CN112378096B - 太阳能和制热设备联动的热水装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种太阳能和制热设备联动的热水装置,包括:制热设备,其与出水控制元件,回水控制元件,太阳能集热器、第一换热元件、第二换热元件连接,在太阳能集热器内设有第二温度检测元件;在水箱的上设有出水部和入水部;第一换热元件,设置在水箱的上部,在水箱内设置有第三温度检测元件和第四温度检测元件;第二换热元件,设置在水箱的下部;控制器,与第一温度检测元件、第二温度检测元件、第三温度检测元件、第四温度检测元件、第一循环动力元件、第二循环动力元件、出水控制元件、回水控制元件、制热设备通讯连接。通过本发明使得太阳能得到了更加充分的利用,进一步提升了太阳能和热泵同时进行水箱供热的能力和能效,提升了制热的效率。

Description

太阳能和制热设备联动的热水装置
技术领域
本发明涉及热能设备技术领域,尤其涉及一种太阳能和热能设备联动的热水装置结构。
背景技术
太阳能的制热能力和制热效果虽然相较热泵较低,但太阳能为可再生能源,太阳能的高效利用有利于节能。若太阳能与热泵同时给闭式水箱加热,热泵加热能力高,温度高,太阳能加热的温度较低,则太阳能可以起到的加热作用会被削弱,因此无法达到预期的节能效果,现有利用太阳能供热的设备即将太阳能和热泵同时连接到水箱内同时对其进行供热,现有水箱中的太阳能制热盘管与热泵制热盘管位置相对固定,无法保证在各种使用场景下均在保证高能力的前提下输出高能效。
发明内容
为解决现有技术中太阳能和热泵同时进行水箱供热制热盘管位置固定导致输出能效低,制热效率低的问题,本发明提供一种太阳能和热能设备联动的热水装置,其可根据实际需要,合理控制太阳能和热泵的开启,不仅保证了水箱中加热热水的温度,而且实现了对太阳能的充分利用,还进一步提升了太阳能和热泵同时进行水箱供热的能力和能效,提升了制热的效率。
为达到上述目的,本发明采用如下技术方案:
本发明提供了一种太阳能和制热设备联动的热水装置,包括有:
制热设备,用于产生热能;
出水控制元件,连接在制热设备出水管路上,在所述制热设备出水管路上设置有第一温度检测元件;
回水控制元件,连接在制热设备回水管路上;
第一循环动力元件,设置制热设备出水管路或制热设备回水管路上;
太阳能集热器,用于收集太阳能并将太阳能转换为热能,在太阳能集热器内设置有第二温度检测元件;
太阳能出水管路,分别和所述太阳能集热器、所述出水控制元件连接;
太阳能回水管路,分别和所述太阳能集热器、所述回水控制元件连接;
第二循环动力元件,设置太阳能出水管路或太阳能回水管路上,以驱动水的流动;
水箱,在水箱的上方设有出水部,在水箱的下方设有入水部;
第一换热元件,设置在水箱的上部区域,通过管路和所述出水控制元件和回水控制元件连接,在所述第一换热元件对应处水箱内设置有第三温度检测元件;
第二换热元件,设置在水箱的下部区域,通过管路和所述出水控制元件和回水水控制元件连接,在所述第二换热元件对应处水箱内设置有第四温度检测元件;
控制器,与所述第一温度检测元件、第二温度检测元件、第三温度检测元件、第四温度检测元件、第一循环动力元件、第二循环动力元件、出水控制元件、回水控制元件、制热设备通讯连接;
热水装置包括有第一节能模式和第二节能模式,当处于第一节能模式时,控制器控制出水控制元件、回水控制元件动作,以使得制热设备、制热设备出水管路、第一换热元件和制热设备回水管路连通形成第一供热循环回路;
并在检测到第二温度检测元件的值大于第四温度检测元件值时,控制出水控制元件、回水控制元件动作,以使得太阳能集热器、太阳能出水管路、第二换热元件、太阳能回水管路连通形成第二供热循环回路;
当处于第二节能模式时,控制器控制制热设备、制热设备出水管路、第二换热元件和制热设备回水管路连通形成第三供热循环回路;
并在检测到第二温度检测元件的值大于第三温度检测元件值时,控制出水控制元件、回水控制元件动作,使得太阳能集热器、太阳能出水管路、第一换热元件、太阳能回水管路连通形成有第四供热循环回路。
在本申请的一些实施例中,所述控制器集成到所述制热设备内。
