CN202149620U - 电、热泵双辅助直接或间接式太阳能热水机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电、热泵双辅助直接或间接式太阳能热水机，其中电、热泵双辅助间接式太阳能热水机，包括太阳能集热器、保温水箱、热媒泵、水泵、膨胀罐、辅助加热器、温度传感器和控制器，所述辅助加热器有功率大小不等的两个，分别设置于保温水箱的下部和上部。其中电、热泵双辅助直接式太阳能热水机，包括太阳能集热器、保温水箱、水泵、辅助加热器、温度传感器和控制器，所述辅助加热器有功率大小不等的两个，分别设置于保温水箱的下部和上部。本实用新型满足现代家庭对热水使用的需要：随时能满足厨房、洗刷等少量热水需要，晚上或早晨洗浴时大量热水需要，而且太阳能利用率高、节能效果好。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能热水器，尤其是电、热泵双辅助直接式太阳能热水机，和电、热泵双辅助间接式太阳能热水机。
背景技术
现有的具有辅助加热功能的太阳能热水器，是由太阳能集热器、保温水箱、辅助加热器、水泵、温度传感器和控制器等构成，分直接式和间接式2类。所述辅助加热器为1个，设在承压保温水箱的中部位置，辅助加热器的启闭分两种情况：定时启动——在设定的启动时间，如果保温水箱内的自来水温度低于预设温度时，温度传感器将信号传送给控制器，控制器启动辅助加热器加热，直到保温水箱内的自来水温度达到预设温度，控制器自动关闭辅助加热器；如果保温水箱内的自来水温度高于预设温度时，温度传感器将信号传送给控制器，控制器不启动辅助加热器。这种结构的太阳能热水器，存在以下缺陷：一是太阳能热水器正常仅用于洗澡（定时用热水）时，如果太阳能能量不足，辅助加热只能加热中部以上水箱中的水，热水供应能力只有太阳能加热时的一半，出现供热水量不足；二是如果热水器需随时供应热水，电辅助常开，只有水箱下部能储存太阳能，降低了太阳能热水器的效率；三是在定时供应热水工况下，需要临时用热水时，加热时间长。保温水箱容积越大，上述缺陷越突出。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：提供一种电、热泵双辅助直接或间接式太阳能热水机，满足现代家庭对热水使用的需要：随时能满足厨房、洗刷等少量热水需要，晚上或早晨洗浴时大量热水需要，而且太阳能利用率高、节能效果好。
为实现上述目的，本实用新型可采取下述技术方案：
本实用新型一种电、热泵双辅助间接式太阳能热水机，包括太阳能集热器、保温水箱、热媒泵、水泵、膨胀罐、辅助加热器、温度传感器和控制器，所述太阳能集热器上部的热媒流出口通过管路与所述保温水箱内的热交换器的入口连通，所述热交换器的出口通过管路且经所述热媒泵和膨胀罐与太阳能集热器下部的热媒流入口连通，构成太阳能热媒加热强制循环回路；保温水箱的下部和上部分别设有自来水入口和热水出口，其特征在于：所述辅助加热器有功率大小不等的两个，其中较大功率的辅助加热器为热泵，该热泵的热水出口与保温水箱下部的热水入口连通，保温水箱下部的冷水出口经所述水泵与该热泵的冷水入口连通，其中较小功率的辅助加热器为设置于保温水箱上部的电加热器；所述温度传感器有三个，其为分别在保温水箱内的上部、下部及太阳能集热器上部的热媒流出口处设置的第一、第二及第三温度传感器。
所述控制器分别与所述第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、热泵、电加热器、热媒泵及水泵电连接，用于依据温度变化以控制热泵、电加热器、热媒泵及水泵的启动与关闭。
电加热器和相应的第一温度传感器组成独立的电辅助加热控制系统。
电加热器位置以上的水箱容量为10-50升。
一种电、热泵双辅助直接式太阳能热水机，包括太阳能集热器、保温水箱、水泵、辅助加热器、温度传感器和控制器，所述辅助加热器有功率大小不等的两个，其中较小功率的辅助加热器为设置于保温水箱上部的电加热器，其中较大功率的辅助加热器为热泵，该热泵的热水出口与保温水箱下部的热水入口连通，保温水箱下部的冷水出口依次经所述水泵、电动三通阀的入口、电动三通阀的第一出口与该热泵的冷水入口连通，构成热泵辅助加热回路；所述太阳能集热器上部的热水出口通过管路与所述保温水箱中上部的热水入口连通，所述保温水箱下部的冷水出口通过管路依次经所述水泵、电动三通阀的入口、电动三通阀的第二出口与太阳能集热器下部的冷水入口连通，构成太阳能加热回路；所述温度传感器有三个，其为分别在保温水箱内的上部、下部及太阳能集热器上部的热媒流出口处设置的第一、第二及第三温度传感器。
