CN202734267U - 一种太阳能热泵系统 - Google Patents

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许剑武
黄明才
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GUANGZHOU XINGCHEN THERMAL TECHNOLOGY Co Ltd
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Abstract

本实用新型公开一种太阳能热泵系统，太阳能机构与热泵机构一体安装，太阳能机构包括太阳能集热板、光照度变送器和伸缩支撑杆，太阳能集热板与伸缩支撑杆连接，光照度变送器通过控制器与伸缩支撑杆连接；太阳能机构和热泵机构分别通过太阳能管路和热泵管路与水箱连接，太阳能管路上设置有第一控制阀，热泵管路上设置有第二控制阀；太阳能机构上设置有第一温度传感器，热泵机构设置有第二温度传感器，水箱上设置有第三温度传感器。与现有技术相比，本实用新型提供的太阳能热泵系统，在晴天或光照正常的情况下设备的自动装置撑开太阳能集热板并利用太阳能制热水，在光照不佳或阴雨天的情况下设备自动关闭太阳能集热板而启动空气源热泵装置制热水。

Description

一种太阳能热泵系统
技术领域
本实用新型涉及热水设备领域，确切地说是指一种太阳能热泵系统。
背景技术
太阳能是一种取之不尽的资源，在光照充足时使用太阳能制取热水不必耗费多少电量，但是由于我国大部分地区每年的阴雨天气在100天以上，且这些气候都集中在最需要热水的冬季和春季，因此采取独立的太阳能机构有比较大的缺陷。
热泵热水机组是目前世界上最先进、能效比最高的热水设备之一，它根据逆卡诺循环原理，采用电能驱动，通过传热工质把自然界的空气、水、土壤或其它低温热源中无法被利用的低品热能有效吸收，并将吸收回来的热能提升至可用的高品位热能并释放到水中的设备。在不同的工况下热泵热水机组每消耗1kW电能就从低温热源中吸收2~6kW的免费热量，节能效果非常显著。
目前，现有技术一般都是采用热泵热水机组与太阳能机构或者太阳集热板配合使用，以达到最大的节能效果。但是有时会受安装环境的影响导致不能单独安装太阳集热板或者太阳能机构，因而需要改进。
实用新型内容
针对上述缺陷，本实用新型解决的技术问题在于提供一种太阳能热泵系统，将太阳能与热泵机组集成，太阳能集热板为热泵机组的一部分，解决安装繁琐、降低控制的成本、减少安装环境的限制，使更大程度的保障了太阳能集热板与热泵机组的使用。
为了解决以上的技术问题，本实用新型提供的包括太阳能热泵系统，包括太阳能机构和热泵机构，所述太阳能机构与所述热泵机构一体安装，所述太阳能机构包括太阳能集热板、光照度变送器和伸缩支撑杆，所述太阳能集热板与所述伸缩支撑杆连接，所述光照度变送器通过控制器与所述伸缩支撑杆连接；所述太阳能机构和所述热泵机构分别通过太阳能管路和热泵管路与水箱连接，所述太阳能管路上设置有第一控制阀，所述热泵管路上设置有第二控制阀；所述太阳能机构上设置有第一温度传感器，所述热泵机构设置有第二温度传感器，所述水箱上设置有第三温度传感器。
优选地，所述控制器为可编程逻辑控制器。
优选地，所述可编程逻辑控制器与热泵机构的控制电路板一体集成。
优选地，所述太阳能集热板为多片太阳能集热片铰接而成，所述太阳能集热片铰接处设置有软管。
优选地，所述伸缩支撑杆为液压式伸缩支撑杆。
优选地，所述伸缩支撑杆为电动推杆式伸缩支撑杆。
优选地，所述伸缩支撑杆为气缸式伸缩支撑杆。
优选地，所述太阳能机构设置有太阳能循环进水接口和太阳能循环出水接口，所述热泵机构设置有热泵循环进水接口和热泵循环出水接口。
