CN1888579A

CN1888579A - 太阳能电磁热泵采暖热水系统

Info

Publication number: CN1888579A
Application number: CN 200510073613
Authority: CN
Inventors: 唐晓江
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-05-17
Filing date: 2005-05-17
Publication date: 2007-01-03

Abstract

一种涉及太阳能应用领域的太阳能电磁热泵采暖热水系统。它由太阳能集热器、电磁热泵、蓄热水箱、传感器、热水箱、换热器、循环泵、电磁阀、温差控制器、采暖控制器、采暖器等构成。当集热器吸收的热量足以使系统运行，而且室内又需采暖时，采暖控制器启动电磁热泵将蓄热水箱中的热水循环至采暖器供室内采暖，此时电磁热泵只起到循环热水的作用，当集热器中吸收的热量不足以使系统运行，而且蓄热水箱中的热水温度也达不到供热温度时，如果这时室内需采暖，由电磁热泵将系统水的温度“泵”至设计供暖温度并循环至采暖器为室内供暖，这个系统解决了因太阳辐射的间断性和不稳定性所而不能利用太阳能连续供热采暖的问题。

Description

太阳能电磁热泵采暖热水系统

技术领域

本发明涉及一种太阳能电磁热泵采暖热水系统，属于太阳能应用技术领域。

背景技术

目前，太阳能集热技术发展迅速，平板集热器、真空管集热器、热管集热器等集热技术均已成熟，太阳能热水器的应用已经十分普及。但在供热采暖应用上，由于需要供热采暖的地区，昼夜温差较大，再加上太阳幅射的间断性和不稳定性也使太阳能的集热效率大大降低，又由于供热采暖需连续运行，也使太阳能在供热采暖这一领域的应用受到限制，而目前市场上已有的太阳能水源热泵供热制冷系统，虽然具有技术成熟，运行成本低，可全天侯使用的优点，但由于需用地下水，在大部份缺水地区的推广应用也受到限制。

发明内容

本发明的目的是利用先进的集热技术和电磁热泵技术，设计一种太阳能电磁热泵供热采暖热水系统，该系统在太阳辐射强度足够时，可利用集热器收集的热量提供采暖，在太阳辐射不足时，由电磁热泵将系统中的水“泵”至采暖温度用于补充采暖，进而达到使系统可全天候连续提供采暖的目的。

为实现上述的目的，本发明由太阳能集热器、电磁热泵、蓄热水箱、传感器、温度/压力安全阀、排气阀、闸阀、膨胀箱、定温器、单向阀、调温阀、截止阀、排污阀、平衡阀、热水箱、换热器、循环泵、电磁阀、温差控制器、采暖控制器、采暖器等构成。由太阳集热器收集热量，当位于集热器出口的传感器温度超过位于蓄热水箱下部的传感器温度达到启动温差时，温差控制器启动循环泵，由循环泵将集热系统中的液体(防冻液体)循环至集热器，吸收热量后，再从上至下流入蓄热水箱内的换热器中，换热器内的高温液体(防冻液体)与蓄热水箱内的低温水换热，从而将蓄热水箱内的水温提高，用以满足采暖需要。当太阳集热器吸收的热量不足以使系统运行时，位于集热器出口的传感器与位于蓄热水箱下部的传感器达到关闭温差，温差控制器关闭循环泵，使其停止运行，集热过程停止。当室内需采暖时，如果蓄热箱内的水温可满足采暖要求，就由采暖控制器启动电磁热泵，电磁热泵将蓄热水箱中的热水循环至室内采暖器，供室内采暖，此时电磁热泵只起到循环泵的作用。若蓄热水箱内的水温不足以提供采暖，而室内又需采暖时，由定温器指令电磁阀将采暖回路与蓄热水箱断开，使采暖回路自成一个独立回路，在由电磁热泵将回路内的水循环至室内采暖器同时，将系统中的水“泵”至采暖温度，为室内提供采暖，此时电磁热泵同时起到循环热水和提升水温的温度的作用。

