CN209246235U - 一种太阳能与空气源热泵的联合供热系统 - Google Patents

一种太阳能与空气源热泵的联合供热系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种太阳能与空气源热泵的联合供热系统，包括太阳能集热器、保温混水箱、恒温水箱和空气源热泵，保温混水箱的内部设置有温度感应器和搅拌器，太阳能集热器安装在可自动跟踪太阳位置的装置上，恒温水箱的侧壁上设置有进水口和热水取用口，进水口通过管道与保温混水箱的热水出口连通，太阳能集热器从上到下依次包括透明防护层、光伏层和导热板，透明防护层和光伏层间隔设置，导热板紧贴光伏层的下表面，导热板的下方依次设置有预热器和保温层，预热器的进气端与空气连通，出气端通过预热管道与空气源热泵的进气口连通。本实用新型使用成本低，供热稳定，制热效率高，具有显著的经济价值和社会价值。

Description

一种太阳能与空气源热泵的联合供热系统
技术领域
本实用新型涉及供热技术领域，具体涉及一种太阳能与空气源热泵的联合供热系统。
背景技术
目前使用较多的供热源有电能、太阳能和空气源热泵，几种热源各自具有自身的优缺点，电能供热系统工作稳定，但是电能消耗较大，在长期的使用过程中电费较高；太阳能供热取用太阳能，但其易受到天气变化的影响，难以保证全天候的供热，在阴雨天、下雪天、夜晚就不能工作，在我国的很多地区电能供热系统的电辅助装置工作时间要超过40％，因而其实际运用和节能效果受到很大影响，且太阳能电池的光电转化率不到20％，剩余80％以上的能量均以热能的形式散失掉了，而产生的热能又使太阳能电池的性能下降，进一步降低了太阳能的利用率，极大的限制了太阳能的应用；空气源热泵是一种高效节能系统，可以从环境低温热源吸收大量的热能，经热泵循环后制取热水，有着制热效率高、安全性能好、使用寿命长和安装方便的特点，可以全天生产热水，但是相对于太阳能供热来说，空气源热泵的使用需要消耗电能，若是低温热源的温度较低，那么热泵的供热能效也较为低下。因此，研制开发一种使用成本低，供热稳定，制热效率高的太阳能与空气源热泵的联合供热系统是客观需要的。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种使用成本低，供热稳定，制热效率高的太阳能与空气源热泵的联合供热系统。
本实用新型的目的是这样实现的，包括太阳能集热器、保温混水箱、恒温水箱和空气源热泵，保温混水箱的顶部设置有补水管，侧壁的上部设置有第一热水进口和第二热水进口，下部设置有第一冷水出口和第二冷水出口，中部设置有热水出口，保温混水箱的内部设置有温度感应器和搅拌器，太阳能集热器安装在可自动跟踪太阳位置的装置上，太阳能集热器的进水端通过第一回水管与第一冷水出口连接，出水端通过第一出水管与第一热水进口连接，空气源热泵的进水端通过第二回水管与第二冷水出口连接，出水端通过第二出水管与第二热水进口连接，恒温水箱的侧壁上设置有进水口和热水取用口，进水口通过管道与保温混水箱的热水出口连通。
太阳能集热器从上到下依次包括透明防护层、光伏层和导热板，透明防护层和光伏层间隔设置，导热板紧贴光伏层的下表面，导热板的下方依次设置有预热器和保温层，预热器的进气端与空气连通，出气端通过预热管道与空气源热泵的进气口连通。
进一步的，温度感应器的数量为2～3个，沿保温混水箱的高度方向均匀布置。
进一步的，预热器为呈蛇形布置的铜质盘管，铜质盘管的每相邻两管之间的空隙内布置有数块散热片，散热片的上端与导热板的下表面连接。
进一步的，铜质盘管为翅片管。
进一步的，恒温水箱的内部设置有电加热元件。
本实用新型使用太阳能和空气源热泵联合供热，其中以太阳能供热为主，空气源热泵供热为辅助，克服太阳能供热时间歇性问题，可以保证全天的供热，且使用成本低，同时，在太阳能集热器中设置了预热器，充分利用太阳能集热器散发的热量对空气进行加热，再将这些空气输送到空气源热泵，加快了制热速度，提高了空气源热泵的制热效率，在这一过程中还避免了太阳能电池的温度升温过高而降低性能的问题，其次，由于太阳能和空气源热泵加热后的热水温度不同，将这两种热水同时加入保温混水箱中利用搅拌器搅拌混合，混合均匀后通入恒温水箱贮存待用，避免人们用到的热水温度不稳定的问题，另外，保温混水箱中的水可返回到太阳能集热器和空气源热泵中再次进行加热，有效节约水资源。本实用新型使用成本低，供热稳定，制热效率高，具有显著的经济价值和社会价值。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型太阳能集热器1的结构示意图。
图中：1-太阳能集热器，2-保温混水箱，3-恒温水箱，4-空气源热泵，5-补水管，61-第一热水进口，62-第二热水进口，71-第一冷水出口，72-第二冷水出口，8-热水出口，9-温度感应器，10-搅拌器，11-第一回水管，12-第一出水管，13-第二回水管，14-第二出水管，15-进水口，16-热水取用口，17-透明防护层，18-光伏层，19-导热板，20-预热器，21-保温层，22-预热管道，23-进气口，24-散热片，25-电加热元件。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，但不以任何方式对本实用新型加以限制，基于本实用新型教导所作的任何变更或改进，均属于本实用新型的保护范围。
如图1～2所示，本实用新型包括太阳能集热器1、保温混水箱2、恒温水箱3和空气源热泵4，空气源热泵4为市面上现有的设备，保温混水箱2的顶部设置有补水管5，侧壁的上部设置有第一热水进口61和第二热水进口62，下部设置有第一冷水出口71和第二冷水出口72，中部设置有热水出口8，保温混水箱2的内部设置有温度感应器9和搅拌器10，太阳能集热器1安装在可自动跟踪太阳位置的装置上，太阳能集热器1的进水端通过第一回水管11与第一冷水出口71连接，出水端通过第一出水管12与第一热水进口61连接，空气源热泵4的进水端通过第二回水管13与第二冷水出口72连接，出水端通过第二出水管14与第二热水进口62连接，恒温水箱3的侧壁上设置有进水口15和热水取用口16，进水口15通过管道与保温混水箱2的热水出口8连通。太阳能集热器1从上到下依次包括透明防护层17、光伏层18和导热板19，透明防护层17和光伏层18间隔设置，导热板19紧贴光伏层18的下表面，导热板19的下方依次设置有预热器20和保温层21，预热器20的进气端与空气连通，出气端通过预热管道22与空气源热泵4的进气口23连通，太阳能集热器1的其余结构为市面上现有的结构。
本实用新型的使用过程是：预热器20将外界的空气吸入内部，吸收光伏层18散发的热量，使得空气温度升高，随后通入空气源热泵4，加快供热效率，在相同的时间、相同的电能消耗下，产生更多的热能，从而提高空气源热泵4产生的热水温度，产生的热水则通过第二出水管14通入到保温混水箱2中，同时，从太阳能集热器1中产生的热水通过第一出水管12通入到保温混水箱2中，在搅拌器10的作用下，保温混水箱2中的热水混合均匀，得到水温均匀的热水，在将混合均匀的热水通入到恒温水箱3中贮存待用，人们在需要时可以直接从恒温水箱3中取到水温稳定的热水。当保温混水箱2中的水温有所下降后，保温混水箱2中的水可以从第一回水管11回流到太阳能集热器1中，也可以从第二回水管13回来到空气源热泵4中，再次进行加热，依次循环。
温度感应器9的数量为2～3个，沿保温混水箱2的高度方向均匀布置，太阳能集热器1和空气源热泵4产生的热水一同通入保温混水箱2后，需在保温混水箱2混合均匀，形成温度均匀的热水，设置多个温度感应器9后，可以掌握到保温混水箱2内部各处的水温。
预热器20为呈蛇形布置的铜质盘管，铜质盘管的每相邻两管之间的空隙内布置有数块散热片24，散热片24的上端与导热板19的下表面连接。铜质盘管为翅片管，太阳能集热器1中光伏层18的热量散热不好可能既会影响到太阳能电池的性能，又会影响到预热器20的预热效果，设置的铜质盘管具有优良的导热性能，可将热量快速的传递到内部的空气，散热片24则可以加快光伏层18的散热速度，加快散热效率，优选的，铜质盘管为翅片管，可以进一步提高预热效率。
恒温水箱3的内部设置有电加热元件25，在太阳能集热器1和空气源热泵4均不能正常运行供热的特殊情况下，为保障人们对热水的需求，可使用电加热元件25对恒温水箱3内的水进行加热。

