CN208652942U - 一种太阳能热泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种太阳能热泵，特别是一种应用于新能源开发领域的太阳能热泵。本实用新型的太阳能热泵包括太阳能集热器、储水箱、热泵和热水供应管，储水箱顶部设置有热水口，热水口与热水供应管连通，储水箱底部设置有第一出水口，第一出水口与太阳能集热器的进口连接，第一出水口与太阳能集热器的进口之间设置有热水器热水循环泵，储水箱中部设置有第一进水口，所述第一进水口与太阳能集热器的出口连通，储水箱中部设置有第二出水口，第二出水口与热泵的进口连接，第二出水口与热泵的进口之间设置有水泵，热泵与热水供应管连接，热水供应管上设置有用水口。本申请环保，资源利用效率高，并且可以长期稳定地满足人们对热需求量。

Description

一种太阳能热泵

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能热泵，特别是一种应用于新能源开发领域的一种太阳能热泵。

背景技术

在现有技术中，太阳能由于其清洁无污染，并具有取之不尽用之不竭的优点，受到人们的重视，随着科技的进步，太阳能相关技术发展迅速，将太阳能直接转化成电能和热能的技术已经日渐成熟，有逐渐取代传统能源和核能将成为全球能源主流的趋势。但是由于现有技术的局限，太阳能的利用受环境影响较大，在阳光充足的地方大阳能可以作为长期稳定可靠的能源供应方式，而在阳光不够充足的地方或环境中，太阳能的作为能源的长期稳定性不足，并且人们对热量的需求也随时变化，因此现有的太阳能设备还无法保证随时为人们提供满足需求的热能。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种环保，资源利用效率高，并且可以长期稳定地满足人们对热需求量的太阳能热泵。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的太阳能热泵包括太阳能集热器、储水箱、热泵和热水供应管，所述储水箱顶部设置有热水口，所述热水口与热水供应管连通，所述储水箱底部设置有第一出水口，所述第一出水口与太阳能集热器的进口连接，所述第一出水口与太阳能集热器的进口之间设置有热水器热水循环泵，所述储水箱中部设置有第一进水口，所述第一进水口与太阳能集热器的出口连通，所述储水箱中部设置有第二出水口，所述第二出水口与热泵的进口连接，所述第二出水口与热泵的进口之间设置有水泵，所述热泵的热水出口与热水供应管连接，所述热水供应管上设置有用水口。

进一步的是，还包括加热管，所述加热管一端与热泵的出口连通，另一端与热水供应管连接，所述水泵和热泵之间设置有第一阀门，所述热水供应管上从储水箱到用水口方向依次设置有第二阀门和第三阀门，所述热水供应管与加热管的接口位于第二阀门和第三阀门之间。

进一步的是，还包括进水管和控制器，所述进水管与储水箱的底部连通，所述用水口，供水口和储水箱中设置有水温传感器，所述控制器的信号输入端与水温传感器的信号输出端连接，所述控制器的信号输出端与第一阀门，第二阀门，第三阀门，热水循环泵以及水泵的控制信号输入端连接。

进一步的是，所述储水箱内设有三个以上的水温传感器。

进一步的是，所述热泵由依次循环连接的冷凝器、压缩机、蒸发器和膨胀阀组成，所述第一阀门为三通阀，其三个接口分别与水泵，冷凝器和蒸发器连接。

进一步的是，所述压缩机为变容量压缩机。

进一步的是，所述储水箱为双层不锈钢保温储水箱。

进一步的是，所述太阳能集热器为平板型太阳能集热器或者全玻璃真空管集热器或者U型管式真空管集热器或者热管式真空管集热器或直流式真空管集热器。

进一步的是，所述储水箱上覆盖有防热材料。

进一步的是，在管路中设置有流量传感器。

本实用新型的有益效果是：本申请将太阳能和热泵联合运行，由热水器热水循环泵将低温水泵送至太阳能集热器加热后，热水由储水箱中部的第一进水口进入储水箱中存储。由于热水的密度比冷水的密度小，所以热水会在储水箱上面。当太阳光充足，从太阳光吸收得到的热量能够满足人们需求时，热泵关闭，经过太阳能加热后的热水从储水箱的热水口直接由热水供应管输送至用水口处。当阳光不够充足，或者用户的需求量变大时，开启热泵，储水箱中的水从中部的第二出水口进入热泵，经过热泵加热后从热泵的出水口经由热水供应管进入用水口。采用本申请的方案可以根据用户的实际用热需求快速调整太阳能和热泵的联合供热方式，既使太阳能得到充分利用，又保证了在用户需求不断变化的情况下也可以保证热量长期稳定的供应。

