CN204830470U - 一种太阳能空气能组合式全天候水源热泵热水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种太阳能空气能组合式全天候水源热泵热水系统，包括太阳能集热板、蓄热水箱、空气能换热器、水源热泵、第一保温水箱和第二保温水箱和控制器；水源热泵包括热泵型压缩机、板式换热器，热泵型压缩机外壁盘旋套接多通道热交换器，蓄热水箱与第一保温水箱和第二保温水箱之间通过连通管连接。本实用新型结构合理、安装方便、自动化程度高；能够实现太阳能和空气能同时供热，当太阳能受到阴雨天气影响供热不足时，空气能同样可以满足水源热泵正常工作，并且采用双水箱联动控制，两个水箱中的冷热水充分混合，通过第一空气能系统和第二空气能系统辅助给水箱加热，热效率高、安全无污染和节能。

Description

一种太阳能空气能组合式全天候水源热泵热水系统

技术领域

本实用新型涉及热水器技术领域，具体是一种太阳能空气能组合式全天候水源热泵热水系统。

背景技术

太阳能热水器把太阳光能转化为热能，将水从低温度加热到高温度，以满足人们在生活、生产中的热水使用。

太阳能集热技术在采暖和制热水领域应用十分普遍，有节能环保、安全可靠、一劳永逸的优点，但是，太阳能是借助于太阳光的照射发热的，到了冬季太阳光日照度下降，制热效率降低，夜间通过水箱、管道会散去部分热量，如果不增加其他辅助热源提高水温，大部分时间的热水达不到用户所需的温度，长时间维持低温的热水容易滋生病菌，所以，应用受到季节、天气、太阳光照强度的制约；由于太阳能热水器对太阳光能的依赖性较高，当太阳光能不足时，由于现有的太阳能热水器的水箱中有较多的水，因此无法将水加热到需要的温度，进而导致淋浴时无热水可用的缺陷。虽然现有的一些太阳能热水器也集成了电加热的功能，但是由于水箱中的水较多，将具加热也会导致大量的能源浪费。

常用的空气源热泵通过吸收空气中的热能，实现冷热交换，是高效节能的冷暖设备，但是，冬季随着气温的下降，空气源热泵的制热能效比下降，能耗上升；特别是冬季阴雨天气，蒸发温度过低，蒸发器翅片凝聚冰霜，无法吸收空气中的热能，系统不能运行。