本实用新型提供的太阳能热泵系统，包括太阳能机构和热泵机构，所述太阳能机构与所述热泵机构一体安装，所述太阳能机构包括太阳能集热板、光照度变送器和伸缩支撑杆，所述太阳能集热板与所述伸缩支撑杆连接，所述光照度变送器通过控制器与所述伸缩支撑杆连接；所述太阳能机构和所述热泵机构分别通过太阳能管路和热泵管路与水箱连接，所述太阳能管路上设置有第一控制阀，所述热泵管路上设置有第二控制阀；所述太阳能机构上设置有第一温度传感器，所述热泵机构设置有第二温度传感器，所述水箱上设置有第三温度传感器。与现有技术相比，本实用新型提供的太阳能热泵系统，以空气源热泵为主体，将吸热效果最佳的太阳能集热板设置在外壳的两端，在晴天或光照正常的情况下设备的自动装置撑开太阳能集热板，使其以最佳角度面对太阳光，并利用太阳能制热水，在光照不佳或阴雨天的情况下设备自动关闭太阳能集热板而启动空气源热泵装置制热水。
附图说明
图1为本实用新型实施例中太阳能热泵系统的主体结构示意图。
具体实施方式
为了本领域的技术人员能够更好地理解本实用新型所提供的技术方案，下面结合具体实施例进行阐述。
请参见图1，该图为本实用新型实施例中太阳能热泵系统的结构示意图。
本实用新型实施例提供的太阳能热泵系统，包括太阳能机构和热泵机构，太阳能机构与热泵机构一体安装外壳6上，太阳能机构包括太阳能集热板1、光照度变送器3和伸缩支撑杆2，太阳能集热板1与伸缩支撑杆2连接，光照度变送器3通过控制器与伸缩支撑杆2连接；太阳能机构和热泵机构分别通过太阳能管路和热泵管路与水箱连接，太阳能管路上设置有第一控制阀，热泵管路上设置有第二控制阀；太阳能机构上设置有第一温度传感器，热泵机构设置有第二温度传感器，水箱上设置有第三温度传感器。
太阳能集热板1为多片太阳能集热片铰接而成。太阳能集热片铰接处设置有软管4。太阳能集热板1的进水口处设置有电磁阀5。
伸缩支撑杆2为液压式伸缩支撑杆。需要说明的是，本实用新型的伸缩支撑杆2也可以为电动推杆式伸缩支撑杆或气缸式伸缩支撑杆，同样可以实现本实用新型的目的，在此不再赘述。
控制器为可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器与热泵机构的控制电路板一体集成。
太阳能机构设置有太阳能循环进水接口7和太阳能循环出水接口8。热泵机构设置有热泵循环进水接口9和热泵循环出水接口10。
本实施例提供的太阳能热泵系统的主体的工作原理为：(1)光照度变送器3感应光照度→光照度大于1万LUX→伸缩支撑杆2启动→伸缩支撑杆撑开太阳能集热板1→第三温度传感器检测到满足进水要求→太阳能循环泵启动→系统进入太阳能集热板水加热→水一直循环→温度到到达用户设定要求→停止循环→完成一次工作流程；
(2)光照度变送器3感应光照度→光照度小于1万LUX→伸缩支撑杆2启动反转→伸缩支撑杆2收起太阳能集热板1→太阳能集热板1停止工作→第三温度传感器检测到水箱温度不满足用户设定要求→热泵循环泵启动→系统进热泵机组水加热状态→水一直循环→温度到到达用户设定要求→停止循环→完成一次工作流程。
本实施例提供的太阳能热泵系统的系统运行原理：
a、太阳能机构控制采用定温出水方式运行。系统初始运行时，水箱没有水，这时第一控制阀打开，经太阳能机构向水箱内补水，当水位超过设计最低水位时(设计小时用水量)，启动空气源热泵对水箱的水进行加热，当水位达到水箱用户设定的最高水位时，停止补水，空气源热泵将水箱内的水加热至设定温度55℃时，停止加热，系统初始化完成；
b、白天，当太阳能机构内的水经太阳光照射加热至用户设定出水温度55℃时，冷水进水电磁阀打开，冷水进入太阳能机构内，把太阳能机构内的热水输送至水箱，当太阳能机构热水出口处温度T1低于52℃时，进水电磁阀关闭，完成一次定温出水过程；如此反复工作，直到水箱水位达到最高水位时，停止定温出水运行。