在本申请的一些实施例中,所述出水控制元件和回水控制元件均包括有第三端口,第二端口、第一端口和第四端口,第三端口和第一端口相对设置,第二端口和第四端口相对设置,所述第一换热元件一端通过第一管路和所述出水控制元件的第二端口连接,另一端通过第二管路和所述回水控制元件的第二端口连接;
第二换热件通过第三管路和所述出水控制元件的第四端口连接,通过第四管路和所述回水控制元件的第四端口连接。
在本申请的一些实施例中,所述太阳能出水管路和所述出水控制元件的第三端口连接,所述太阳能回水管路和所述回水控制元件的第三端口连接,所述供热设备出水管路和所述出水控制元件的第一端口连接,所述供热设备回水管路和所述回水控制元件的第一端口连接。
在本申请的一些实施例中,当所述热水装置进入第一节能模式时,控制器控制出水控制元件的第一端口和第二端口连通,第三端口和第四端口连通,同时控制所述回水控制元件的第一端口和第二端口连通,第三端口和第四端口连通;
当所述热水装置处于第二节能模式时,控制器控制出水控制元件的第一端口和第四端口连通,第二端口和第三端口连通,同时控制回水控制元件的第一端口和第四端口连通,第二端口和第三端口连通。
在本申请的一些实施例中,还包括有加热元件,其设置在所述水箱内。
在本申请的一些实施例中,联动热能装置还包括有:
连接管路,连接所述第二管路和第三管路,在所述连接管路上设置有控制所述连接管路通断的控制阀。
在本申请的一些实施例中,加热元件包括有第一加热元件和第二加热元件,分别设置在水箱的上部区域和下部区域位置处。
在本申请的一些实施例中,热水装置还包括第三节能模式,当处于第三节能模式时,控制器控制出水控制元件、回水控制元件和控制阀动作,使得连接管路导通,并使从太阳能集热器流出的水依次流经太阳能出水管路、第一换热元件、连接管路、第二换热元件和太阳能回水管路。
在本申请的一些实施例中,热水装置还包括第四节能模式,当处于第四节能模式时,控制器控制出水控制元件、回水控制元件和控制阀动作,使得连接管路导通,使从制热设备流出的水依次流经制热设备出水管路、第一换热元件、连接管路、第二换热元件和制热设备回水管路。
本发明的技术方案相对现有技术具有如下技术效果:
本实施例中提供的热水装置在使用时,将水箱实现分层设置,使得太阳能和热泵分别对水箱中的水箱的上部分区域或者下部分区域进行加热,通过热量传递最终实现快速制取热水的效果,可充分发挥太阳能的制热能力,并保证了用户使用的温度和舒适度,最大限度地实现热泵与太阳能协同制取生活热水的节能运行,不仅实现了对太阳能的充分利用,还进一步提升了太阳能和热泵同时进行水箱供热的能力和能效,提升了制热的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一中太阳能和热能设备热水装置的结构原理图;
图2为本发明实施例二中太阳能和热能设备热水装置的结构原理图;
图3为本发明实施例二中太阳能和热能设备热水装置处于第三节能模式的原理图;
图4为本发明实施例二中太阳能和热能设备热水装置处于第四节能模式的原理图;
图5为本发明实施例二中太阳能和热能设备热水装置处于第一节能模式的原理图;
图6为本发明实施例二中太阳能和热能设备热水装置处于第二节能模式的原理图。
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。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。在上述实施方式的描述中,具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
实施例一
本发明提供了一种太阳能和制热设备100热水装置的实施例,包括有:
制热设备100,用于产生热能,具体的,制热设备100用于通过自身运行以产生热能,本实施例中的制热设备100可对应为:空气源热泵机组、壁挂炉、地源热泵、一体式水机、分体式水机等可以制取高温水的制热设备100即可。
为方便描述,本实施例中以制热设备100为空气源热泵机组为例进行说明,以下简称为:热泵。
出水控制元件200,连接在制热设备出水管路120上,在所述制热设备出水管路120上设置有第一温度检测元件110,出水控制元件200可选用出水四通阀;第一温度检测元件110选用第一温度检测传感器,用于检测制热设备100出水管处对应的水温。
