CN203364460U - 一种空气源热泵辅助太阳能热水装置 - Google Patents

一种空气源热泵辅助太阳能热水装置 Download PDF

Info

Publication number
CN203364460U
CN203364460U CN 201320442071 CN201320442071U CN203364460U CN 203364460 U CN203364460 U CN 203364460U CN 201320442071 CN201320442071 CN 201320442071 CN 201320442071 U CN201320442071 U CN 201320442071U CN 203364460 U CN203364460 U CN 203364460U
Authority
CN
China
Prior art keywords
air source
source heat
heat pump
water
solar
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN 201320442071
Other languages
English (en)
Inventor
丁鸿昌
杨前明
吕帅
孔令奇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong University of Science and Technology
Original Assignee
Shandong University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong University of Science and Technology filed Critical Shandong University of Science and Technology
Priority to CN 201320442071 priority Critical patent/CN203364460U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN203364460U publication Critical patent/CN203364460U/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers

Landscapes

  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)

Abstract

本实用新型公开了一种空气源热泵辅助太阳能热水装置，包括太阳能集热器、空气源热泵、蓄水箱和控制系统，其利用温度传感器、光辐射传感器、水位传感器和光照传感器分别将温度、水位和光强等信号传输给A/D转换器，经A/D转换器将数字信号传给控制器，控制器与组态监控之间通过RS232进行数据交换和指令输出，控制器根据组态监控的指令通过继电器驱动分别对第一循环泵、第二循环泵、上水电磁阀、空气源热泵进行开停控制。通过控制系统将太阳能集热器与空气源热泵有机组合并对其运行进行全自动控制，合理开停空气源热泵，从而最大限度地减少电能消耗，充分利用太阳能源，实现能源的优化组合和综合利用。