所述控制器分别与所述第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、热泵、电加热器、水泵及电动三通阀电连接，用于依据温度变化以控制热泵、电加热器、水泵及电动三通阀的启动与关闭。
所述电加热器和相应的第一温度传感器组成独立的电辅助加热控制系统。
电加热器位置以上的水箱容量为10-50升。
本实用新型的有益效果是：由于采用了上述技术方案，设置了两个辅助加热器，其中较大功率的辅助加热器热泵给保温水箱的下部供热，较小功率的电加热器设置于保温水箱内的上部，与只将一个辅助加热器设置在保温水箱中部的现有技术相比，一是在保障随时可以使用热水的工况下，提高了水箱储存太阳能的能力，同时也可以增加太阳能集热系统效率。现在家庭的热水需求，除洗浴时需求大量的热水外，平时厨房（洗碗等）、洗刷（刷牙、洗脸、洗手等）等需要少量的热水，当太阳能不足保温水箱上部的自来水温度低于预设温度时，较小功率的电加热器立即启动，只将保温水箱上部的自来水加热到预设温度，根据液体热传递原理和温度分层原理，液体上面的热量向下传递非常微小和缓慢，这就在保温水箱上部形成了一个可供使用的较小容积的热水区；而下部大量的容积用于储存太阳能集热系统传输来的能量，储热容积越大，储热量就越多；储热容积增加后，储存相同能量的温度降低，这样就会提高集热系统的效率。二是增加了在辅助加热工况下的热水输出量。由于较大功率的热泵与水箱底部连接，太阳能不足时，自动定时启动热泵，可以将整个水箱的水加热，这样就不会减少在辅助加热工况下减少热水输出，能较好的满足热水需求；与现有技术相比，热泵的加热位置由中部移至下部，即更靠近保温水箱底部，可以挖掘保温水箱下部的储水空间。上述有益效果，随保温水箱容积的增大，愈加显著。
附图说明
图1是本实用新型电、热泵双辅助间接式太阳能热水机的结构示意图；
图2是本实用新型电、热泵双辅助直接式太阳能热水机的结构示意图。
具体实施方式
第一种实施方式：
如图1所示，本实用新型一种电、热泵双辅助间接式太阳能热水机，包括太阳能集热器1、保温水箱2、热媒泵3、水泵10、膨胀罐9、辅助加热器、温度传感器和控制器，所述太阳能集热器1上部的热媒流出口通过管路与所述保温水箱2内的热交换器的入口连通，所述热交换器的出口通过管路且经所述热媒泵3和膨胀罐9与太阳能集热器1下部的热媒流入口连通，构成太阳能热媒加热强制循环回路；保温水箱2的下部和上部分别设有自来水入口和热水出口。所述辅助加热器有功率大小不等的两个，其中较大功率的辅助加热器为热泵4，该热泵4的热水出口与保温水箱2下部的热水入口连通，保温水箱2下部的冷水出口经所述水泵10与该热泵4的冷水入口连通，其中较小功率的辅助加热器为设置于保温水箱2上部的电加热器5。所述温度传感器有三个，其分别为设置在保温水箱2内胆上部的第一温度传感器6、设置在保温水箱2内胆下部的第二温度传感器7、及设置在太阳能集热器1上部的热媒流出口处的第三温度传感器8。所述控制器分别与第一温度传感器6、第二温度传感器7、第三温度传感器8、热泵4、电加热器5、热媒泵3及水泵10电连接，用于依据温度变化以控制热泵4、电加热器5、热媒泵3及水泵10的启动与关闭。作为优选，可以将电加热器5和相应的第一温度传感器6组成独立的电辅助加热控制系统，并将电加热器5位置以上的水箱容量设计为10-50升。
第二种实施方式：
图2示出了本实用新型的第二种实施方式：电、热泵双辅助直接式太阳能热水机。它包括太阳能集热器1、保温水箱2、水泵10、辅助加热器、温度传感器和控制器，所述辅助加热器有功率大小不等的两个，其中较小功率的辅助加热器为设置于保温水箱2上部的电加热器5，其中较大功率的辅助加热器为热泵4，该热泵4的热水出口与保温水箱2下部的热水入口连通，保温水箱2下部的冷水出口依次经所述水泵10、电动三通阀11的入口、电动三通阀11的第一出口与该热泵4的冷水入口连通，构成热泵辅助加热回路；所述太阳能集热器1上部的热水出口通过管路与所述保温水箱2中上部的热水入口连通，所述保温水箱2下部的冷水出口通过管路依次经所述水泵10、电动三通阀11的入口、电动三通阀11的第二出口与太阳能集热器1下部的冷水入口连通，构成太阳能加热回路；所述温度传感器有三个，其为分别在保温水箱2内的上部、下部及太阳能集热器1上部的热媒流出口处设置的第一、第二及第三温度传感器6、7、8。