CN202630235U - 空气能热泵配太阳能中央热水系统的控制装置 - Google Patents

空气能热泵配太阳能中央热水系统的控制装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种空气能热泵配太阳能中央热水系统的控制装置,其控制芯片安装在控制电路上,而太阳能循环泵、热泵循环泵、供水回水增压泵、热泵、控制面板、太阳能循环水电磁阀、太阳能上水电磁阀、水箱水位传感器、太阳能温度探头、水箱温度探头及回水温度探头全部连接到控制电路;水箱水位传感器安装在水箱内部;回水温度探头安装在供水回水增压泵出口与水箱之间;水箱温度探头安装于水箱的底部;太阳能温度探头安装于太阳能集热器顶部的出水口,同时太阳能集热器的出水口连接到水箱的顶部。该装置实现了太阳能与空气能的优势互补,提高了系统能效,也解决了不同季节供热水的稳定可靠性。

Description

空气能热泵配太阳能中央热水系统的控制装置
技术领域
本实用新型涉及一种热水加热系统的控制装置,具体涉及一种空气能热泵配太阳能中央热水系统的控制装置。 
背景技术
空气能热泵配太阳能中央热水系统是当前一种高效、节能且不受天气影响的热水系统。其工作原理是当天气状况良好时,采用太阳能集热器加热保温水箱内的水;而当天气状况不好时,则采用热泵机组辅助来加热保温水箱内的水,从而使出水温度达到使用要求。因此,如何合理控制太阳能供热和热泵机组供热,并优先使用太阳能供热,从而更高效利用太阳能,是空气能热泵配太阳能中央热水系统需要解决的一个关键技术问题。 
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种在空气能热泵配太阳能中央热水系统中能够充分、优先使用太阳能加热的控制装置,其能进一步提高太阳能利用率,降低能耗,达到更佳的节能效果。 
为达到上述目的,本实用新型采用如下技术方案:空气能热泵配太阳能中央热水系统的控制装置,包括太阳能循环泵、热泵循环泵、供水回水增压泵、热泵、控制面板、太阳能循环水电磁阀、太阳能上水电磁阀、控制电路、水箱水位传感器、太阳能温度探头、水箱温度探头、回水温度探头、控制芯片、太阳能集热器和水箱,所述的控制芯片安装在控制电路上,而太阳能循环泵、热泵循环泵、供水回水增压泵、热泵、控制面板、太阳能循环水电磁阀、太阳能上水电磁阀、水箱水位传感器、太阳能温度探头、水箱温度探头及回水温度探头全部连接到控制电路;水箱水位传感器安装在水箱内部;回水温度探头安装在供水回水增压泵出口与水箱之间;水箱温度探头安装于水箱的底部;太阳能温度探头安装于太阳能集热器顶部的出水口,同时太阳能集热器的出水口连接到水箱的顶部。另外,太阳能循环泵安装在太阳能循环水电磁阀与太阳能集热器之间,而太阳能循环水电磁阀连接到水箱底部。热泵出水口连接到水箱的顶部,热泵进水口连接热泵循环泵以后再连接到水箱的底部。太阳能上水电磁阀连接到太阳能循环泵进水口与太阳能循环水电磁阀之间。供水回水增压泵进水口连接到水箱的底部,供水回水增压泵出水口连接到用热水处后又连接到水箱的顶部。 
本实用新型通过采用上述结构,能使空气能热泵配太阳能中央热水系统进一步提高太阳能利用率,降低电能消耗,达到更佳的节能效果。 
附图说明
图1 是本实用新型的电路结构原理图。 
图2 是本实用新型适用的空气能热泵配太阳能中央热水系统的安装控制示意图。 
1-太阳能循环泵;2-热泵循环泵;3-水箱;4-供水回水增压泵;5-热泵;6-控制面板;7-太阳能循环水电磁阀;8-太阳能上水电磁阀;9-控制电路;10-水箱水位传感器;11-太阳能温度探头;12-水箱温度探头;13-回水温度探头;14-控制芯片;15-太阳能集热器。 
现结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。 
具体实施方式
如图1所示,本实用新型所述的空气能热泵配太阳能中央热水系统的控制装置,包括含控制芯片14和控制面板6的控制电路9,以及与控制电路9连接的太阳能循环泵1、热泵循环泵2、供水回水增压泵4、热泵5、太阳能循环水电磁阀7、太阳能上水电磁阀8、水箱水位传感器10、太阳能温度探头11、水箱温度探头12和回水温度探头13。 水箱温度探头12与水箱水位传感器10设置在水箱3内分别检测水温与水位;太阳能温度探头11设置在太阳能集热器15出口处检测太阳能集热器15内水温。 
整套空气能热泵配太阳能中央热水系统全自动运行,无须专人值守,其包含三个小系统。 
(1)加热系统:有两个加热系统,分别是:(a)太阳能定温/循环出热水系统,由水箱3、太阳能集热器15、太阳能循环泵1及相关调节阀门组成;(b)空气能热泵加热系统,由水箱3、热泵5、热泵循环泵2及相关调节阀门组成。 
(2)热水增压-回水系统:内含供水回水增压泵4及相关调节阀门。热水管末端装回水管,回水管设置电磁阀,当回水管网最不利点水温低于使用温度时(如35℃,可设定),电磁阀和供水回水增压泵4打开,管道中低温热水流回至水箱3,以保证整个系统热水正常供应,且每个房间随时有热水。 
(3)补水系统:水箱3通过太阳能集热器15进行补水,补水系统含有太阳能上水电磁阀8、太阳能循环泵1、过滤器及相关调节阀门等,以保证系统的补水需求量与补水时间。 
