CN203629131U - 太阳能热泵耦合供暖、供热及制冷三位一体系统装置 - Google Patents

太阳能热泵耦合供暖、供热及制冷三位一体系统装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开一种太阳能热泵耦合供暖、供热及制冷三位一体系统装置，属于光能与热能转化有效利用技术领域。包括热泵、储热水箱、太阳能集热器、生活水箱、换热盘管Ⅰ、换热盘管Ⅱ、定压罐、地暖盘管、风机盘管、淋浴喷头和多个水泵，生活水箱内部设有换热盘管Ⅰ和换热盘管Ⅱ，其下端进水口和上端出水口分别连接至连接淋浴喷头；用于抽水的水泵Ⅲ连接至生活水箱进水口；生活水箱上设有安全阀和高低位水位计，太阳能集热器出水口连接储热水箱上端的进水口。本实用新型采用热泵技术与太阳能耦合供暖、供热水和供冷三位一体即能充分利用太阳能，减少环境污染，能实现供暖、空调、生活热水等功能，初投资低，运行成本低、自动控制，系统可靠。

Description

太阳能热泵耦合供暖、供热及制冷三位一体系统装置
技术领域
本实用新型涉及光热利用技术领域，具体一种太阳能热泵耦合供暖、供热及制冷三位一体系统装置。
背景技术
目前，对于民用建筑，采用低温地面辐射供暖具有节能、供水温度低的特点，是最舒适的采暖方式，而且为充分利用太阳能提供了可能。市场上单独利用热泵提供冬天热水供暖、夏天供冷及生活热水的设备一般属于商业之用，价格高、未能利用太阳能。单独采用太阳能直接供暖需要大面积太阳能集热器，成本高，供热不稳定，特别供暖和太阳能集热是相互矛盾的，即晚上是供暖时间长，恰恰没有太阳辐射能量，因此必须采用储热水箱储存热量。市场上有利用燃气供暖和生活热水的系统，其功能单一，而且一次性投资大，燃气炉1~2年需要维修，运行费用高，如供冷还需一套冷源系统。还有一部分利用太阳能供热水，采用电加热作为辅助热源的系统，其存在着成本高、电加热系统容易毁坏、使用时间短等缺点。
发明内容
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种太阳能热泵耦合供暖、供热及制冷三位一体系统装置。
本实用新型通过以下技术方案实现：一种太阳能热泵耦合供暖、供热及制冷三位一体系统装置，包括热泵、储热水箱、太阳能集热器、生活水箱、换热盘管Ⅰ、换热盘管Ⅱ、定压罐、地暖盘管、风机盘管、淋浴喷头和多个水泵；
所述的生活水箱内部设有换热盘管Ⅰ和换热盘管Ⅱ，其下端进水口和上端出水口分别连接至连接淋浴喷头；用于抽水的水泵Ⅲ连接至生活水箱进水口；所述的生活水箱上设有安全阀和高低位水位计；
所述的太阳能集热器出水口连接储热水箱上端的进水口；所述的储热水箱上端的出水口连接地暖盘管进水口和换热盘管Ⅰ进水口；所述的地暖盘管出水口和换热盘管Ⅰ出水口连接至储热水箱下端进水口；所述的储热水箱下端出水口连接太阳能集热器进水口；所述的太阳能集热器出水口处设有温度计和自动排气阀，其进水口管路上设有止回阀、水泵Ⅰ和过滤器；所述的地暖盘管出水口的管路上设置有定压罐和水泵Ⅱ，其进水口处设有压力表；所述的换热盘管Ⅰ出水口管路上设有水泵Ⅳ；
所述的热泵出水口连接至风机盘管进水口、地暖盘管进水口和换热盘管Ⅱ进水口；所述的风机盘管出水口、地暖盘管出水口和换热盘管Ⅱ进水口连接至热泵进水口；所述的热泵进水口管路上设有水泵Ⅴ，热泵出水口处设有闸阀，热泵进水口管路和出水口管路之间设有压差旁通阀；所述的热泵出水口管路上设有三通电磁阀，三通电磁阀通向换热盘管Ⅱ和地暖盘管；
所述的热泵、换热盘管Ⅰ、换热盘管Ⅱ5、地暖盘管和风机盘管进水口和出水口处各设有开关。
其进一步是：所述的储热水箱进水口管路上设有平衡阀。
本实用新型的有益效果是：以利用太阳能为主，热泵为辅，冬天既充分利用太阳能能源，又保证供暖的稳定性和舒适性，夏天也能实现通过风机盘管供冷；采用热泵技术与太阳能耦合供暖、供热水和供冷三位一体即能充分利用无污染、用之不竭的太阳能，又大量节省能源，减少环境污染，社会效益和经济效益并存；能实现多项功能，初投资低，运行成本低，少管理，系统可靠。