所述控制器分别与所述第一温度传感器6、第二温度传感器7、第三温度传感器8、热泵4、电加热器5、水泵10及电动三通阀11电连接，用于依据温度变化以控制热泵4、电加热器5、水泵3及电动三通阀11的启动与关闭。作为优选，可以将电加热器5和相应的第一温度传感器6组成独立的电辅助加热控制系统，并将电加热器5位置以上的水箱容量设计为10-50升。
Claims (8)
1.一种电、热泵双辅助间接式太阳能热水机，包括太阳能集热器（1）、保温水箱（2）、热媒泵（3）、水泵（10）、膨胀罐（9）、辅助加热器、温度传感器和控制器，所述太阳能集热器（1）上部的热媒流出口通过管路与所述保温水箱（2）内的热交换器的入口连通，所述热交换器的出口通过管路且经所述热媒泵（3）和膨胀罐（9）与太阳能集热器（1）下部的热媒流入口连通，构成太阳能热媒加热强制循环回路；保温水箱（2）的下部和上部分别设有自来水入口和热水出口，其特征在于：所述辅助加热器有功率大小不等的两个，其中较大功率的辅助加热器为热泵（4），该热泵（4）的热水出口与保温水箱（2）下部的热水入口连通，保温水箱（2）下部的冷水出口经所述水泵（10）与该热泵（4）的冷水入口连通，其中较小功率的辅助加热器为设置于保温水箱（2）上部的电加热器（5）；所述温度传感器有三个，其为分别在保温水箱（2）内的上部、下部及太阳能集热器（1）上部的热媒流出口处设置的第一、第二及第三温度传感器（6、7、8）。
2.根据权利要求1所述的电、热泵双辅助间接式太阳能热水机，其特征在于：所述控制器分别与所述第一温度传感器（6）、第二温度传感器（7）、第三温度传感器（8）、热泵（4）、电加热器（5）、热媒泵（3）及水泵（10）电连接，用于依据温度变化以控制热泵（4）、电加热器（5）、热媒泵（3）及水泵（10）的启动与关闭。
3.根据权利要求1所述的电、热泵双辅助间接式太阳能热水机，其特征在于：电加热器（5）和相应的第一温度传感器（6）组成独立的电辅助加热控制系统。
4.根据权利要求1所述的电、热泵双辅助间接式太阳能热水机，其特征在于：电加热器（5）位置以上的水箱容量为10-50升。
5.一种电、热泵双辅助直接式太阳能热水机，包括太阳能集热器（1）、保温水箱（2）、水泵（10）、辅助加热器、温度传感器和控制器，其特征在于：所述辅助加热器有功率大小不等的两个，其中较小功率的辅助加热器为设置于保温水箱（2）上部的电加热器（5），其中较大功率的辅助加热器为热泵（4），该热泵（4）的热水出口与保温水箱（2）下部的热水入口连通，保温水箱（2）下部的冷水出口依次经所述水泵（10）、电动三通阀（11）的入口、电动三通阀（11）的第一出口与该热泵（4）的冷水入口连通，构成热泵辅助加热回路；所述太阳能集热器（1）上部的热水出口通过管路与所述保温水箱（2）中上部的热水入口连通，所述保温水箱（2）下部的冷水出口通过管路依次经所述水泵（10）、电动三通阀（11）的入口、电动三通阀（11）的第二出口与太阳能集热器（1）下部的冷水入口连通，构成太阳能加热回路；所述温度传感器有三个，其为分别在保温水箱（2）内的上部、下部及太阳能集热器（1）上部的热媒流出口处设置的第一、第二及第三温度传感器（6、7、8）。
6.根据权利要求5所述的电、热泵双辅助直接式太阳能热水机，其特征在于：所述控制器分别与所述第一温度传感器（6）、第二温度传感器（7）、第三温度传感器（8）、热泵（4）、电加热器（5）、水泵（10）及电动三通阀（11）电连接，用于依据温度变化以控制热泵（4）、电加热器（5）、水泵（3）及电动三通阀（11）的启动与关闭。
7.根据权利要求5所述的电、热泵双辅助直接式太阳能热水机，其特征在于：所述电加热器（5）和相应的第一温度传感器（6）组成独立的电辅助加热控制系统。
8.根据权利要求5所述的电、热泵双辅助直接式太阳能热水机，其特征在于：电加热器（5）位置以上的水箱容量为10-50升。
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