回水控制元件300,连接在制热设备回水管路130上,在一些实施例中,回水控制元件300选用回水四通阀。
第一循环动力元件400,设置制热设备出水管路120或制热设备回水管路130上,第一循环动力元件400在一些实施例中选用第一循环水泵,其用于驱动水流的循环流动。
太阳能集热器500,用于收集太阳能并将太阳能转换为热能,在太阳能集热器500内设置有第二温度检测元件510,通过太阳能集热器500可收集太阳能的能量,并将能量转换为热能,第二温度检测元件510,用于检测位于太阳能集热器500中的被太阳能加热的水的水温。
太阳能出水管路520,分别和所述太阳能集热器500、所述出水控制元件200连接;
太阳能回水管路530,分别和所述太阳能集热器500、所述回水控制元件300连接;
第二循环动力元件600,设置太阳能出水管路520或太阳能回水管路530上,以驱动水的流动,第二循环动力元件600优选为第二循环水泵,其可驱动从空气源热泵中流出的水流的循环流动。
水箱700,在水箱700的上方设有出水部710,在水箱700的下方设有入水部720,优选的,出水部710为设置在水箱700上的出水口,入水部720为设置在水箱700下方的补水口,水箱700中的水为用户提供的热水均通过位于水箱700上方的出水口向外流出,当水箱700中水量较少需要补水操作时,则将外部自来水管连接到入水部720处对水箱700进行补水操作。
在一些实施例中,水箱700选用闭合水箱700,当然,本实施例中的水箱700也可以选用敞开式水箱700结构均可,在此不做具体限制。
水箱700用水的方式为水箱700下补水,水箱700上出水,水箱700内整体水压与补水的水压一致,水一直充满水箱700。用户使用时,从水箱700热水出口放出热水的量与水箱700补水口补水的量时刻一致。
第一换热元件810,设置水箱700上部区域,通过管路和所述出水控制元件200和回水控制元件300连接,在所述第一换热元件810对应处水箱700内设置有第三温度检测元件820,第三温度检测元件820对应为第三温度传感器,用于检测水箱700上部分区域处的水流的温度,第一环热元件可选用第一换热盘管。
第二换热元件830,设置在水箱700的下部区域,通过管路和所述出水控制元件200和回水水控制元件连接,在所述第二换热元件830对应处水箱700内设置有第四温度检测元件840,第四温度检测元件840为第四温度传感器,其设置在水箱700的下部区域区域位置处,可用于检测水箱700下部区域位置处的水温。
在一些实施例中,第二换热元件830可选用第二换热盘管。
控制器,与所述出水控制元件200、回水控制元件300、制热设备100、第一温度检测元件110、第二温度检测元件510、第三温度检测元件820和第四温度检测元件840通讯连接;控制器在设置时可直接集成到所述热泵的控制模块内。
在使用时,则可对应的通过热泵来读取第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器对应的数据,可控制第一循环动力元件400、出水控制元件200、回水控制元件300、第二循环动力元件600、第一换热元件810、第二换热元件830以及热泵本身的动作运行。
为方便叙述系统循环运行,定义出水控制元件200和回水控制元件300分别对应有第三端口930、第二端口920、第一端口910和第四端口940,第三端口930和第一端口910相对设置,第二端口920和第四端口940相对设置。
在进行连接时,所述第一换热元件810一端通过第一管路和所述出水控制元件200的第二端口920连接,另一端通过第二管路970和所述回水控制元件300的第二端口920连接。
第二换热件通过第三管路980和所述出水控制元件200的第四端口940连接,通过第四管路和所述回水控制元件300的第四端口940连接。
在本申请的一些实施例中,所述太阳能出水管路520和所述出水控制元件200的第三端口930连接,所述太阳能回水管路530和所述回水控制元件300的第三端口930连接,所述供热设备出水管路和所述出水控制元件200的第一端口910连接,所述供热设备回水管路和所述回水控制元件300的第一端口910连接。
控制器可根据用户实现需要,在使用时控制进水控制元件以及回水控制元件300的相邻的端口连通,以将和相应端口连接的设备连接,构成不同的循环水路。