而且太阳能集热器与空气源热泵结合生产热水的方法，大多是作为两种独立的加热设备供热，即太阳能集热系统供热温度未达到用户要求时，由空气源热泵补充加热到用户所需温度，但太阳能集热器与空气源热泵冬季共同存在效率低下的缺陷，没有互补性，而且，采用两种独立的加热设备，增加了项目的投资成本；也有太阳能与电加热结合的供热方法，节省投资，但电耗增加。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种太阳能空气能组合式全天候水源热泵热水系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种太阳能空气能组合式全天候水源热泵热水系统，包括太阳能集热板、蓄热水箱、空气能换热器、水源热泵、第一保温水箱和第二保温水箱和控制器；第一保温水箱、第二保温水箱通过管路连接有增压泵，管路上设置有第一电磁阀和第二电磁阀，第一电磁阀与控制器连接，第一电磁阀设置于第一保温水箱的进水管路上；第二电磁阀与控制器连接，所述第二电磁阀设置于第二保温水箱的进水管路上；第一保温水箱内设置有第一温度传感器，第一温度传感器设置在第一保温水箱下部，所述第一温度传感器与控制器电连接；第一保温水箱内设置有第一水位监测装置，第一水位监测装置设置在第一保温水箱上部，所述第一水位监测装置与控制器电连接；第二保温水箱内设置有第二温度传感器，第二温度传感器设置在第二保温水箱下部，所述第二温度传感器与控制器电连接；第二保温水箱内设置有第二水位监测装置，所述第二水位监测装置设置在第二保温水箱上部，所述第二水位监测装置与控制器电连接；所述第一保温水箱内还设置有第一电加热系统，所述第二保温水箱内还设置有第二电加热系统，第一电加热系统、第二电加热系统分别与控制器电连接；所述水源热泵与第一保温水箱、第二保温水箱管路连接，所述水源热泵包括热泵型压缩机、板式换热器，热泵型压缩机外壁盘旋套接多通道热交换器，多通道热交换器内套接设置三根不同管径的内管、中管、外管，热泵型压缩机的高压管与板式换热器的氟里昂管进口相连接，板式换热器的氟里昂管出口与热力膨胀阀相连接，热力膨胀阀的另一侧与多通道热交换器的中管进口相连接，中管出口经过回气管与热泵型压缩机相连接；所述太阳能集热板的高温端出液口与第一水泵进液口相连，第一水泵的出液口与多通道热交换器的内管接口相连接，内管另一接口与太阳能集热板的低温端进液口相连接；太阳能集热板的高温端出液口与第一水泵进液口之间的管路上连接设置第一加液罐；空气能换热器内设置翅管式换热器和风机，翅管式换热器的出液口与多通道热交换器的外管进液口相连接，外管出液口通过第三水泵与翅管式换热器的进液口相连接；外管出液口与第三水泵的进液口之间的管路上连接设置第二加液罐；所述蓄热水箱内设置管式换热器，管式换热器进液口与第一水泵连接，管式换热器出液口与多通道热交换器的内管接口相连接，内管另一接口与太阳能集热板的低温端进液口相连接，蓄热水箱与第一保温水箱和第二保温水箱之间通过连通管连接。

作为本实用新型进一步的方案：所述管式换热器进液口与第一水泵的连接丝口设置在蓄热水箱的三分之一高度。

作为本实用新型再进一步的方案：所述蓄热水箱的上端丝口与给水管相连接，丝口内侧装有浮球阀，蓄热水箱另一侧的上端丝口低于浮球阀的补水口。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型结构合理、安装方便、自动化程度高；能够实现太阳能和空气能同时供热，空气能和太阳还能互相补充，当太阳能受到阴雨天气影响供热不足时，空气能同样可以满足水源热泵正常工作，避开劣势，有效提高了水源热泵的能效比值，并且采用双水箱联动控制，两个水箱中的冷热水充分混合，保持水温稳定，并且两个水箱也加大了水箱储水量，当第一保温水箱中的水温达不到控制器中预设的要求时，启动第二保温水箱继续加热，从而快速将水箱中的水加热到预设值；通过第一空气能系统和第二空气能系统辅助给水箱加热，热效率高、安全无污染和节能；通过在水箱内设置温度传感器和水位监测装置，温度传感器将测量得到的水温信号传输至控制器，当水箱内的水温达到设置的温度范围后，控制器控制电磁阀开启，并通过增压泵驱动电路控制增压泵向水箱内加水，水位监测装置实时测量水箱内的水位，并将水位信号传输至控制器中，当水箱内的水位达到设定的水位后，控制器控制电磁阀和增压泵关闭，停止进水，可保证在太阳光能不足的条件下，始终保持水箱内的水温在设定的温度范围，保证水箱内的水温能够满足使用要求。