附图说明
图1为本实用新型原理框图。
图中：1、热泵；2、储热水箱；3、太阳能集热器；4、生活水箱；51换热盘管Ⅰ、52、换热盘管Ⅱ；6、定压罐；7、地暖盘管；8、风机盘管；9、淋浴喷头；101、水泵Ⅰ；102、水泵Ⅱ；103、水泵Ⅲ；104、水泵Ⅳ；105、水泵Ⅴ；11、三通电磁阀；12、安全阀；13、压差旁通阀；14、闸阀；15、自动排气阀；16、温度计；17、止回阀；18、压力表；19、高低位水位计；20、过滤器；21、平衡阀。
具体实施方式
以下是本实用新型的一个具体实施例，现结合附图对本实用新型做进一步说明。
如图1所示：一种太阳能热泵耦合供暖、供热及制冷三位一体系统装置，生活水箱4上设有安全阀12和高低位水位计19、内部设有换热盘管Ⅰ51和换热盘管Ⅱ52，其下端进水口和上端出水口分别连接至一个三通阀，然后再连接到淋浴喷头9；生活水箱4连接有一用于抽水的水泵Ⅲ103；水泵Ⅲ103出水口处和生活水箱4出水口处各设有一个开关。
太阳能集热器3出水口连接储热水箱2上端的进水口；储热水箱2上端的出水口管路设有一开关，然后管路连接至地暖盘管7进水口和换热盘管Ⅰ51进水口；地暖盘管7出水口和换热盘管Ⅰ51出水口相汇合后连接一平衡阀21，然后连接至储热水箱2下端进水口；储热水箱2下端出水口连接太阳能集热器3进水口；太阳能集热器3出水口处设有温度计16和自动排气阀15，其进水口管路上设有止回阀17、水泵Ⅰ101和过滤器20；地暖盘管7出水口的管路上设置有定压罐6和水泵Ⅱ102，其进水口处设有压力表18；换热盘管Ⅰ51出水口管路上设有水泵Ⅳ104；在换热盘管Ⅰ51和地暖盘管7进出水口处、定压罐6进水口处各设有开关。
热泵1出水口连接闸阀14，然后连接至风机盘管8进水口和三通电磁阀11；地暖盘管7进水口连接至热泵1进水口，三通电磁阀11分别通向换热盘管Ⅱ52和地暖盘管7进水口；地暖盘管7出水口和换热盘管Ⅱ52进水口连接至热泵1进水口；热泵1进水口管路上设有水泵Ⅴ105，热泵1进水口管路和出水口管路之间设有压差旁通阀13；在风机盘管8进出水口处、换热盘管Ⅱ52出水口处和水泵Ⅴ105出水口处设有开关。
工作原理及流程说明：
当晴朗天气时，太阳能集热器3产生热能通过生活水箱4换热盘管Ⅰ51交换热量，实现一天24小时生活热水。当遇到阴雨天，太阳能集热器3集热热量不足加热生活热水时，启动热泵1通过换热盘管Ⅱ52加热生活热水，保持热水供应温度；储热水箱2储备太阳能集热器3中的热能，一天供应地暖盘管7实现供暖，阴雨天时，储热水箱2热能不足时，启动热泵1作为辅助热源补充地暖所需热量，保持室内温度；
在夏天时，关掉部分太阳能集热器3，留用一部分太阳能集热器3通过换热盘管Ⅰ51产生生活热水；通过热泵1产生冷水，通过室内风机盘管8换热，进行室内空调。
系统集热回路采用温差控制。在太阳能集热器3出口处设置温差传感器测量太阳能集热器出口温度TJC；在储热水箱2底部设置另一温度传感器测量储热水箱底部水温TCX，当TJC-TCX达到设定值8℃时，温差控制器给出信号，启动水泵Ⅳ104，系统开始运行；当TJC-TCX达到设定值3℃时，温差控制器给出信号，关闭水泵Ⅳ104，系统停止运行；
当储热水箱2上部温度超过35度时，热泵1不工作；热量全部由太阳能集热系统供给，当设计室内供暖温度TSN大于24℃时，自动关掉水泵Ⅱ102；
当储热水箱2上部温度低于35时，启动水泵Ⅴ105，打开三通电磁阀11，供暖热量由热泵1供给，即可将生活水箱4的水温提高到35度；此时当TSN大于20.5℃时，自动关掉水泵Ⅴ105。
当储热水箱2上部温度TCS大于生活水箱4底部温度TSX，启动水泵Ⅳ104，当生活水箱4上部温度TSS大于41℃时，关闭水泵Ⅳ104。
当生活水箱4上部温度TSS-TCS小于14℃时，启动热泵1运行，同时打开三通电磁阀产生热水，加热生活水箱4上部热水，达到41℃，关闭热泵1。