本实施例中的热水装置在运行时可包括有第一节能模式和第二节能模式。
当处于第一节能模式时,控制器控制出水控制元件200和回水控制元300动作,并使得制热设备100、制热设备出水管路120、第一换热元件810和制热设备回水管路130连通形成第一供热循环回路,并在检测到第二温度检测元件510的值大于第四温度检测元件840值时,控制出水控制元件200、回水控制元件300动作,以使得太阳能集热器500、太阳能出水管路520、第二换热元件830、太阳能回水管路530连通形成第二供热循环回路;
当所述热水装置进入第一节能模式时,控制器先控制出水控制元件200的第一端口910和第二端口920连通,所述回水控制元件300的第一端口910和第二端口920连通。
此时,热泵制取的高温水流出后,经过第一循环动力元件400加压后,流经出水电控元件,通过第一端口910、第二端口920,进入水箱700的第一换热元件810,流出第一换热元件810后经过泵回水控制元件300的第二端口920、第一端口910通道,回到热泵,完成热泵内,完成制热循环。通过热泵对水箱700进行中水进行加热。
太阳能供热的启动则取决于水箱700下部区域的水温和太阳能集热器500中的温度,在检测到第二温度检测元件510的值大于第四温度检测元件840值时,控制器则控制太阳能集热器500对水箱700加热,在使用时,控制器控制出水控制元件200的第三端口930和第四端口940、回水控制元件300的第三端口930和第四端口940连通,同时控制第二循环动力元件600工作,太阳能集热器500中制取的中温水从太阳能集热器500流出后,经过第二循环动力元件600加压,通过太阳能回水管路530进入到出水控制元件200的第三端口930和第四端口940,然后进入水箱700的第二换热元件830,流出第二换热元件830后经过回水控制元件300的第四端口940、第三端口930,回到太阳能集热器500内,完成太阳能制热循环。
当检测到水箱700的下部处的温度值大于太阳能集热器500中温度时,则不采用太阳能集热器500进行供热,避免由于太阳能温度低于水箱盘管温度,造成反向吸热的问题发生。
该模式适用于用户需求的用水量适中的情况,通过该模式热泵机组对水箱700的上部分附近加热速度快,可使得用户可快速的获得半箱热水的效果,并且本实施例中的热水装置在第一节能模式状态下运行时能够在检测到太阳能集热器500中的水温度高于第二换热器处水箱700温度的时开启太阳能加热模式。此时,热泵对水箱700上部分区域进行快速加热,太阳能集热器500则对水箱700下部分区域缓慢加热,相当于通过太阳能集热器500对水箱700下部分区域的水进行了预热,然后再通过热泵对太阳能预热后的水加温,可实现上部出水口快速出热水的效果。该模式可实现快速制热,太阳能也会输出一部分能量对水箱700中的水加热,这样既可保证用户所需出水水温,保证用户使用舒适性,太阳能也会参与制热,有较好的节能效果。
水箱700中的水温最终也呈现上高下低的分布,第一换热元件810区域附近水箱700的水的温度也会高于第二换热元件830附近水箱700的水温,与水温自然分层状态吻合。
当处于第二节能模式时,控制器控制制热设备100、制热设备出水管路120、第二换热元件830和制热设备回水管路130连通形成第三供热循环回路。
具体控制时,控制器可先控制出水控制元件200的第一端口910和第四端口940连通,控制回水控制元件300的第一端口910和第四端口940连通。热泵制取的高温水从热泵流出后,经过第一循环动力元件400的加压后,流经出水控制元件200的第一端口910、第四端口940,进入水箱700的第二换热元件830,流出第二换热元件830后经回水控制元件300的第四端口940、第一端口910,回到热泵,完成热泵制热循环。
在第二节能模式时,控制器能够在检测到第二温度检测元件510的值大于第三温度检测元件820值时,控制出水控制元件200的第二端口920和第三端口930连通,进水控制元件的第二端口920和第三端口930连通,控制第二循环动力元件600动作,使得太阳能集热器500、太阳能出水管路520、第一换热元件810、太阳能回水管路530连通形成有第四供热循环回路,开启太阳能供热模式。