Description

一种空气源热泵辅助太阳能热水装置
技术领域
本实用新型涉及一种太阳能热水装置，尤其涉及一种空气源热泵辅助太阳能热水装置。
背景技术
太阳能热水机组具有环保、节能、经济等优点，其采集和综合利用的技术得到快速发展，太阳能及其相关产业的发展潜力巨大。
太阳能资源受地域和季节的影响较大，加之其能量密度低、太阳的辐射量存在周期性的波动或变动，因此，用太阳能供热水很难保证其工作的稳定性，且每天所产热水量因此不确定。
现有技术中，作为比较理想的太阳潜能利用方式，空气源热泵热水器近年来得到了快速的发展，其技术日趋成熟。现有技术中的空气源热泵热水机组利用逆卡诺循环原理，通过不断吸收空气中不能直接有效利用的低品位热能，以少量电能为驱动力，以制冷剂为载体，将其转化为便于有效利用的高品位热能，实现低温热能向高温热能的转移，再将高品位热能释放到水中制取生活热水，满足生活热水的需求。
如何实现上述两种现有技术之间的优势互补，近年以来，人们越来越地尝试将太阳能空气源热泵与太阳能热水机组进行组合利用，提出了许多的技术方案。其中：
如图1所示，中国专利申请CN102538064A公开了一种空气能热泵与太阳能互补式热水装置，其利用空气能热泵和太阳能热水系统构成双能源热水系统，既充分利用了空气热能，又变直接利用太阳能热水为间接利用太阳能热水，在提高空气热能利用率的同时使室内空气及时交换。但其系统包括蓄热交换器、膨胀水箱、输出热水换热器等多种组件，系统庞大，组成也较复杂，维护维修存在不便。
如图2所示，中国专利申请CN102384523A公开了一种太阳能空气源热泵组合热水系统，其采用空气源热泵和太阳能组合加热水，太阳能和空气源热泵互为辅助热源，其解决的技术问题是，环境温度较低或太阳能资源不足时的全年正常热水供应的问题。但由于其需要增设太阳能水箱、恒温水箱等组件，其整个系统组成较复杂，工艺要求相对较高，维护维修存在不便。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种结构简单、制造成本较低、控制与运行稳定的空气源热泵辅助太阳能热水装置。
本实用新型要解决的技术问题是，利用空气能辅助太阳能保证全天候的热水供应，最大限度地利用太阳能制热水，以节约电能能源。
本实用新型为解决上述问题所采用的技术方案是，一种空气源热泵辅助太阳能热水装置，其包括太阳能集热器、空气源热泵、蓄水箱和控制系统，其中太阳能集热器通过第一循环泵和第一管路与蓄热水箱连接，上述空气源热泵通过第二循环泵和第二管路与蓄热水箱连接，太阳能集热器和空气源热泵生产出的热水经过各自的回水管路汇总到一根回水总管路，该回水总管路与蓄热水箱连接；蓄热水箱还连接有补水管路，该补水管路上安装有电动阀，并与自来水供水管路相连接，蓄热水箱还设有水位传感器，并配置有第三循环泵向终端用户输送热水。
上述技术方案通过将太阳能集热器与空气源热泵组合在一起，根据太阳光照变化，进行太阳能工作模式和/或空气源热泵工作模式的切换或组合使用。这样，可以保证整个装置最大化地将太阳能源进行优化和组合使用，并可满足本实用新型实现了全天候多次水温、水位检测和自动补水，保证全天候的热水水温、水量满足用户的使用要求，并且系统运行稳定，减少了能源的损耗，降低了系统的运行成本。
当太阳光照强度较强，蓄热水箱的水温在太阳能集热器单独工作下即能达到设定的温度时，则利用太阳能的热辐射，把集热器组中的冷水加热，热水进入到蓄热水箱中，蓄热水箱和集热器中的水交换是由两者之间的温度差来控制，即太阳能工作模式；
当太阳光照强度较弱，蓄热水箱的水温不能达到设定的温度时，则系统需进入热泵工作模式，此时，压缩机开机，第二循环泵工作，直至将保温水箱水温加热到设定温度后停机；
当遇阴雨天气无太阳光照的情况下，单独开启空气源热泵进行运转，即空气源热泵工作模式。
作为优选，上述控制系统包括有，A/D转换器、控制器、组态监控，其中，温度传感器、水位传感器和光照传感器分别将温度信号、水位信号和光照强度信号传输给A/D转换器，经A/D转换器将数字信号传给控制器，控制器与组态监控之间通过RS232进行数据交换和指令输出，控制器根据组态监控的指令通过继电器驱动分别对第一循环泵、第二循环泵、上水电磁阀、空气源热泵进行开停控制；上述太阳能集热器上分别安装有光辐射传感器和温度传感器。
这样，更便于随时根据太阳光强弱变动进行监测和系统工作模式的切换和/或组合使用。
作为优选，上述第一循环泵的进水口端和出水口端分别设置有阀门。
作为优选，上述第二循环泵的进水口端和出水口端分别设置有阀门。
这样便于分段检修，利于提高检修效率。
本实用新型的空气源热泵辅助太阳能热水装置与现有技术的比，具有以下有益技术效果：
通过控制系统将太阳能集热器与空气源热泵有机组合并对其运行进行全自动控制，合理开/停空气源热泵，从而最大限度地减少电能消耗，充分利用太阳能源，实现能源的优化组合和综合利用。
整个装置的运行成本低、安全可靠、便于维修。
省去了太阳能储水水箱，简化了系统装置组成，降低了制造成本。
通过在控制器与水位监控主机之间采用RS232串口通信，其控制性能稳定、操作简便。
太阳能集热器和/空气源热泵在自控下对直接用于用户供水的蓄热水箱进行加热，可以保证供水温度的稳定。
蓄热水箱设置有水位传感器，其补水管路上设置有电动阀，补水及补水量均在自动控制下进行，可以保证蓄热水箱水位的稳定。即，保证用户供热水水压的稳定；蓄热水箱设置有温度传感器，根据温度传感器采集到的蓄热水箱内热水的温度数据，在自控状态下适时启动或者关闭空气源热泵，这样，可以维持蓄热水箱内热水温度的基本恒定，保持用户供热水水温的稳定。
附图说明
图1为现有技术的空气源热泵辅助太阳能热水装置结构示意图；
图2为现有技术的空气源热泵辅助太阳能热水装置流程示意图；
图3为本实用新型的空气源热泵辅助太阳能热水装置流程示意图；
图4为本实用新型的空气源热泵辅助太阳能热水装置控制系统原理示意图。
具体实施方式
线面结合附图对本实用新型的空气源热泵辅助太阳能热水装置的装置组成、控制方式和工作流程作详细的说明。
如图3所示，在图中的空气源热泵辅助太阳能热水装置，包括太阳能集热器1、空气源热泵2、蓄热水箱3和控制系统，其中太阳能集热器1通过第一循环泵5和第一管路6与蓄热水箱3连接，上述空气源热泵2通过第二循环泵7和第二管路8与蓄热水箱3连接，太阳能集热器1和空气源热泵2生产出的热水经过各自的回水管路汇总到一根回水总管路9，该回水总管路9与蓄热水箱3连接；蓄热水箱3还连接有补水管路10，该补水管路10上安装有电磁阀11，并与自来水供水管路（图中省略未画出）相连接，蓄热水箱3还设有水位传感器12；蓄热水箱的热水经过第三循环泵13向终端用户输送。
如图4所示，控制系统包括有，A/D转换器、控制器、组态监控，其中，温度传感器、水位传感器和光照传感器分别将温度信号、水位信号和光照强度信号传输给A/D转换器，经A/D转换器将数字信号传给控制器，控制器与组态监控之间通过RS232进行数据交换和指令输出，控制器根据组态监控的指令通过继电器驱动，分别对第一循环泵（图1中的5）、第二循环泵（图1中的7）、电动阀（图1中的11）、空气源热泵（图1中的2）进行开/停控制；上述太阳能集热器上分别安装有光辐射传感器和温度传感器。
下面对本实用新型的空气源热泵辅助太阳能热水装置主要工作流程作进一步的说明：
蓄热水箱中的水经由电动阀在自动控制的情况下适时进行冷水补水；
控制系统根据蓄热水箱水位控制补水的电动阀的开启/关闭，当蓄热水箱水位升至高水位时，补水阀关闭，控制系统根据此时加热水箱的水温是否达到设定温度，以及当前太阳辐射强度两个条件来确定太阳能集热器和空气源热泵各自的开停、相互之间的切换或者组合使用。
当太阳光照强度较强且蓄热水箱水温低于设定值时，主要利用太阳能集热器对水进行加热，加热后的热水与蓄热水箱中的冷水进行循环交换，直至蓄热水箱中的水温达到设定值时，关闭太阳能集热器的回水管路上的阀门；
当太阳光照强度变弱，蓄热水箱中的水温低于设定值时，控制系统发出开启空气源热泵的指令，蓄热水箱与空气源热泵之间的连接管路上的阀门开启，并启动空气源热泵对蓄热水箱流入的低温水进行空气源热泵加热和循环交换，直至直至蓄热水箱中的水温达到设定值时，关闭空气源热泵的回水管路上的阀门；
其它条件下，在控制系统的自动控制下，可根据各具体情况对太阳能集热器、空气源热泵、蓄热水箱补水电磁阀、第一循环泵、第二循环泵等进行合理的开停与组合使用。
本实用新型的控制系统可根据各种不同天气、终端用户不同的用热水需求，在最大限度节约电能的基础上，实现能源的优化组合，实现能源的综合利用。

