CN202303652U - 太阳能空气源热泵组合热水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种太阳能空气源热泵组合热水系统，包括太阳能水箱、太阳能集热器、恒温水箱和空气源热泵，所述太阳能水箱通过循环泵与太阳能集热器的循环水入口连通，太阳能集热器的循环水出口与太阳能水箱连通，所述恒温水箱通过循环泵与空气源热泵的循环水入口连通，空气源热泵的循环水出口与恒温水箱连通，所述太阳能水箱的冷水入口连通冷水管道，太阳能水箱的热水出口与恒温水箱的冷水入口连通，恒温水箱的热水出口连通热水用户管网；本实用新型采用空气源热泵和太阳能集热器组合加热水，太阳能和空气源热泵互为辅助热源，解决了环境温度较低或太阳能资源不足时的热水供应问题，能保证全年正常供应热水。

Description

太阳能空气源热泵组合热水系统

技术领域

 本实用新型涉及一种热水系统，具体涉及一种太阳能空气源热泵组合热水系统。

背景技术

随着经济的快速发展和人们生活水平的不断提高，人们对能源的需求不断扩大，因此带来两大难题：一是煤、石油和天然气等矿物燃料的有限储量所产生的能源危机；二是矿物燃料的燃烧而排放的废气所产生的环境污染和温室效应。因此，发展新型能源成为一个重大的课题，而太阳能技术和空气源热泵技术作为可再生清洁能源技术，已经在各个领域得到广泛应用。

太阳能集热器是依靠集热管吸收太阳辐射加热水，然后将热水通过管道输送到水箱储存，再输送到用户。空气源热泵是利用电能驱动热泵系统从空气中吸取热量，并将热量释放出来加热水；它的内部结构主要由四个核心部件：压缩机，冷凝器，膨胀阀，蒸发器组成，其工作流程是这样的：压缩机将回流的低压冷媒压缩后，变成高温高压的气体排出，高温高压的冷媒气体流经缠绕在水箱外面的铜管，热量经铜管传导到水箱内，冷却下来的冷媒在压力的持续作用下变成液态，经膨胀阀后进入蒸发器，由于蒸发器的压力骤然降低，因此液态的冷媒在此迅速蒸发变成气态，并吸收大量的热量；同时，在风扇的作用下，大量的空气流过蒸发器外表面，空气中的能量被蒸发器吸收，空气温度迅速降低，变成冷气排出；随后吸收了一定能量的冷媒回流到压缩机，进入下一个循环；它根据逆卡诺循环原理，通过吸收空气中大量的低温热能，经过压缩机的压缩变为高温热能，传递给水箱中，把水加热起来。

空气源热泵具有高效节能、绿色环保等特点，但在冬季室外气温过低时，热泵的低温制热性能较差，不能满足热水供应需求；而太阳能受季节和天气影响较大，也不能保证全年正常供应热水。将热泵技术与太阳能结合供应生活热水，国内外进行了许多这方面的研究，主要有两种方式，一种是直接以空气源热泵作为太阳能系统的辅助加热设备，另一种是利用太阳能热水为低温热源或将太阳能集热器作为热泵的蒸发器的太阳能热泵系统；前者以太阳能直接加热为主，以空气源热泵为辅，解决了太阳能供热的连续性问题，但仍旧无法摆脱环境温度对热泵制热性能的影响；后者完全以太阳能作为热泵热源，大大提高了太阳能的利用效率，但太阳能资源不足时仍需要增加其它辅助热源，并且热泵供热能力受太阳能集热量的限制，规模一般比较小。

因此，需要探索一种高效的热水系统，既能利用可再生清洁能源，又能保证全年正常供应热水。

发明内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种太阳能空气源热泵组合热水系统，既能利用可再生清洁能源，又能保证全年正常供应热水。

本实用新型的太阳能空气源热泵组合热水系统，包括太阳能水箱、太阳能集热器、恒温水箱和空气源热泵，所述太阳能水箱通过循环泵与太阳能集热器的循环水入口连通，太阳能集热器的循环水出口与太阳能水箱连通，所述恒温水箱通过循环泵与空气源热泵的循环水入口连通，空气源热泵的循环水出口与恒温水箱连通，所述太阳能水箱的冷水入口连通冷水管道，太阳能水箱的热水出口与恒温水箱的冷水入口连通，恒温水箱的热水出口连通热水用户管网。