其具体的循环过程为:太阳能集热器500制取的中温水从太阳能集热器500中流出后,进入太阳能出水管路520,经过第一循环动力元件400的加压后,流经出水控制元件200的第三端口930、第二端口920,进入生活水箱700的第一换热元件810,流出第一换热元件810后经过回水控制元件300的第二端口920、第三端口930回到太阳能集热器500,完成太阳能供热循环。
该模式适用于水箱700整箱的水温较低,并且需要水箱700中温度梯度较小且均为高温热水的情况,可供给用户整箱目标温度的热水。当太阳能供热开启时,太阳能供热可起到辅助作用,将水箱700上部分区域处的水加热至中温状态,热泵对水箱700水箱700下部分区域完成加热,下部区域为高温热水,利用水箱700的自然对流,热水向上运动冷水下沉,使得整个水箱700温度快速均匀混合达到高温状态。该模式在水箱700上部区域处的水温度升高,超过太阳能集热器500中的温度后,太阳能无制热作用,太阳能供热模式停止运行。该模式可实现快速的制取整箱高温水,可最大限度地保证供给用户所需最大用水量。
在本申请的一些实施例中,还包括有加热元件950,其设置在所述水箱700内。
当在进行太阳能供热和热泵供热均不能满足供热需求时,还可以通过启动加热元件950以实现快速制取热水的效果,加热元件950可选用加热器或者加热管等加热部件。
在一些实施例中,加热元件950设置一个,设置在水箱700第一换热元件810和第二换热元件830之间位置处。
本实施例中提供的热水装置在使用时,将水箱700实现分层设置,使得太阳能和热泵分别对水箱700中的水箱700的上部分区域或者消部分区域进行加热,通过热量传递最终实现快速制取热水的效果,即无论出于第一节能模式还是第二节能模式,都能够充分的利用太阳能集热器500产生的热能和热泵产生的热能以实现快速制取高温热水的效果,实现了节能。
实施例二:
与实施例1相比,本实施例中的热水装置还包括有:
连接管路960,连接所述第二管路970和第三管路980,在所述连接管路960上设置有控制所述连接管路960通断的控制阀961,控制阀961和控制器连接,能够在接收到控制器信号时控制连接管路960断开或者导通。
在本申请的一些实施例中,热水装置还包括第三节能模式,当处于第三节能模式时,控制器控制出水控制元件200、回水控制元件300和控制阀961动作,使得连接管路960导通,并使从太阳能集热器500流出的水依次流经太阳能出水管路520、第一换热元件810、连接管路960、第二换热元件830和太阳能回水管路530。
在第三节能模式时,整个热水装置通过太阳能集热器500来实现热量供应,此时,控制器控制出水控制元件200的2通道与3通道联通,热泵回水控制元件300的3通道与4通道联通,开启水路电动阀。热水从太阳能集热器500流出后,经过太阳能出水管路520,经过第二循环动力元件600加压后,流经热泵的出水控制元件200的第二端口920和第三端口930,进入水箱700的第一换热元件810,流出第一换热元件810后流过电控阀和连接管路960,进入第二换热元件830,从第二换热元件830流出后经过热泵回水控制元件300的第三端口930和第四端口940,回到太阳能集热器500,完成一次循环。
该模式适用于水箱700中的水几乎处于静置的状态,并且太阳能能量充足,太阳能集热器500中的温度需长时间高于第二换热元件830区域处的水温的场景。水箱700中的水温呈现上高下低的分布,第一换热元件810的温度也会高于第二换热元件830的温度,与水温自然分层状态吻合。该模式需要长时间对水箱700加热,仅需要输入第二循环动力元件600的功率,是最为节能的运行方式。
在本申请的一些实施例中,热水装置还包括第四节能模式,当处于第四节能模式时,控制器控制出水控制元件200、回水控制元件300和控制阀961动作,使得连接管路960导通,使从制热设备100流出的水依次流经制热设备出水管路120、第一换热元件810、连接管路960、第二换热元件830和制热设备回水管路130。
