补的学校供暖节能系统
CN201363899Y (zh) 带应急备用电源的空气源热泵热水装置
CN204757399U (zh) 一种余热回收式多热源复合型热泵供热水系统
CN114278404B (zh) 一种基于储能的高风电渗透率区域风电消纳与清洁供暖系统
CN112856831B (zh) 多功能热管式光伏光热高低温相变地板耦合系统及方法
CN215175425U (zh) 一种高寒地区太阳能供热采暖系统
CN112013449A (zh) 一种可回收余热的太阳能热水采暖系统
CN212252557U (zh) 一种太阳能与热泵耦合的蒸汽发生系统
CN220338732U (zh) 一种低温高效太阳能平板集热系统
CN201662251U (zh) 真空热管式太阳能与地源热泵热回收复合式热水系统
CN205747580U (zh) 太阳能、空气源热泵双热源三联供系统
CN111442440A (zh) 一种多能耦合供热、制冷集成系统
CN220958626U (zh) 一种pv/t耦合双源热泵建筑供暖系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20201201

RJ01 Rejection of invention patent application after publication