CN208332724U - 蓄热单元和蓄热供热系统 - Google Patents

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石红波
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Abstract

本实用新型公开了一种蓄热单元和蓄热供热系统。包括：太阳能集热器，用于收集太阳能并对位于其内的空气进行加热；气水换热器，与所述太阳能集热器的出气口连通，以对所述气水换热器中的水进行换热；热泵机组，与所述气水换热器的出水口连通，所述热泵机组用于在所述太阳能集热器中的实际温度低于预设的第一临界温度时，对其蓄能芯体内的热量进行提取，以使得蓄存在芯体内的太阳能进一步利用。热泵机组结合空气式太阳能及相变蓄能芯体使用，当太阳能集热器内温度低于预设的第一临界温度时，对其蓄存热量进行提取，从而提高太阳能的利用率，进一步提高太阳能能量利用效率。

Description

蓄热单元和蓄热供热系统
技术领域
本实用新型涉及供热及蓄能技术领域，具体涉及一种蓄热单元和一种包括该蓄热单元的蓄热供热系统。
背景技术
相关技术中，蓄热供热系统一般包括太阳能集热模块、水力分配模块和用户末端散热模块构成。利用太阳能集热模块对其中的水进行加热，并将加热后的水经过水利分配模块分配至各散热模块。
但是，相关技术中的蓄热供热系统，存在因太阳能不足所引起的太阳能利用率偏低，这样，会导致太阳能集热模块的供热转换效率低下。
发明内容
本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种蓄热单元和一种蓄热供热系统。
为了实现上述目的，本实用新型的第一方面，提供了一种蓄热单元，包括：
太阳能集热器，用于收集太阳能并对位于其内的空气进行加热；
气水换热器，与所述太阳能集热器的出气口连通，以对所述气水换热器中的水进行换热；
热泵机组，与所述气水换热器的出水口连通，所述热泵机组用于在所述太阳能集热器中的实际温度低于预设的第一临界温度时，对所述太阳能集热器内的蓄能芯体内的热量进行提取，以使得蓄存在所述蓄能芯体内的太阳能进一步利用，以提高太阳能的利用率。
可选地，所述太阳能集热器包括：
进风联箱，用于容纳空气；
真空管，其一端与所述进风联箱连通，另一端与所述气水换热器的进气口连通；其中，
所述蓄能芯体安装在所述真空管内，所述蓄能芯体内为相变蓄能材料，用于选择性地存储和释放太阳能。
可选地，所述蓄能芯体包括蓄电池。
可选地，还包括：
谷电蓄能模块，与所述气水换热器的出水口连通，用于在所述气水换热器中的实际水温度低于预设的第二临界水温度时，对其进行加热，以使得该实际水温度满足所述预设的供水温度。
可选地，所述谷电蓄能模块包括：
加热箱，与所述气水换热器的出水口连通，所述加热箱内设置有相变蓄能材料；
电加热器，位于所述加热箱内，并在预设时间段内进行加热，以使得所述相变蓄能材料贮存能量。
可选地，还包括温度传感器和控制单元，所述控制单元与所述温度传感器、所述热泵机组的控制端均电连接；
所述温度传感器，用于分别检测所述太阳能集热器内的实际温度和所述气水换热器的实际水温度；
所述控制单元，用于接收所述太阳能集热器内的实际温度，并将所述实际温度与所述第一临界温度进行比较，当判定所述实际温度低于所述第一临界温度时，控制所述热泵机组启动制热模式；并且，
当所述蓄热单元还包括谷电蓄能模块时：
所述控制单元还与所述谷电蓄能模块的控制端电连接；
所述控制单元，还用于将所述气水换热器的实际水温度与第二临界温度进行比较，当判定所述实际水温度低于所述第二临界温度时，控制所述谷电蓄能模块启动加热模式。
本实用新型的第二方面，提供了一种蓄热供热系统，包括蓄热单元，所述蓄热单元包括前文记载的所述的蓄热单元。
可选地，还包括水利分配模块和用户端散热模块；
所述水利分配模块的进水口与所述气水换热器的出水口、所述热泵机组的出水口选择性地连通；并且，
当所述蓄热单元包括谷电蓄能模块时，所述水利分配模块的进水口还与所述谷电蓄能模块的出水口选择性地连通；