为了有效地控制热水系统供回水温度定时定点供应,方便维护运行管理,节约能耗,本中央热水系统特设置自动控制措施,其设置程序及工作原理如下。 
(1)强制进水:当空气能热泵配太阳能中央热水系统安装完毕、初次投入使用时,水箱3是空的。控制系统此时检测到水箱3里的水位低于5%(不管当天任何时候),马上启动太阳能上水电磁阀8和太阳能循环泵1,强制补充冷水进入水箱3,直到水位达到10%时停止补水。为保证此时有热水供应,在强制补水过程中,控制系统检测到水箱3里的水温低于50℃(可设定)时,启动热泵5进行加热,直至将水箱3里的水加热至50℃后,关闭热泵5。 
(2)太阳能定温加热:早上太阳出来后,对太阳能集热器15中的冷水进行加热,当太阳能把太阳能集热器15中的冷水加热至50℃(可设定)时,供冷水管上的太阳能上水电磁阀8和太阳能循环泵1自动开启,将太阳能集热器15中的热水补入水箱3中待用。当冷水管中的冷水进入太阳能集热器15后,太阳能集热器15出热水端的温度探头1检测到水温<45℃(可调),太阳能上水电磁阀8和太阳能循环泵1就立刻自动关闭,新进入太阳能集热器15中的冷水开始被太阳能加热,当太阳能集热器15内的水温再次达到50℃时,太阳能上水电磁阀8和太阳能循环泵1再一次打开,太阳能集热器15中的热水又被压入水箱3中。照此规律,太阳能集热器15中的热水被一次次地压入水箱3,而水箱3内的热水量逐渐增加,直到水箱3被加满热水为止。 
如果当天阳光不好,那么太阳能集热器15内的水很难达到设定的50℃,比如可能一直维持在35℃上下。考虑到充分利用太阳能量的设计要求,此时控制系统检测到太阳能集热器15内的水温如果持续12分钟(可设定)达到35℃(可设定)以上但低于50℃(可设定)时,则自动启动太阳能上水电磁阀8和太阳能循环泵1,让高于35℃但低于50℃的温水进入水箱3,直到太阳能集热器15内的温度低于30℃(可设定)时,再关闭太阳能上水电磁阀8和太阳能循环泵1。如此规律,不断反复。而这种情况下进入水箱3的不到50℃(可设定)的温水则由空气能热泵进行二次加热到50℃(可设定)。这种控制可保证阳光不好的天气条件下也可以最充分的利用太阳能,从而达到最节能的目的。 
(3)太阳能循环加热:如果当天阳光很好,那么仅靠太阳能集热器15即可将水箱3装满50℃的热水至100%的水位。如果水箱3加满后仍有多余太阳能量,那么为了充分利用太阳能,当控制系统检测到太阳能集热器15内的温度(如60℃)比水箱3的温度(如50℃)高于高温差设定值(如△T1=10℃,可调)时,启动太阳能循环水电磁阀7和太阳能循环泵1,把水箱3里的50℃热水抽出来送入太阳能集热器15进一步加热,同时将太阳能集热器15内的(60℃)高温热水送入水箱3。当太阳能集热器15内的温度减去水箱3里的温度值小于低温差设定值 (如△T2=6℃,可调)时,就关闭太阳能循环水电磁阀7和太阳能循环泵1,停止温差循环。如此反复加热后,使水箱3的水温进一步升高。当水箱3里的温度达到了70℃,将停止此太阳能循环加热功能。限制水温低于70℃的原因,一方面是为了防止人员被高温水烫伤,另一方面是为了降低水箱3内结水垢的几率。 
(4)热泵机组加热:若当天阳光不充足,那么需要启动热泵5进行辅助加热。比如,可安装多达11个水位探头(可根据需要设计具体数量),在白天的9个时间段内(根据需要可调整时间段数量)进行水箱3水位的检测,且必要时启动热泵5机组,举例如下: 
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比如当天在13:00时,如果水箱3内热水水位还不到设定的60%的位置,则自动启动太阳能上水电磁阀8和太阳能循环泵1对水箱3进行补水,直到水位达到水箱3的60%的位置。而如果在补水过程中水箱3的水温降低到45℃(可设定)以下,则自动启动热泵5机组进行加热,直到水温达到设定的50℃时热泵才停止工作。反之,如果在13:00~14:00时间段内系统检测后发现水位达到60%且水温处于50℃以上,那么太阳能上水电磁阀8和太阳能循环泵1不会打开补水,热泵5也将不会启动。
如果在13:00~14:00时间段内用户使用了水箱3内的热水,因此导致水位下降到60%以下的话,那么,由于控制系统的补水方式设置是“多次补水”,所以太阳能上水电磁阀8和太阳能循环泵1将再次开启进行补水,且测得温度低于45℃时,热泵5也再次开启进行加热。 
在其他时间段内的控制原理与此相同。这种分时段控制水位和水温,有一举三得的效果:①最大程度上利用了太阳能;②保证了用户有充分的热水使用;③分散了阴雨天气条件下热泵5总的加热时间,从而避免了凌晨或阴雨天气的晚上热泵来不及加热而导致热水短缺的弊端。 
(5)管道回水:为保证用户使用热水时实现即开即热,本使用新型控制系统进行了回水循环设计,在每天供热水时段开始之前进行用水点的温度检测,温度若低于35℃(可设定),则进行回水循环;管道水温高于50℃(可设定)时停止循环,以实现用户使用热水时即开即热。这样既避免了员工等待与水资源的浪费,又方便了用户使用热水,给系统维护与管理带来便利。 
对于本领域的技术人员来说,可根据以上描述的技术方案以及构思,做出其它各种相应的改变以及变形,而所有的这些改变以及变形都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。 