c、当水位达到最高水位时，当T1-T2>5℃时，太阳能热水系统循环水泵会自动启动，把水箱中的热水抽入太阳能机构内，把太阳能机构内温度高于水箱水温的热水输送至水箱，当T1-T2<3℃时，太阳能热水系统循环泵停止运行。按照这种方式，水箱的水温逐渐升高；当水箱水温达到65℃时(防止温度过高，造成烫伤的危险)，太阳能热水系统循环泵停止工作。水箱会有满水箱65℃的热水供用户使用。
d、当用户用水时，水箱水位会逐渐下降，这时水箱中的水会根据用户的设置向用户供应温度达到用户设定要求的热水；按照设计，如天气晴好，不用启动热泵机构，可以满足用户的用水需求；如在用户用水过程中T2<55℃时，热泵机构会自动启动，将水箱的水加热到用户设定用水温度。如果用户当天用水量大，当水箱水位下降到最低水位以下时，备用空气源热泵会自动启动。往水箱补充少量热水，保证用户一直有热水用。
e、热泵机构启动状态：
1)当水箱水位高于用户设定低限保护水位，且T2<50℃时，热泵机构会自动启动，将水箱内的水加热到55℃时，热泵机构自动停止运行；
2)当水箱内的水低于用户设定最低保护水位时，这时如果T2<55℃时，热泵机构自动启动将水箱中的水加热至55℃，这时冷水电磁阀打开，向水箱内补充冷水，当T2<50℃时，冷水电磁阀停止补水，热泵机构启动继续加热；如此反复，直至水箱水位大于或等于用户设定最低保护水位时，且T2>55℃时停止热泵机构运行；
3)热水回水采用定温回水系统，当T3<50℃时，回水电磁阀打开，利用热水供水的正压力将热水供水管路中温度比较低的水抽回太阳能水箱，当T3>55℃时，回水电磁阀关闭，结束回水运行。
本实用新型提供的太阳能热泵系统，以空气源热泵为主体，将吸热效果最佳的太阳能集热板设置在外壳的两端，在晴天或光照正常的情况下设备的自动装置撑开太阳能集热板，使其以最佳角度面对太阳光，并利用太阳能制热水，在光照不佳或阴雨天的情况下设备自动关闭太阳能集热板而启动空气源热泵装置制热水。与现有技术相比，本实用新型提供的太阳能热泵系统，将太阳能与热泵机组集成，太阳能集热板为热泵机组的一部分，解决安装繁琐、降低控制的成本、减少安装环境的限制，使更大程度的保障了太阳能集热板与热泵机组的使用。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种太阳能热泵系统，其特征在于，包括太阳能热泵系统，包括太阳能机构和热泵机构，所述太阳能机构与所述热泵机构一体安装，所述太阳能机构包括太阳能集热板、光照度变送器和伸缩支撑杆，所述太阳能集热板与所述伸缩支撑杆连接，所述光照度变送器通过控制器与所述伸缩支撑杆连接；所述太阳能机构和所述热泵机构分别通过太阳能管路和热泵管路与水箱连接，所述太阳能管路上设置有第一控制阀，所述热泵管路上设置有第二控制阀；所述太阳能机构上设置有第一温度传感器，所述热泵机构设置有第二温度传感器，所述水箱上设置有第三温度传感器。
2.根据权利要求1所述的太阳能热泵系统，其特征在于，所述控制器为可编程逻辑控制器。
3.根据权利要求2所述的太阳能热泵系统，其特征在于，所述可编程逻辑控制器与热泵机构的控制电路板一体集成。
4.根据权利要求1所述的太阳能热泵系统，其特征在于，所述太阳能集热板为多片太阳能集热片铰接而成，所述太阳能集热片铰接处设置有软管。
5.根据权利要求1所述的太阳能热泵系统，其特征在于，所述伸缩支撑杆为液压式伸缩支撑杆。
6.根据权利要求1所述的太阳能热泵系统，其特征在于，所述伸缩支撑杆为电动推杆式伸缩支撑杆。
7.根据权利要求1所述的太阳能热泵系统，其特征在于，所述伸缩支撑杆为气缸式伸缩支撑杆。
8.根据权利要求1所述的太阳能热泵系统，其特征在于，所述太阳能机构设置有太阳能循环进水接口和太阳能循环出水接口，所述热泵机构设置有热泵循环进水接口和热泵循环出水接口。
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