所述水利分配模块的出水口与所述散热模块的进水口连通。
可选地，所述散热模块包括暖气片、风机盘管和地暖中的至少一者。
可选地，所述散热模块的回水口与所述热泵机组的回水口连通，所述热泵机组的回水口与所述气水换热器的回水口连通。
本实用新型的蓄热单元和蓄热供热系统，蓄热单元不仅仅包括太阳能集热器，还包括热泵机组，与所述气水换热器的出水口连通，所述热泵机组用于在所述太阳能集热器中的实际温度低于预设的第一临界温度时，对其蓄能芯体内的热量进行提取，以使得蓄存在蓄能芯体内的太阳能进一步利用。热泵机组结合空气式太阳能及相变蓄能芯体使用，当太阳能集热器内温度低于预设的第一临界温度时，对其蓄存热量进行提取，从而提高太阳能的利用率，进一步提高太阳能能量利用效率。同时还可以有效保证所输出的供水温度满足预设的供水温度，在将其应用到蓄热供热系统时，可以稳定用户端散热模块的供水温度，提高用户体验。
附图说明
附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
图1为本实用新型第一实施例中蓄热供热系统的结构示意图。
附图标记说明
100：蓄热单元；
110：太阳能集热器；
111：进风联箱；
112：真空管；
120：气水换热器；
130：热泵机组；
131：压缩机；
140：谷电蓄能模块；
141：加热箱；
142：电加热器；
200：蓄热供热系统；
210：用户端散热模块。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
参考图1，本实用新型的第一方面，涉及一种蓄热单元100，该蓄热单元100包括太阳能集热器110、气水换热器120和热泵机组130。其中，所述太阳能集热器110用于收集太阳能并对位于其内的空气进行加热。也就是说，太阳能集热器110中存储有空气，这样，太阳能集热器110所收集的太阳能可以对该部分空气进行加热。
上述气水换热器120与所述太阳能集热器110的出气口连通，以对所述气水换热器120中的水进行换热，也就是说，利用加热后的所述空气对所述气水换热器120中的水进行加热。从而可以使得气水换热器120中的水快速升温。
上述热泵机组130与所述气水换热器120的出水口连通，用于在所述太阳能集热器110内的实际温度低于预设的第一临界温度时，对其进行加热，以使得该实际温度满足预设的温度。也就是说，热泵机组130并不是一直工作，而是当太阳能集热器110内的实际温度低于预设的第一临界温度时，才开始启动热泵机组130的制热功能，从而可以满足系统预设的温度。
需要说明的是，对于上述的第一临界温度和预设的供水温度均没有作出具体限定，例如，该第一临界温度可以为70℃，预设的供水温度可以是60℃或者大于60℃的任意一个值。当然，本领域技术人员可以根据实际需要，确定第一临界温度和相应地供水温度的具体温度取值。
本实施例中的蓄热单元100，不仅仅包括太阳能集热器110，还包括热泵机组130，其在太阳能集热器110内的实际温度低于预设的第一临界温度时，对太阳能集热器110中的蓄能芯体内的热量进行提取，以使得蓄存在蓄能芯体内的太阳能进一步利用。热泵机组130结合空气式太阳能及相变蓄能芯体使用，当太阳能集热器110内温度低于预设的第一临界温度时，对其蓄存热量进行提取，从而提高太阳能的利用率，进一步提高太阳能能量利用效率。同时还可以有效保证所输出的供水温度满足预设的供水温度，在将其应用到下述的蓄热供热系统200时，可以稳定用户端散热模块的供水温度，提高用户体验。
可选地，如图1所示，所述太阳能集热器110包括进风联箱111、真空管112。其中，进风联箱111用于容纳空气或者其与外界的气源连通。真空管112的一端与所述进风联箱111连通，另一端与所述气水换热器120的进气口连通。蓄能芯体安装在所述真空管112内，所述蓄能芯体内为相变蓄能材料，用于选择性地存储太阳能并选择性地释放太阳能。例如，该相变蓄能材料可以在太阳能过剩时储存热量，在太阳能不足时，释放热量，从而可以稳定地利用太阳能的热量。
可选地，所述蓄能芯体包括蓄电池。当然，蓄能芯体还可以是其他的一些蓄能结构。