附图说明

图1为一种太阳能空气能组合式全天候水源热泵热水系统的结构示意图。

图2为一种太阳能空气能组合式全天候水源热泵热水系统中水源热泵的结构示意图。

图3为一种太阳能空气能组合式全天候水源热泵热水系统中多通道热交换器的局部结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-3，本实用新型实施例中，一种太阳能空气能组合式全天候水源热泵热水系统，包括太阳能集热板1、蓄热水箱6、空气能换热器15、水源热泵12、第一保温水箱9和第二保温水箱10和控制器18；第一保温水箱9、第二保温水箱10通过管路连接有增压泵19，管路上设置有第一电磁阀20和第二电磁阀21，第一电磁阀20与控制器18连接，第一电磁阀20设置于第一保温水箱9的进水管路上；第二电磁阀21与控制器18连接，所述第二电磁阀21设置于第二保温水箱10的进水管路上；第一保温水箱9内设置有用于检测水温的第一温度传感器23，第一温度传感器23设置在第一保温水箱9下部，所述第一温度传感器23与控制器18电连接；第一保温水箱9内设置有用于检测水位的第一水位监测装置22，第一水位监测装置23设置在第一保温水箱9上部，所述第一水位监测装置22与控制器18电连接；第二保温水箱10内设置有用于检测水温的第二温度传感器26，第二温度传感器26设置在第二保温水箱20下部，所述第二温度传感器26与控制器18电连接；第二保温水箱10内设置有用于检测水位的第二水位监测装置25，所述第二水位监测装置25设置在第二保温水箱10上部，所述第二水位监测装置25与控制器18电连接；所述第一保温水箱9内还设置有第一电加热系统24，所述第二保温水箱10内还设置有第二电加热系统27，第一电加热系统24、第二电加热系统27分别与控制器18电连接。

所述水源热泵12与第一保温水箱9、第二保温水箱10管路连接；所述水源热泵12包括热泵型压缩机121、板式换热器123，热泵型压缩机121外壁盘旋套接多通道热交换器128，多通道热交换器128内套接设置三根不同管径的内管126、中管127、外管125，热泵型压缩机121的高压管122与板式换热器123的氟里昂管进口相连接，板式换热器123的氟里昂管出口与热力膨胀阀124相连接，热力膨胀阀124的另一侧与多通道热交换器128的中管127进口相连接，中管127出口经过回气管129与热泵型压缩机121相连接；所述太阳能集热板1的高温端出液口与第一水泵3进液口相连，第一水泵3的出液口与多通道热交换器128的内管126接口相连接，内管126另一接口与太阳能集热板1的低温端进液口相连接；太阳能集热板1的高温端出液口与第一水泵3进液口之间的管路上连接设置第一加液罐2。空气能换热器15内设置翅管式换热器16和风机17，翅管式换热器16的出液口与多通道热交换器128的外管125进液口相连接，外管125出液口通过第三水泵14与翅管式换热器16的进液口相连接；外管125出液口与第三水泵14的进液口之间的管路上连接设置第二加液罐13。

水源热泵12的多通道热交换器128是采用三层套管，与现有产品两层套管相比，同样管径、长度的换热面积可增加90％以上，换热效率大大提高；三层套管可以实现太阳能、空气能等多种热能的同时供热，与单一热源供热相比，当单一热源处于劣势时，使热泵机组能效比下降或者不能正常工作，而多种热能可以同时供热，也可以选择性的供热，避开劣势；椭圆状内环中安装热泵型压缩机121，使结构更紧凑，热泵型压缩机121工作时产生的热量，大部分热能被多通道热交换器128吸收，既可以提高介质温度与氟利昂的换热效果，又能可以给热泵型压缩机121降温，延长热泵型压缩机121的使用寿命。

所述蓄热水箱6内设置管式换热器7，管式换热器7进液口与第一水泵3连接，管式换热器7进液口与第一水泵3的连接丝口设置在蓄热水箱6的三分之一高度；管式换热器7出液口与多通道热交换器128的内管126接口相连接，内管126另一接口与太阳能集热板1的低温端进液口相连接；蓄热水箱6的上端丝口与给水管4相连接，丝口内侧装有浮球阀5，蓄热水箱6另一侧的上端丝口低于浮球阀5的补水口；蓄热水箱6与第一保温水箱9和第二保温水箱10之间通过连通管8连接。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (3)