附图说明

图1是本申请的结构示意图；

图中零部件、部位及编号：太阳能集热器1、热水器热水循环泵12、储水箱2、第一出水口21、第一进水口22、第二出水口23、热水口24、热泵3、冷凝器31、压缩机32、蒸发器33、膨胀阀34、水泵5、第一阀门61、第二阀门62、第三阀门63、加热管72、热水供应管73、进水管75、流量传感器8、用水口9、供水口10。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，为解决上述技术问题，本实用新型采用的太阳能热泵包括太阳能集热器1、储水箱2、热泵3和热水供应管73，所述储水箱2顶部设置有热水口24，所述热水口24与热水供应管73连通，所述储水箱2底部设置有第一出水口21，所述第一出水口21与太阳能集热器1的进口连接，所述第一出水口21与太阳能集热器1的进口之间设置有热水器热水循环泵12，所述水箱中部设置有第一进水口22，所述第一进水口22与太阳能集热器1的出口连通，所述储水箱2中部设置有第二出水口23，所述第二出水口23与热泵3的进口连接，所述第二出水口23与热泵3的进口之间设置有水泵5，所述热泵3的热水出口与热水供应管73连接，所述热水供应管73上设置有用水口9。本申请将太阳能和热泵3联合运行，由热水器热水循环泵12将低温水泵5送至太阳能集热器1加热后，热水由储水箱2中部的第一进水口22进入储水箱2中存储。由于热水的密度比冷水的密度小，所以热水会在储水箱2上面。当太阳光充足，从太阳光吸收得到的热量能够满足人们需求时，热泵3关闭，经过太阳能加热后的热水从储水箱2的热水口24直接由热水供应管73输送至用水口9处。当阳光不够充足，或者用户的需求量变大时，开启热泵3，储水箱2中的水从中部的第二出水口23进入热泵3，经过热泵3加热后从热泵3的出水口经由热水供应管73进入用水口9。采用本申请的方案可以根据用户的实际用热需求快速调整太阳能和热泵3的联合供热方式，既使太阳能得到充分利用，又保证了在用户需求不断变化的情况下也可以保证热量长期稳定的供应。

还包括加热管72，所述加热管72一端与热泵3的出口连通，另一端与热水供应管73连接，所述水泵5和热泵3之间设置有第一阀门61，所述热水供应管73上从储水箱2到用水口9方向依次设置有第二阀门62和第三阀门63，所述热水供应管73与加热管72的接口位于第二阀门62和第三阀门63之间。本申请在管路中设置三个阀门，通过三个阀门的开闭来调节装置供热的方式。通常情况下，关闭第一阀门61，打开第二阀门62、第三阀门63，储水箱2的水通过热水器热水循环泵12在太阳能作用下，通过第一进水口22进入储水箱2，热水的密度比冷水的密度小，所以会在储水箱2上面，热水从热水口24经过第二阀门62、第三阀门63到用水口9；如果室外空气温度在当时较低或有雨水时，即太阳能热水温度低于目标热水温度时，它不符合用户的热水需求，则启动热泵3。在这种情况下，打开第一阀门61和第三阀门63，关闭第二阀门62，储水箱2的水从第二出口出来经过热水泵5、第一阀门61到用水口9。

还包括进水管75和控制器，所述进水管75与储水箱2的底部连通，所述用水口9，供水口10和储水箱2中设置有水温传感器，所述控制器的信号输出端与水温传感器的信号输入端连接，所述控制器的信号输出端与第一阀门61，第二阀门62，第三阀门63，热水循环泵以及水泵5的控制信号输入端连接。其中第一阀门61，第二阀门62，第三阀门63可以采用电磁阀，控制器的信号输出端与电磁阀的控制信号输入端电连接。控制器用于接收传感器的水温信息，并根据信息进行相关计算。用户也可以向控制器中输入热水目标温度设定值。基于设在储水箱2内的水温传感器和设在供水口10的水温传感器监测的数据可以计算出蓄热量。根据用户的信息和水的使用情况可以预测热水供应的水量要求。具体实施时控制器可以选用PLC、工控机、单片机。为控制热水器热水循环泵12和热水泵5的转速，可用控制器调节热水器热水循环泵12和热水泵5。在管路中设置有流量传感器8，可以实时测得管路内的水流量。