可选地，蓄热单元100还包括谷电蓄能模块140。该谷电蓄能模块140与所述气水换热器120的出水口连通，用于在所述气水换热器120中的实际水温度低于预设的第二临界水温度时，对其进行加热，以使得该实际水温度满足所述预设的供水温度。
需要说明的是，对于上述的第二临界水温度没有作出具体限定，例如，该第二临界水温度可以为60℃。当然，本领域技术人员可以根据实际需要，确定第二临界水温度的具体温度取值。
本实施例中的蓄热单元100，除了具有太阳能集热器110和热泵机组130以外，还包括谷电蓄能模块140，其可以实际水温度低于第二临界水温度时，对其进行加热，以满足所述预设的供水温度。该谷电蓄能模块140可以配合热泵机组130一起对气水换热器120的水进行加热，这样，可以进一步加快空气达到供热水的转化效率，提高能量利用率，同时，在将其应用到下述的蓄热供热系统200时，还可以进一步稳定用户端散热模块的供水温度，提高用户体验。此外，利用所设置的谷电蓄能模块140，可以有效避免热泵机组130长时间工作，从而可以提高热泵机组130的使用寿命。
可选地，如图1所示，所述谷电蓄能模块140包括加热箱141和电加热器142。其中，加热箱141与所述气水换热器120的出水口连通，所述加热箱141内设置有相变蓄能材料。电加热器142位于所述加热箱141内，并在预设时间段内进行加热，以使得所述相变蓄能材料贮存能量。
具体地，上述的预设时间段可以是电价相对便宜的时间段，例如，夜间（23：00~06：00），在该时间段内，可以开启电加热器142进行加热，从而可以使得相变蓄能材料吸收电能并以热能的形式贮存起来，当实际水温度低于第二临界水温度时，相变蓄能材料可以释放所存储的热能，从而可以使得水快速升温，满足预设的供水温度要求。
可选地，上述蓄热单元100还包括温度传感器（图中并未示出）和控制单元（图中并未示出）。所述控制单元与所述温度传感器、所述热泵机组130的控制端以及所述谷电蓄能模块140的控制端均电连接。该控制单元，例如，可以是单片机等具有控制功能的电子器件。
所述温度传感器，用于分别检测所述太阳能集热器110内的实际温度和所述气水换热器120的实际水温度。
具体地，温度传感器可以设置在太阳能集热器110内，例如，在图1中温度检测点A处设置有一个温度传感器。此外，温度传感器可以设置在气水换热器120内的温度检测点B处，当然，也可以分别在热泵机组130和谷电蓄能模块140中设置温度传感器等等。
所述控制单元用于接收所述太阳能集热器110内的实际温度以及所述气水换热器120中的实际水温度，并分别将所述实际温度与第一临界温度进行比较以及将所述实际水温度与第二临界温度进行比较，当判定所述实际温度低于所述第一临界温度时，控制所述热泵机组130启动制热模式。当判定所述实际水温度低于所述第二临界温度时，控制所述谷电蓄能模块140启动加热模式。
本实用新型的第二方面，如图1所示，提供了一种蓄热供热系统200，包括蓄热单元100，所述蓄热单元100包括前文记载的所述的蓄热单元100。
本实施例中的蓄热供热系统200，其包括前文记载的蓄热单元100，该蓄热单元100不仅仅包括太阳能集热器110，还包括热泵机组130，其在太阳能集热器110内中的实际温度低于第一临界温度时，对其进行加热，从而可以满足预设的供水温度。这样，可以加快空气达到供热水的转化效率，提高能量利用率，同时还可以有效保证所输出的供水温度满足预设的供水温度，可以稳定用户端供水温度，提高用户体验。
可选地，如图1所示，蓄热供热系统200还包括水利分配模块（图中并未示出）和用户端散热模块210。其中，所述水利分配模块的进水口与所述气水换热器120的出水口、所述热泵机组130的出水口以及所述谷电蓄能模块140的出水口选择性地连通。所谓的选择性连通是指：当气水换热器120中的实际水温度在太阳能集热器110的加热作用下可以直接满足预设的供水温度时，此时，所述水利分配模块的进水口与所述气水换热器120的出水口连通。当气水换热器120中的实际水温度需要经过热泵机组130进行加热后才能够满足预设的供水温度时，此时，所述水利分配模块的进水口与所述热泵机组的出水口连通。相应地，当气水换热器120中的实际水温度需要经过谷电蓄能模块140进行加热后才能够满足预设的供水温度时，此时，所述水利分配模块的进水口与所述谷电蓄能模块140的出水口连通。