另外，系统还可通过换热器、热水箱提供生活热水。

本发明太阳能电磁热泵采暖热水系统，具有如下特点：

1、节约能源：

利用太阳能做热源，白天能收集并储存热量，可满足白天及部分夜间的采暖要求，只有在太阳辐射间断及蓄热水箱中水的温度低于采暖温度的时候，电磁热泵才将系统中的水“泵”至采暖温度，起到提升水温的作用，运行成本很低。

2、连续供暖：

有太阳时，由集热器收集的热量提供采暖，无太阳时由电磁热泵将蓄热水箱中的水“泵”至设计温度，为室内提供采暖，可实现全天候连续供暖。

3、安全可靠：

a、本系统为防止冰冻，集热回路内循环液体为防冻液体；

b、为解决集热回路内液体受热膨胀问题，在集热回路设置了膨胀箱。

c、为防止系统温度过高，在系统内设置了温度/安全阀。

d、按装简单，自动运行，可保持室内恒温。

4、功能齐全：

本系统除可满足供热采暖需求外，还设置了热水箱，可提供生活热水。

5、清洁卫生：

对环境不产生任何污染，清洁卫生。

附图说明

图1为本发明构成原理图。

图1中，1、集热器 2、传感器S1 3、温度/压力安全阀 4、排气阀 5、闸阀 6、膨胀箱 7、换热器 8、温度压力/安全阀 9、传感器S 10、定温器T2 11、热水箱 12、闸阀 13、单向阀 14、调温阀 15、闸阀 16、换热器 17、闸阀 18、采暖定温器T4 19、定温器T4 20、传感器S5 21、采暖器 22、电磁热泵P2 23、电磁阀V4 24、电磁阀V2 25、电磁阀V3 26、定温器T3 27、传感器S4 28、蓄热水箱 29、换热器 30、传感器S2 31、截止阀 32、排污阀 33、循环泵P1 34、平衡阀 35、温差控制器T136、电磁阀V1

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明：

在图1中，系统由四个回路组成：

1集热回路：

回路由集热器1、传感器S1、温度/压力安全阀3、排气阀4、闸阀5、膨胀箱6、换热器29、蓄热水箱28、传感器S2、闸阀31、排污阀32、循环泵P1、平衡阀34、温差控制器T1、电磁阀V1构成。

回路工作原理：回路集热的过程是由置于集热器1上部热水出口处的传感器S1与置于蓄热水箱28内下部传感器S2之间的启动温差和关闭温差来决定的。当传感器S1的温度超过传感器S2的温度而使其温差达到启动温差时，温差控制器T1启动循环泵P1，同时打开电磁阀V1，循环泵P1将回路中的防冻液体循环经由集热器1集热，在流经换热器29时，与蓄热水箱28内的低温水换热，使蓄热水箱28内的水温升高。经过交换后，换热器29内的液体再循环至集热器1集热，只要传感器S1与传感器S2的温差达到启动温差，这种循环就不会停止，会不停的为蓄热水箱提供热量。

当传感器S1与传感器S2的温差达到关闭温差时，温差控制器35使循环泵P1停止运行，同时关闭电磁阀36，集热回路终止运行，收集热量的过程也即停止。

2供热采暖回路：

回路由电磁热泵P2、传感器S5、采暖定温器T4、采暖器21、电磁阀V2、电磁阀V3、电磁阀V4、定温器T3、传感器S4、蓄热水箱28构成。

回路工作原理：回路中为采暖器提供热量的过程是由传感器S5来决定的。当室内需供暖时，S5将信号传给采暖定温器T4，采暖定温器T4启动电磁热泵P2，供暖系统开始运行。当蓄热水箱28中的热水温度可满足供暖需求而室内又需供暖时，由传感器S4将信号传递给定温器T3，定温器T3将电磁阀V2与电磁阀V3打开，电磁阀V4处于关闭状态。此时如果室内需求供暖，由传感器S5将信号传递给定温器T4，定温器T4启动电磁热泵P2，同时将蓄热水箱28中的热水循环至室内采暖器21，为室内提供采暖，此时电磁热泵P2只起到循环热水的作用。当蓄热水箱28中的热水温度低于供暖温度时，由传感器S4将信号传递给定温器T3，定温器T3关闭电磁阀V2与电磁阀V3，并打开电磁阀V4。当室内需求供暖时，由传感器S5将信号传递给采暖定温器T4，采暖定温器T4启动电磁热泵P2，同时启动P2内的加热装置，由P2将回路内的水“泵”至设计采暖温度，并循环至采暖器21为室内提供采暖。此时电磁热泵P2具有提升水温和循环热水的作用。当室内的温度达到设计温度时，由由传感器S5将信号传递给采暖定温器T4，采暖定温器T4关闭电磁热泵P2，供暖回路停止运行，此时电磁阀V2、电磁阀V3、电磁阀V4同时关闭。只要室内需要采暖，上述循环方式就会不停的运行。