进一步，所述空气源热泵为两台，两台空气源热泵并联设置并与循环泵一一对应；

进一步，所述冷水管道通过电磁阀与太阳能水箱的冷水入口连通；

进一步，所述恒温水箱的热水出口通过电磁阀与热水用户管网起始端连通，热水用户管网末端通过循环泵与恒温水箱连通；

进一步，所述空气源热泵的压缩机由变频系统控制；

进一步，所述空气源热泵的蒸发器连通有外界辅助热源。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型采用空气源热泵和太阳能集热器组合加热水，太阳能和空气源热泵互为辅助热源，热水系统2/3的能源来自可再生的太阳能，1/3的能源来自热泵传递的空气热，解决了环境温度较低或太阳能资源不足时的热水供应问题，能保证全年正常供应热水。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述，其中：

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

以下将参照附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。

图1为本实用新型的结构示意图，如图所示，本实用新型的太阳能空气源热泵组合热水系统，包括太阳能水箱1、太阳能集热器2、恒温水箱3和空气源热泵4，所述太阳能水箱1通过循环泵5与太阳能集热器2的循环水入口连通，太阳能集热器2的循环水出口与太阳能水箱1连通，所述恒温水箱3通过循环泵5与空气源热泵4的循环水入口连通，空气源热泵4的循环水出口与恒温水箱3连通，所述太阳能水箱1的冷水入口连通冷水管道6，太阳能水箱1的热水出口与恒温水箱3的冷水入口连通，恒温水箱3的热水出口连通热水用户管网7；来自冷水管道6的冷水先后经过太阳能集热器2和空气源热泵4加热，最后送至热水用户管网7；太阳能和空气源热泵互为辅助热源，热水系统2/3的能源来自可再生的太阳能，1/3的能源来自热泵传递的空气热，解决了环境温度较低或太阳能资源不足时的热水供应问题，能保证全年正常供应热水。

本实施例中，所述空气源热泵4为两台，两台空气源热泵4并联设置并与循环泵5一一对应；两台空气源热泵4并联，提高了系统的制热性能，并且可轮换检修。

本实施例中，所述冷水管道6通过电磁阀8与太阳能水箱1的冷水入口连通；电磁阀8根据系统制热运行情况，控制冷水进水量。

本实施例中，所述恒温水箱3的热水出口通过电磁阀8与热水用户管网7起始端连通，热水用户管网7末端通过循环泵5与恒温水箱3连通；热水用户管网7使用后，过剩的热水在循环泵5的作用下返回恒温水箱3，热水在热水用户管网7与恒温水箱3之间循环，避免了系统热水量过剩导致的能源和水资源浪费。

作为本实用新型的进一步改进，所述空气源热泵4的压缩机由变频系统控制；低温工况下让压缩机高速工作，增加工质循环量，从而提高空气源热泵4的低温制热性能。

作为本实用新型的进一步改进，所述空气源热泵4的蒸发器连通有外界辅助热源；外界辅助热源可提高热泵的低温制热性能，保证热泵在低温环境中高效、稳定、可靠的运行。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管通过参照本实用新型的优选实施例已经对本实用新型进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围。

Claims (6)

1.一种太阳能空气源热泵组合热水系统，其特征在于：包括太阳能水箱（1）、太阳能集热器（2）、恒温水箱（3）和空气源热泵（4），所述太阳能水箱（1）通过循环泵（5）与太阳能集热器（2）的循环水入口连通，太阳能集热器（2）的循环水出口与太阳能水箱（1）连通，所述恒温水箱（3）通过循环泵（5）与空气源热泵（4）的循环水入口连通，空气源热泵（4）的循环水出口与恒温水箱（3）连通，所述太阳能水箱（1）的冷水入口连通冷水管道（6），太阳能水箱（1）的热水出口与恒温水箱（3）的冷水入口连通，恒温水箱（3）的热水出口连通热水用户管网（7）。

2.根据权利要求1所述的太阳能空气源热泵组合热水系统，其特征在于：所述空气源热泵（4）为两台，两台空气源热泵（4）并联设置并与循环泵（5）一一对应。

3.根据权利要求1所述的太阳能空气源热泵组合热水系统，其特征在于：所述冷水管道（6）通过电磁阀（8）与太阳能水箱（1）的冷水入口连通。

4.根据权利要求1所述的太阳能空气源热泵组合热水系统，其特征在于：所述恒温水箱（3）的热水出口通过电磁阀（8）与热水用户管网（7）起始端连通，热水用户管网（7）末端通过循环泵（5）与恒温水箱（3）连通。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的太阳能空气源热泵组合热水系统，其特征在于：所述空气源热泵（4）的压缩机由变频系统控制。

6. 根据权利要求1至4任意一项所述的太阳能空气源热泵组合热水系统，其特征在于：所述空气源热泵（4）的蒸发器连通有外界辅助热源。