可选地，所述散热模块210包括暖气片、风机盘管和地暖中的至少一者。
可选地，如图1所示，所述散热模块210的回水口与所述热泵机组130的回水口连通，所述热泵机组130的回水口与所述气水换热器120的回水口连通。这样，散热模块210的回水可以经过热泵机组130内的压缩机131的作用，使得冷凝剂进一步汲取多余的水温，散失热量的低温水通过气水换热器120，经过太阳能集热器110再次加热，从而可以达到一个循环工作流程。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种蓄热单元，其特征在于，包括：
太阳能集热器，用于收集太阳能并对位于其内的空气进行加热；
气水换热器，与所述太阳能集热器的出气口连通，以对所述气水换热器中的水进行换热；
热泵机组，与所述气水换热器的出水口连通，所述热泵机组用于在所述太阳能集热器中的实际温度低于预设的第一临界温度时，对所述太阳能集热器内的蓄能芯体内的热量进行提取，以使得蓄存在所述蓄能芯体内的太阳能进一步利用，以提高太阳能的利用率。
2.根据权利要求1所述的蓄热单元，其特征在于，所述太阳能集热器包括：
进风联箱，用于容纳空气；
真空管，其一端与所述进风联箱连通，另一端与所述气水换热器的进气口连通；其中，
所述蓄能芯体安装在所述真空管内，所述蓄能芯体内为相变蓄能材料，用于选择性地存储和释放太阳能。
3.根据权利要求2所述的蓄热单元，其特征在于，所述蓄能芯体包括蓄电池。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的蓄热单元，其特征在于，还包括：
谷电蓄能模块，与所述气水换热器的出水口连通，用于在所述气水换热器中的实际水温度低于预设的第二临界水温度时，对其进行加热，以使得该实际水温度满足所述预设的供水温度。
5.根据权利要求4所述的蓄热单元，其特征在于，所述谷电蓄能模块包括：
加热箱，与所述气水换热器的出水口连通，所述加热箱内设置有相变蓄能材料；
电加热器，位于所述加热箱内，并在预设时间段内进行加热，以使得所述相变蓄能材料贮存能量。
6.根据权利要求1至3中任意一项所述的蓄热单元，其特征在于，还包括温度传感器和控制单元，所述控制单元与所述温度传感器、所述热泵机组的控制端均电连接；
所述温度传感器，用于分别检测所述太阳能集热器内的实际温度和所述气水换热器的实际水温度；
所述控制单元，用于接收所述太阳能集热器内的实际温度，并将所述实际温度与所述第一临界温度进行比较，当判定所述实际温度低于所述第一临界温度时，控制所述热泵机组启动制热模式；并且，
当所述蓄热单元还包括谷电蓄能模块时：
所述控制单元还与所述谷电蓄能模块的控制端电连接；
所述控制单元，还用于将所述气水换热器的实际水温度与第二临界温度进行比较，当判定所述实际水温度低于所述第二临界温度时，控制所述谷电蓄能模块启动加热模式。
7.一种蓄热供热系统，包括蓄热单元，其特征在于，所述蓄热单元包括权利要求1至6中任意一项所述的蓄热单元。
8.根据权利要求7所述的蓄热供热系统，其特征在于，还包括水利分配模块和用户端散热模块；
所述水利分配模块的进水口与所述气水换热器的出水口、所述热泵机组的出水口选择性地连通；并且，
当所述蓄热单元包括谷电蓄能模块时，所述水利分配模块的进水口还与所述谷电蓄能模块的出水口选择性地连通；
所述水利分配模块的出水口与所述散热模块的进水口连通。
9.根据权利要求8所述的蓄热供热系统，其特征在于，所述散热模块包括暖气片、风机盘管和地暖中的至少一者。
10.根据权利要求8所述的蓄热供热系统，其特征在于，所述散热模块的回水口与所述热泵机组的回水口连通，所述热泵机组的回水口与所述气水换热器的回水口连通。
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