该模式为仅使用热泵对水箱700加热。热泵的出水控制元件200的第一端口910与第二端口920连通,热泵的回水控制元件300的第四端口940和第一端口910连通,开启电控阀。热水从热泵流出后,经过第一循环动力元件400加压后,流经热泵的出水控制元件200的第一端口910和第二端口920,进入水箱700的第一换热元件810,流出第一换热元件810后流过电控阀和连接管路960,进入第二换热元件830,第二换热元件830流出后经过热泵的回水控制元件300的第四端口940和第一端口910,回到热泵,完成一次循环。
该模式适用于天气不好太阳能无法工作的情况,热泵对水箱700的加热速度较快,水箱700中的水温呈现上高下低的分布,第一换热元件810的温度也会高于第二换热元件830的温度,与水温自然分层状态吻合。该模式虽较太阳能模式相比需要输入更多的电能,但可实现快速制热,对实际使用时短时间内需要热水的情况有较好的适用性。
当然,本实施例中的热水装置也可以实现第一节能模式和第二节能模式,在开启第一节能模式或第二节能模式时,对应的需要先控制电控阀关闭,以将连接管路960断开即可。
其在运行第一节能模式和第二节能模式的方式与实施例一中的方式相同,在此不做一一赘述。
在本申请的实施例中,加热元件950设置成包括有第一加热元件951和第二加热元件952,分别设置在水箱700的上部区域和下部区域位置处。
当对水箱700中水加热由太阳能供热模式和热泵供热均不能满足时,则可以通过开启位于上部区域处的第一加热元件951对水箱700上部区域处的进行热量补偿,通过第二加热元件952对水箱700下部区域处的进行热量补偿。
在上述实施方式的描述中,具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种太阳能和制热设备联动的热水装置,其特征在于,包括有:
制热设备,用于产生热能;
出水控制元件,与制热设备连接在出水管路上,在所述制热设备出水管路上设置有第一温度检测元件;
回水控制元件,在制热设备连接回水管路上;
第一循环动力元件,设置制热设备出水管路或制热设备回水管路上;
太阳能集热器,用于收集太阳能并将太阳能转换为热能,在太阳能集热器内设置有第二温度检测元件;
太阳能出水管路,分别和所述太阳能集热器、所述出水控制元件连接;
太阳能回水管路,分别和所述太阳能集热器、所述回水控制元件连接;
第二循环动力元件,设置太阳能出水管路或太阳能回水管路上,以驱动水的流动;
水箱,在水箱的上方设有出水部,在水箱的下方设有入水部;
第一换热元件,设置在水箱的上部区域,通过管路和所述出水控制元件和回水控制元件连接,在所述第一换热元件对应处水箱内设置有第三温度检测元件;
第二换热元件,设置在水箱的下部区域,通过管路和所述出水控制元件和回水水控制元件连接,在所述第二换热元件对应处水箱内设置有第四温度检测元件;
控制器,与所述第一温度检测元件、第二温度检测元件、第三温度检测元件、第四温度检测元件、第一循环动力元件、第二循环动力元件、出水控制元件、回水控制元件、制热设备通讯连接;
热水装置包括有第一节能模式和第二节能模式,当处于第一节能模式时,控制器控制出水控制元件、回水控制元件动作,以使得制热设备、制热设备出水管路、第一换热元件和制热设备回水管路连通形成第一供热循环回路;
并在检测到第二温度检测元件的值大于第四温度检测元件值时,控制出水控制元件、回水控制元件动作,以使得太阳能集热器、太阳能出水管路、第二换热元件、太阳能回水管路连通形成第二供热循环回路;
当处于第二节能模式时,控制器控制制热设备、制热设备出水管路、第二换热元件和制热设备回水管路连通形成第三供热循环回路;
并在检测到第二温度检测元件的值大于第三温度检测元件值时,控制出水控制元件、回水控制元件动作,使得太阳能集热器、太阳能出水管路、第一换热元件、太阳能回水管路连通形成有第四供热循环回路。
2.根据权利要求1所述的太阳能和制热设备联动的热水装置,其特征在于:所述控制器集成在所述制热设备内。
3.根据权利要求1所述的太阳能和制热设备联动的热水装置,其特征在于,所述出水控制元件和回水控制元件均包括有第三端口,第二端口、第一端口和第四端口,第三端口和第一端口相对设置,第二端口和第四端口相对设置,所述第一换热元件一端通过第一管路和所述出水控制元件的第二端口连接,另一端通过第二管路和所述回水控制元件的第二端口连接;
第二换热件通过第三管路和所述出水控制元件的第四端口连接,通过第四管路和所述回水控制元件的第四端口连接。