Claims (2)

1.一种太阳能热泵耦合供暖、供热及制冷三位一体系统装置，其特征在于：包括热泵（1）、储热水箱（2）、太阳能集热器（3）、生活水箱（4）、换热盘管Ⅰ（51）、换热盘管Ⅱ（52）、定压罐（6）、地暖盘管（7）、风机盘管（8）、淋浴喷头（9）和多个水泵（101、102、103、104、105）；
所述的生活水箱（4）内部设有换热盘管Ⅰ（51）和换热盘管Ⅱ（52），其下端进水口和上端出水口分别连接至连接淋浴喷头（9）；用于抽水的水泵Ⅲ（103）连接至生活水箱（4）进水口；所述的生活水箱（4）上设有安全阀（12）和高低位水位计（19）；
所述的太阳能集热器（3）出水口连接储热水箱（2）上端的进水口；所述的储热水箱（2）上端的出水口连接地暖盘管（7）进水口和换热盘管Ⅰ（51）进水口；所述的地暖盘管（7）出水口和换热盘管Ⅰ（51）出水口连接至储热水箱（2）下端进水口；所述的储热水箱（2）下端出水口连接太阳能集热器（3）进水口；所述的太阳能集热器（3）出水口处设有温度计（16）和自动排气阀（15），其进水口管路上设有止回阀（17）、水泵Ⅰ（101）和过滤器（20）；所述的地暖盘管（7）出水口的管路上设置有定压罐（6）和水泵Ⅱ（102），其进水口处设有压力表（18）；所述的换热盘管Ⅰ（51）出水口管路上设有水泵Ⅳ（104）；
所述的热泵（1）出水口连接至风机盘管（8）进水口、地暖盘管（7）进水口和换热盘管Ⅱ（52）进水口；所述的风机盘管（8）出水口、地暖盘管（7）出水口和换热盘管Ⅱ（52）进水口连接至热泵（1）进水口；所述的热泵（1）进水口管路上设有水泵Ⅴ（105），热泵（1）出水口处设有闸阀（14），热泵（1）进水口管路和出水口管路之间设有压差旁通阀（13）；所述的热泵（1）出水口管路上设有三通电磁阀（11），三通电磁阀（11）通向换热盘管Ⅱ（52）和地暖盘管（7）；
所述的热泵（1）、换热盘管Ⅰ（51）、换热盘管Ⅱ5（2）、地暖盘管（7）和风机盘管（8）进水口和出水口处各设有开关。
2.根据权利要求1所述的太阳能热泵耦合供暖、供热及制冷三位一体系统装置，其特征在于：所述的储热水箱（2）进水口管路上设有平衡阀（21）。
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