CN206905327U - 双热源式太阳能—燃气机热泵热水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种双热源式太阳能—燃气机热泵热水系统，通过冷媒系统、余热回收系统、第一路循环、第二路循环之间通过蒸发器，热交换器等结构实现热量传递，本实用新型通过利用太阳能和燃气发动机作为双热源，通过冷媒系统、第一路循环、第二路循环之间进行热量交换，逐级提高热水温度，来使热水器的热效率达到充分提高，即使在环境温度较低、太阳光照强度较弱时，也是维持该热泵热水装置的正常工作，保持热水有持续不断的产生。

Description

双热源式太阳能—燃气机热泵热水系统

技术领域

本实用新型涉及双热源式太阳能—燃气机热泵热水系统。

背景技术

目前，随着燃气机热泵技术的不断成熟，燃气机热泵系统已经在制冷制热领域得到了较为广泛的应用。燃气发动机热泵系统相比于传统的电热泵系统具有以下优点：(1)以天然气、石油气等清洁能源作为机组能源，减少了电力资源的使用，符合节能低碳的技术要求；(2)机组运行时，大量的燃气机废热可被再次回收利用，一次能源利用率较高；(3)燃气发动机的转速可调，因此燃气机热泵系统部分负荷性能较好。传统热水器通常采用燃气燃烧或电加热的方法，能源利用效率较低，目前传统的燃气热泵热水器以室外空气作为单一热源，当冬季室外环境温度较低时，系统性能降低甚至不能满足用热水需求。

实用新型内容

为解决传统燃气热泵热水器在冬季室外环境温度较低时，系统性能降低甚至满足不了热水需求，克服现有技术的不足，提供一种双热源式太阳能—燃气机热泵热水系统，使燃气机热泵热水系统满足各种工作环境的要求，适用性较广。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种双热源式太阳能—燃气机热泵热水系统，包括燃气发动机1、压缩机2、冷凝器3、节流阀4、空气能蒸发器5、辅助蒸发器6、三通阀7、三通阀8、三通阀9、三通阀14、三通阀18、热回收换热器10、太阳能蒸发器17、循环水泵16、发动机烟气换热装置13、太阳能集热器15、太阳能换热器17、热水箱19，其中热水箱19、冷凝器3、热回收换热器10通过管道组成第一路循环；热水箱19、循环水泵16、太阳能集热器15、三通阀18通过管道组成第二路循环；燃气发动机1、发动机烟气换热装置13、循环水泵12、辅助蒸发器6、三通阀7、三通阀8、三通阀9、三通阀14通过管道组成余热回收系统；压缩机2、冷凝器3、节流阀4、三通阀14、空气能蒸发器5、太阳能蒸发器11、太阳能换热器17通过管道组成冷媒系统；冷媒系统的压缩机2将制冷剂转换成高压高温气态状态，通过冷凝器3将热量交换给第一路循环；辅助蒸发器6能将热回收系统的热量传递给冷媒系统；热回收换热器10将热回收系统的热量传递给第一路循环；第二路循环通过太阳能换热器17将部分热量传递给冷媒系统。

优选地，热水箱上分别设置有连接第一路循环的管道和连接第二路循环的管道的接口，热水箱上还设置有补水口和出水口。

优选地，冷凝器3和热回收换热器10为板式或壳管式热交换器。

优选地，热交换器循环水管上装有补水阀和自动阀气阀。

优选地，空气能蒸发器5以空气为热源，太阳能蒸发器17以太阳能为热源。

本实用新型通过利用太阳能和燃气发动机作为双热源，通过冷媒系统、第一路循环、第二路循环之间进行热量交换，逐级提高热水温度，来使热水器的热效率达到充分提高，即使在环境温度较低、太阳光照强度较弱时，也是维持该热泵热水装置的正常工作，保持热水有持续不断的产生。

附图说明

图1为本实用新型的示意图；

图中：1.燃气发动机，2.压缩机，3.冷凝器，4.节流阀，5.空气能蒸发器、6.辅助蒸发器，7、8、9、14、18.三通阀，10.热回收换热器，11.太阳能蒸发器，12、16.循环水泵，13.发动机烟气换热装置，15.太阳能集热器，17.太阳能换热器，19.热水箱。

具体实施方式

为了使本实用新型采用的技术手段、创新特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

实施例一，如图1所示，本实施例的双热源式太阳能—燃气机热泵热水系统双热源式太阳能—燃气机热泵热水系统，包括燃气发动机1、压缩机2、冷凝器3、节流阀4、空气能蒸发器5、辅助蒸发器6、三通阀7、三通阀8、三通阀9、三通阀14、三通阀18、热回收换热器10、太阳能蒸发器17、循环水泵16、发动机烟气换热装置13、太阳能集热器15、太阳能换热器17、热水箱19，其中热水箱19、冷凝器3、热回收换热器10通过管道组成第一路循环；热水箱19、循环水泵16、太阳能集热器15、三通阀18通过管道组成第二路循环；燃气发动机1、发动机烟气换热装置13、循环水泵12、辅助蒸发器6、三通阀7、三通阀8、三通阀9、三通阀14通过管道组成余热回收系统；压缩机2、冷凝器3、节流阀4、三通阀14、空气能蒸发器5、太阳能蒸发器11、太阳能换热器17通过管道组成冷媒系统；冷媒系统的压缩机2将制冷剂转换成高压高温气态状态，通过冷凝器3将热量交换给第一路循环；辅助蒸发器6能将热回收系统的热量传递给冷媒系统；热回收换热器10将热回收系统的热量传递给第一路循环；第二路循环通过太阳能换热器17将部分热量传递给冷媒系统。