4.根据权利要求1所述的太阳能和制热设备联动的热水装置,其特征在于,所述太阳能出水管路和所述出水控制元件的第三端口连接,所述太阳能回水管路和所述回水控制元件的第三端口连接,所述供热设备出水管路和所述出水控制元件的第一端口连接,所述供热设备回水管路和所述回水控制元件的第一端口连接。
5.根据权利要求1所述的太阳能和制热设备联动的热水装置,其特征在于,当所述热水装置进入第一节能模式时,控制器控制出水控制元件的第一端口和第二端口连通,第三端口和第四端口连通,同时控制所述回水控制元件的第一端口和第二端口连通,第三端口和第四端口连通;
当所述热水装置处于第二节能模式时,控制器控制出水控制元件的第一端口和第四端口连通,第二端口和第三端口连通,同时控制回水控制元件的第一端口和第四端口连通,第二端口和第三端口连通。
6.根据权利要求1所述的太阳能和制热设备联动的热水装置,其特征在于,还包括有加热元件,其设置在所述水箱内。
7.根据权利要求3所述的太阳能和制热设备联动的热水装置,其特征在于,还包括有:
连接管路,连接所述第二管路和第三管路,在所述连接管路上设置有控制所述连接管路通断的控制阀。
8.根据权利要求7所述的太阳能和制热设备联动的热水装置,其特征在于,加热元件包括有第一加热元件和第二加热元件,分别设置在水箱的上部区域和下部区域位置处。
9.根据权利要求7所述的太阳能和制热设备联动的热水装置,其特征在于,热水装置还包括第三节能模式,当处于第三节能模式时,控制器控制出水控制元件、回水控制元件和控制阀动作,使得连接管路导通,并使从太阳能集热器流出的水依次流经太阳能出水管路、第一换热元件、连接管路、第二换热元件和太阳能回水管路。
10.根据权利要求7所述的太阳能和制热设备联动的热水装置,其特征在于,热水装置还包括第四节能模式,当处于第四节能模式时,控制器控制出水控制元件、回水控制元件和控制阀动作,使得连接管路导通,使从制热设备流出的水依次流经制热设备出水管路、第一换热元件、连接管路、第二换热元件和制热设备回水管路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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AT412818B (de) * 2004-04-28 2005-07-25 Karl-Heinz Dipl Ing Hinrichs Heiz- und warmwasserbereitungsanlage und verfahren zum betrieb einer solchen anlage
CN104154782B (zh) * 2013-05-14 2018-06-08 海尔集团公司 一种热泵水箱的换热器及换热方法
DE102016112784A1 (de) * 2016-07-12 2018-01-18 Viessmann Werke Gmbh & Co Kg Kollektorfeld, Energieversorgungssystem mit einem Kollektorfeld sowie Verfahren zum Betreiben eines Energieversorgungssystems
US10323859B2 (en) * 2016-10-27 2019-06-18 King Fahd University Of Petroleum And Minerals Water mixing system for thermoregulating water
CN208720535U (zh) * 2018-07-17 2019-04-09 深圳市派沃新能源科技股份有限公司 一种耦合式高温太空能热泵热水机组
CN210089035U (zh) * 2019-05-13 2020-02-18 江苏省华扬太阳能有限公司 太阳能与空气能耦合热水、采暖、制冷系统
CN111637658A (zh) * 2020-06-26 2020-09-08 龙川纽恩泰新能源科技发展有限公司 一种可调节负荷的太阳能与热回收复合热泵系统

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