1.一种太阳能空气能组合式全天候水源热泵热水系统，包括太阳能集热板(1)、蓄热水箱(6)、空气能换热器(15)、水源热泵(12)、第一保温水箱(9)和第二保温水箱(10)和控制器(18)；其特征在于，第一保温水箱(9)、第二保温水箱(10)通过管路连接有增压泵(19)，管路上设置有第一电磁阀(20)和第二电磁阀(21)，第一电磁阀(20)与控制器(18)连接，第一电磁阀(20)设置于第一保温水箱(9)的进水管路上；第二电磁阀(21)与控制器(18)连接，所述第二电磁阀(21)设置于第二保温水箱(10)的进水管路上；第一保温水箱(9)内设置有第一温度传感器(23)，第一温度传感器(23)设置在第一保温水箱(9)下部，所述第一温度传感器(23)与控制器(18)电连接；第一保温水箱(9)内设置有第一水位监测装置(22)，第一水位监测装置(23)设置在第一保温水箱(9)上部，所述第一水位监测装置(22)与控制器(18)电连接；第二保温水箱(10)内设置有第二温度传感器(26)，第二温度传感器(26)设置在第二保温水箱(20)下部，所述第二温度传感器(26)与控制器(18)电连接；第二保温水箱(10)内设置有第二水位监测装置(25)，所述第二水位监测装置(25)设置在第二保温水箱(10)上部，所述第二水位监测装置(25)与控制器(18)电连接；所述第一保温水箱(9)内还设置有第一电加热系统(24)，所述第二保温水箱(10)内还设置有第二电加热系统(27)，第一电加热系统(24)、第二电加热系统(27)分别与控制器(18)电连接；所述水源热泵(12)与第一保温水箱(9)、第二保温水箱(10)管路连接，所述水源热泵(12)包括热泵型压缩机(121)、板式换热器(123)，热泵型压缩机(121)外壁盘旋套接多通道热交换器(128)，多通道热交换器(128)内套接设置三根不同管径的内管(126)、中管(127)、外管(125)，热泵型压缩机(121)的高压管(122)与板式换热器(123)的氟里昂管进口相连接，板式换热器(123)的氟里昂管出口与热力膨胀阀(124)相连接，热力膨胀阀(124)的另一侧与多通道热交换器(128)的中管(127)进口相连接，中管(127)出口经过回气管(129)与热泵型压缩机(121)相连接；所述太阳能集热板(1)的高温端出液口与第一水泵(3)进液口相连，第一水泵(3)的出液口与多通道热交换器(128)的内管(126)接口相连接，内管(126)另一接口与太阳能集热板(1)的低温端进液口相连接；太阳能集热板(1)的高温端出液口与第一水泵(3)进液口之间的管路上连接设置第一加液罐(2)；空气能换热器(15)内设置翅管式换热器(16)和风机(17)，翅管式换热器(16)的出液口与多通道热交换器(128)的外管(125)进液口相连接，外管(125)出液口通过第三水泵(14)与翅管式换热器(16)的进液口相连接；外管(125)出液口与第三水泵(14)的进液口之间的管路上连接设置第二加液罐(13)；所述蓄热水箱(6)内设置管式换热器(7)，管式换热器(7)进液口与第一水泵(3)连接，管式换热器(7)出液口与多通道热交换器(128)的内管(126)接口相连接，内管(126)另一接口与太阳能集热板(1)的低温端进液口相连接，蓄热水箱(6)与第一保温水箱(9)和第二保温水箱(10)之间通过连通管(8)连接。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能空气能组合式全天候水源热泵热水系统，其特征在于，所述管式换热器(7)进液口与第一水泵(3)的连接丝口设置在蓄热水箱(6)的三分之一高度。

3.根据权利要求1所述的一种太阳能空气能组合式全天候水源热泵热水系统，其特征在于，所述蓄热水箱(6)的上端丝口与给水管(4)相连接，丝口内侧装有浮球阀(5)，蓄热水箱(6)另一侧的上端丝口低于浮球阀(5)的补水口。