Claims (4)

1.一种空气源热泵辅助太阳能热水装置，其包括太阳能集热器、空气源热泵、蓄水箱和控制系统，其特征在于，所述太阳能集热器通过第一循环泵和第一管路与所述蓄热水箱连接，所述空气源热泵通过第二循环泵和第二管路与所述蓄热水箱连接，所述太阳能集热器和所述空气源热泵生产出的热水经各自的回水管路汇总到一根与所述蓄热水箱连接的回水总管路，所述蓄热水箱还连接有补水管路，所述补水管路上安装有电动阀，并与自来水供水管路相连接，所述蓄热水箱还设有水位传感器，并配置有第三循环泵向终端用户输送热水。
2.根据权利要求1所述的空气源热泵辅助太阳能热水装置，特征在于，所述太阳能集热器上还分别安装有光辐射传感器和温度传感器；
所述控制系统包括有A/D转换器、控制器、组态监控，其中，所述温度传感器、水位传感器和光照传感器分别将温度信号、水位信号和光照强度信号传输给所述A/D转换器，经所述A/D转换器将数字信号传给所述控制器，所述控制器与所述组态监控之间通过RS232进行数据交换和指令输出，所述控制器根据组态监控的指令通过继电器驱动分别对所述第一循环泵、第二循环泵、上水电磁阀和空气源热泵进行开/停控制。
3.根据权利要求1或2所述的空气源热泵辅助太阳能热水装置，其特征在于，所述第二循环泵的进水口端和出水口端分别设置有阀门。
4.根据权利要求1或2所述的空气源热泵辅助太阳能热水装置，其特征在于，所述第一循环泵的进水口端和出水口端分别设置有阀门。
CN 201320442071 2013-07-23 2013-07-23 一种空气源热泵辅助太阳能热水装置 Expired - Fee Related CN203364460U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201320442071 CN203364460U (zh) 2013-07-23 2013-07-23 一种空气源热泵辅助太阳能热水装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201320442071 CN203364460U (zh) 2013-07-23 2013-07-23 一种空气源热泵辅助太阳能热水装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN203364460U true CN203364460U (zh) 2013-12-25