双热源式太阳能—燃气机热泵热水系统，根据室外空气温度和太阳光照情况有以下三种工作模式：

当太阳辐射较强势，仅利用太阳能加热热水即可满足需求，热水箱第一路循环管道关闭，第二路循环水管开启，循环水泵16开启，太阳能集热器15收集的热量用来直接加热热水箱19中的水；

当遇到阴雨雪天气，太阳辐射强度很小时，开启燃气机热泵机组，使用以空气能蒸发器5为主的环路制取热水，热水箱19连接的第一路循环管道开启，第二路循环的管道关闭，循环水泵16关闭，热水箱19中的水一次经过冷凝器3和热回收换热器10，温度逐渐升高。

当外界条件介于上述两者之间时，先由太阳能集热器15获得温度较低的热水，并将其作为热泵低温热源制取所需热水。热水箱19第一路循环管道开启，第二路循环管道关闭。

余热回收系统的热水根据环境温度和热水水温有以下四种循环模式：

当余热回收系统的管道内的循环水温度较低时，为了不影响发动机性能，调节三通阀7，使余热回收系统的循环水在第一闭合回路循环使余热回收循环水温度吸热升温。

当余热回收系统的循环水温度达到设定值时，调节三通阀7与三通阀8，三通阀8使之与热回收换热器10、循环水泵12连接构成第二闭合回路，

当冬季外界气温低于设定值时，再次调节三通阀8使之与辅助蒸发器6连接，辅助蒸发器6的另一端连接到空气能蒸发器5的除霜管道连接，除霜管道另一端连接至发动机热回收循环水管的入口。

冷媒系统内的循环质可为R134a、R22、R407C、R401A等常见制冷剂。

本实用新型双热源式太阳能—燃气机热泵热水系统，根据室外空气温度和太阳光照情况实现两种热源的切换和热水流向的切换，即使在环境温度较低、太阳光照强度较弱时，也是维持该热泵热水装置的正常工作，保持热水有持续不断的产生。

以上所述仅为本实用新型实施案例，非因此即局限本实用新型的专利范围，故举凡用本实用新型说明书及图式内容所为的简易变化及等效变换，均应包含于本实用新型的专利范围内。

Claims (5)

1.双热源式太阳能—燃气机热泵热水系统，包括燃气发动机1、压缩机2、冷凝器3、节流阀4、空气能蒸发器5、辅助蒸发器6、三通阀7、三通阀8、三通阀9、三通阀14、三通阀18、热回收换热器10、太阳能蒸发器17、循环水泵16、发动机烟气换热装置13、太阳能集热器15、太阳能换热器17、热水箱19，其特征在于：所述热水箱19、冷凝器3、热回收换热器10通过管道组成第一路循环；

所述热水箱19、循环水泵16、太阳能集热器15、三通阀18通过管道组成第二路循环；

所述燃气发动机1、发动机烟气换热装置13、循环水泵12、辅助蒸发器6、三通阀7、三通阀8、三通阀9、三通阀14通过管道组成余热回收系统；

所述压缩机2、冷凝器3、节流阀4、三通阀14、空气能蒸发器5、太阳能蒸发器11、太阳能换热器17通过管道组成冷媒系统；

所述冷媒系统的压缩机2将制冷剂转换成高压高温气态状态，通过冷凝器3将热量交换给第一路循环；

所述辅助蒸发器6能将热回收系统的热量传递给冷媒系统；

所述热回收换热器10将热回收系统的热量传递给第一路循环；

所述第二路循环通过太阳能换热器17将部分热量传递给冷媒系统。

2.根据权利要求1所述的双热源式太阳能—燃气机热泵热水系统，其特征在于：所述热水箱上分别设置有连接第一路循环的管道和连接第二路循环的管道的接口，所述热水箱上还设置有补水口和出水口。

3.根据权利要求1所述双热源式太阳能—燃气机热泵热水系统，其特征在于，冷凝器3和热回收换热器10为板式或壳管式热交换器。

4.根据权利要求2所述双热源式太阳能—燃气机热泵热水系统，其特征在于，热交换器循环水管上装有补水阀和自动阀气阀。

5.根据权利要求4所述双热源式太阳能—燃气机热泵热水系统，其特征在于：所述空气能蒸发器5以空气为热源，所述太阳能蒸发器17以太阳能为热源。