Claims (5)

1.空气能热泵配太阳能中央热水系统的控制装置,其特征在于:包括太阳能循环泵(1)、热泵循环泵(2)、供水回水增压泵(4)、热泵(5)、控制面板(6)、太阳能循环水电磁阀(7)、太阳能上水电磁阀(8)、控制电路(9)、水箱水位传感器(10)、太阳能温度探头(11)、水箱温度探头(12)、回水温度探头(13)、控制芯片(14)、太阳能集热器(15)和水箱(3),所述的控制芯片(14)安装在控制电路(9)上,而太阳能循环泵(1)、热泵循环泵(2)、供水回水增压泵(4)、热泵(5)、控制面板(6)、太阳能循环水电磁阀(7)、太阳能上水电磁阀(8)、水箱水位传感器(10)、太阳能温度探头(11)、水箱温度探头(12)及回水温度探头(13)全部连接到控制电路(9);水箱水位传感器(10)安装在水箱(3)内部;回水温度探头(13)安装在供水回水增压泵(4)出口与水箱(3)之间;水箱温度探头(12)安装于水箱(3)的底部;太阳能温度探头(11)安装于太阳能集热器(15)顶部的出水口,同时太阳能集热器(15)的出水口连接到水箱(3)的顶部。
2.根据权利要求1 所述的空气能热泵配太阳能中央热水系统的控制装置,其特征在于:太阳能循环泵(1)安装在太阳能循环水电磁阀(7)与太阳能集热器(15)之间,而太阳能循环水电磁阀(7)连接到水箱(3)底部。
3.根据权利要求1 所述的空气能热泵配太阳能中央热水系统的控制装置,其特征在于:热泵(5)出水口连接到水箱(3)的顶部,热泵(5)进水口连接热泵循环泵(2)之后再连接到水箱(3)的底部。
4.根据权利要求1 所述的空气能热泵配太阳能中央热水系统的控制装置,其特征在于:太阳能上水电磁阀(8)连接到太阳能循环泵(1)进水口与太阳能循环水电磁阀(7)之间。
5.根据权利要求1 所述的空气能热泵配太阳能中央热水系统的控制装置,其特征在于:供水回水增压泵(4)进水口连接到水箱(3)的底部,供水回水增压泵(4)出水口连接到用热水处后又连接到水箱(3)的顶部。
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CN103913002A (zh) * 2014-03-13 2014-07-09 昆明一品阳光节能工程有限公司 太阳能联合热泵热水系统

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