Family

ID=49812210

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 201320442071 Expired - Fee Related CN203364460U (zh) 2013-07-23 2013-07-23 一种空气源热泵辅助太阳能热水装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN203364460U (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104101106A (zh) * 2014-08-01 2014-10-15 江苏天舒电器有限公司 一种直热式双源热泵热水机及其控制方法
CN104121703A (zh) * 2014-08-01 2014-10-29 江苏天舒电器有限公司 一种直热式双源热泵热水机控制方法及其控制装置
CN107036300A (zh) * 2017-03-22 2017-08-11 深圳市瑞荣创电子科技有限公司 智能太阳能热泵管理系统和管理方法
WO2018170812A1 (zh) * 2017-03-22 2018-09-27 深圳市瑞荣创电子科技有限公司 智能太阳能热泵管理系统和管理方法
CN114576855A (zh) * 2022-03-08 2022-06-03 上海理工大学 太阳能即热式热泵热水器

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104101106A (zh) * 2014-08-01 2014-10-15 江苏天舒电器有限公司 一种直热式双源热泵热水机及其控制方法
CN104121703A (zh) * 2014-08-01 2014-10-29 江苏天舒电器有限公司 一种直热式双源热泵热水机控制方法及其控制装置
CN104121703B (zh) * 2014-08-01 2017-01-18 江苏天舒电器股份有限公司 一种直热式双源热泵热水机控制方法及其控制装置
CN104101106B (zh) * 2014-08-01 2017-02-15 江苏天舒电器股份有限公司 一种直热式双源热泵热水机及其控制方法
CN107036300A (zh) * 2017-03-22 2017-08-11 深圳市瑞荣创电子科技有限公司 智能太阳能热泵管理系统和管理方法
WO2018170812A1 (zh) * 2017-03-22 2018-09-27 深圳市瑞荣创电子科技有限公司 智能太阳能热泵管理系统和管理方法
CN114576855A (zh) * 2022-03-08 2022-06-03 上海理工大学 太阳能即热式热泵热水器
CN114576855B (zh) * 2022-03-08 2024-04-02 上海理工大学 太阳能即热式热泵热水器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN203364460U (zh) 一种空气源热泵辅助太阳能热水装置
CN202722285U (zh) 一种水产养殖大棚供热供暖装置
CN209027121U (zh) 一种高效太阳能集热联合电能供热系统
CN201582900U (zh) 一种全天候智能型太阳能集热联供系统
CN110307612A (zh) 一种用于农业温室的综合供能系统和供能方法
CN201093643Y (zh) 新型太阳能辅助地源热泵空调系统装置
CN201555394U (zh) 一种居住建筑用太阳能-地源热泵集成系统
CN101865541B (zh) 一种太阳能系统
CN201583050U (zh) 家用型太阳能地源热泵一体化热水空调装置
CN207688430U (zh) 一种太阳能空气源辅助的空压机余热回收中央热水系统
CN201028808Y (zh) 新型分体式承压太阳热水器
CN112361622A (zh) 利用复合能源的采暖、制冷及热水供应系统及其控制方法
CN204757451U (zh) 一种太阳能辅助式热泵机组
CN201412120Y (zh) 油田井口太阳能加温系统
CN201837084U (zh) 一种太阳能系统
CN203249305U (zh) 一种智能控制的太阳能、空气源、电能互补供暖供热系统
CN207990751U (zh) 一种风能、太阳能联合地源水温度提升及蓄热系统
CN102478276B (zh) 一种太阳能热水器与节能炉灶相结合的方法
CN205505453U (zh) 一种双能源热水器
CN104728916A (zh) Ddc控制多单元联合运行的太阳能采暖系统及方法
CN208095439U (zh) 太阳能和电力互补的大棚供暖系统
CN217402876U (zh) 一种高层住宅小区集中供热太阳能热水系统
CN202328822U (zh) 一种单水箱太阳能集热系统
CN213841369U (zh) 一种利用复合能源的节能热水器
CN203249399U (zh) 能够远程控制的太阳能真空管供热系统

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20131225

Termination date: 20170723