所述热泵3由依次循环连接的冷凝器31、压缩机32、蒸发器33和膨胀阀4组成，所述第一阀门61为三通阀，其三个接口分别与水泵5，冷凝器31和蒸发器33连接。加热泵3、第一阀门61分为两路，一路通过冷凝器31进入述储水箱2顶部的热水口24，形成第一回路，另一路通过蒸发器33进入储水箱2底部的冷水口，形成第二回路。

所述压缩机32为变容量压缩机32。采用变容量压缩机32可以调节压缩机32功率，降低其功耗，节约能源。

所述储水箱2为双层不锈钢保温储水箱2。采用双层不锈钢保温储水箱2可以有效保持水温，节省了能源。

具体实施时太阳能集热器1可以采用平板型太阳能集热器1、玻璃真空管集热器、U型管式真空管集热器、热管式真空管集热器、直流式真空管集热器等。

所述储水箱2内设有三个以上的水温传感器。采用三个以上的水温传感器，可以减少测量误差，通过水温测量的准确性。

所述储水箱2上覆盖有防热材料。为了提高安全性，在储水箱2上覆盖防热材料，避免储水上外部温度过高。

Claims (10)

1.一种太阳能热泵，其特征在于：包括太阳能集热器(1)、储水箱(2)、热泵(3)和热水供应管(73)，所述储水箱(2)顶部设置有热水口(24)，所述热水口(24)与热水供应管(73)连通，所述储水箱(2)底部设置有第一出水口(21)，所述第一出水口(21)与太阳能集热器(1)的进口连接，所述第一出水口(21)与太阳能集热器(1)的进口之间设置有热水器热水循环泵(12)，所述储水箱(2)中部设置有第一进水口(22)，所述第一进水口(22)与太阳能集热器(1)的出口连通，所述储水箱(2)中部设置有第二出水口(23)，所述第二出水口(23)与热泵(3)的进口连接，所述第二出水口(23)与热泵(3)的进口之间设置有水泵(5)，所述热泵(3)的热水出口与热水供应管(73)连接，所述热水供应管(73)上设置有用水口(9)。

2.如权利要求1所述的一种太阳能热泵，其特征在于：还包括加热管(72)，所述加热管(72)一端与热泵(3)的出口连通，另一端与热水供应管(73)连接，所述水泵(5)和热泵(3)之间设置有第一阀门(61)，所述热水供应管(73)上从储水箱(2)到用水口(9)方向依次设置有第二阀门(62)和第三阀门(63)，所述热水供应管(73)与加热管(72)的接口位于第二阀门(62)和第三阀门(63)之间。

3.如权利要求2所述的一种太阳能热泵，其特征在于：还包括进水管(75)和控制器，所述进水管(75)与储水箱(2)的底部连通，所述用水口(9)，供水口(10)和储水箱(2)中设置有水温传感器，所述控制器的信号输入端与水温传感器的信号输出端连接，所述控制器的信号输出端与第一阀门(61)，第二阀门(62)，第三阀门(63)，热水循环泵以及水泵(5)的控制信号输入端连接。

4.如权利要求3所述的一种太阳能热泵，其特征在于：所述储水箱(2)内设有三个以上的水温传感器。

5.如权利要求3所述的一种太阳能热泵，其特征在于：所述热泵(3)由依次循环连接的冷凝器(31)、压缩机(32)、蒸发器(33)和膨胀阀(4)组成，所述第一阀门(61)为三通阀，其三个接口分别与水泵(5)，冷凝器(31)和蒸发器(33)连接。

6.如权利要求5所述的一种太阳能热泵，其特征在于：所述压缩机(32)为变容量压缩机(32)。

7.如权利要求1所述的一种太阳能热泵，其特征在于：所述储水箱(2)为双层不锈钢保温储水箱(2)。

8.如权利要求1所述的一种太阳能热泵，其特征在于：所述太阳能集热器(1)为平板型太阳能集热器(1)或者全玻璃真空管集热器或者U型管式真空管集热器或者热管式真空管集热器或直流式真空管集热器。

9.如权利要求1所述的一种太阳能热泵，其特征在于：所述储水箱(2)上覆盖有防热材料。

10.如权利要求1所述的一种太阳能热泵，其特征在于：在管路中设置有流量传感器(8)。