3热水回路a：

回路由换热器7、热水箱11、闸阀12、调温阀14、单向阀13、闸阀15构成。

工作原理：打开闸阀15后，冷水流经单向阀13后，进入位于蓄热水箱28内的换热器8，吸收热量后，流入热水箱11。热水箱11内有浮球阀，用以控制热水箱11内的容水量。当需生活热水时，打开调温阀14即可。

4热水回路b：

回路由热水箱11、闸阀12、单向阀13、调温阀14、闸阀15、换热器16、闸阀17、闸阀18构成。

工作原理：当蓄热水箱28内的水温不高时，由换热器7换热的水温不能满足生活热水要求，此时打开闸阀17与闸阀18，由电磁热泵P2“泵”热的回路中的水在供暖的同时，也会流经换热器16与热水箱11中的低温水进行交换，把热量传递给热水箱11内的水，用以提高热水箱11内的水温，需要热水时，打开调温阀门14即可。

采用上述方案，太阳能电磁热泵采暖系统可获得连续供热采暖的效果。

Claims

1、一种太阳能电磁热泵采暖系统，由太阳能集热器、电磁热泵、蓄热水箱、传感器、温度/压力安全阀、排气阀、闸阀、膨胀箱、定温器、单向阀、调温阀、截止阀、排污阀、平衡阀、热水箱、换热器、循环泵、电磁阀、温差控制器、采暖控制器、采暖器构成。其特征是：由1、集热器 2、传感器S₁ 3、温度/压力安全阀 4、排气阀 5、闸阀 6、膨胀箱 7、换热器 8、温度压力/安全阀 9、传感器S 10、定温器T₂ 11、热水箱 12、闸阀 13、单向阀 14、调温阀 15、闸阀 16、换热器 17、闸阀 18、采暖定温器T₄ 19、定温器T₄ 20、传感器S₅ 21、采暖器 22、电磁热泵P₂ 23、电磁阀V₄ 24、电磁阀V₂ 25、电磁阀V₃ 26、定温器T₃ 27、传感器S₄ 28、蓄热水箱 29、换热器 30、传感器S₂ 31、截止阀 32、排污阀 33、循环泵P₁ 34、平衡阀 35、温差控制器T₁ 36、电磁阀V₁构成一个可连续集热供热的太阳能采暖系统，同时还可以提供生活热水。

2、按照权利要求1所述太阳能电磁热泵采暖系统，其特征是由集热器1、传感器S₁、温度/压力安全阀3、排气阀4、闸阀5、膨胀箱6、换热器29、蓄热水箱28、传感器S₂、闸阀31、排污阀32、循环泵P₁、平衡阀34、温差控制器T₁、电磁阀V₁构成一个太阳能集热回路；

3、按照权利要求1所述太阳能电磁热泵采暖系统，其特征是由电磁热泵P₂、传感器S₅、采暖定温器T₄、采暖器21、电磁阀V₂、电磁阀V₃、电磁阀V₄、定温器T₃、传感器S₄、蓄热水箱28构成一个供热采暖回路；

4、按照权利要求1所述太阳能电磁热泵采暖系统，其特征是由换热器7、热水箱11、闸阀12、调温阀14、单向阀13、闸阀15构成一个生活热水a回路；由热水箱11、闸阀12、单向阀13、调温阀14、闸阀15、换热器16、闸阀17、闸阀18构成一个生活热水b回路。

5、按照权利要求1所述太阳能电磁热泵采暖系统，其特征是电磁热泵(8)置于蓄热水箱(3)与采暖器(6)之间的回路上。