Claims (5)

1.一种太阳能与空气源热泵的联合供热系统，其特征在于: 包括太阳能集热器（1）、保温混水箱（2）、恒温水箱（3）和空气源热泵（4），所述保温混水箱（2）的顶部设置有补水管（5），侧壁的上部设置有第一热水进口（61）和第二热水进口（62），下部设置有第一冷水出口（71）和第二冷水出口（72），中部设置有热水出口（8），保温混水箱（2）的内部设置有温度感应器（9）和搅拌器（10），所述太阳能集热器（1）安装在可自动跟踪太阳位置的装置上，太阳能集热器（1）的进水端通过第一回水管（11）与第一冷水出口（71）连接，出水端通过第一出水管（12）与第一热水进口（61）连接，所述空气源热泵（4）的进水端通过第二回水管（13）与第二冷水出口（72）连接，出水端通过第二出水管（14）与第二热水进口（62）连接，所述恒温水箱（3）的侧壁上设置有进水口（15）和热水取用口（16），进水口（15）通过管道与保温混水箱（2）的热水出口（8）连通；
所述太阳能集热器（1）从上到下依次包括透明防护层（17）、光伏层（18）和导热板（19），透明防护层（17）和光伏层（18）间隔设置，导热板（19）紧贴光伏层（18）的下表面，导热板（19）的下方依次设置有预热器（20）和保温层（21），所述预热器（20）的进气端与空气连通，出气端通过预热管道（22）与空气源热泵（4）的进气口（23）连通。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能与空气源热泵的联合供热系统，其特征在于：所述温度感应器（9）的数量为2～3个，沿保温混水箱（2）的高度方向均匀布置。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能与空气源热泵的联合供热系统，其特征在于：所述预热器（20）为呈蛇形布置的铜质盘管，铜质盘管的每相邻两管之间的空隙内布置有数块散热片（24），散热片（24）的上端与导热板（19）的下表面连接。
4.根据权利要求3所述的一种太阳能与空气源热泵的联合供热系统，其特征在于：所述铜质盘管为翅片管。
5.根据权利要求1所述的一种太阳能与空气源热泵的联合供热系统，其特征在于：所述恒温水箱（3）的内部设置有电加热元件（25）。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114353455A (zh) * 2021-12-08 2022-04-15 亳州职业技术学院 一种烘干系统及其控制方法

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