CN211204465U - 一种开式太阳能闭式承压空气能中央热水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种开式太阳能闭式承压空气能中央热水系统，涉及热能综合利用领域，其技术方案要点是：包括太阳能集热系统、空气能加热系统、加热水箱和储热单元组，加热水箱和储热单元组之间相通有连接管道和循环水管，连接管道连通有供水管道，储热单元组还连通有回水管道，太阳能集热系统包括太阳能集热器和保温水箱，太阳能集热器和保温水箱之间连通有出水管一和进水管一，出水管一和进水管一上均安装有第二阀门，保温水箱与加热水箱之间连通有出水管二和进水管二。本实用新型通过太阳能集热系统和空气能加热系统的配合使用，能将两种能源的优势充分发挥出来组成最佳组合。

Description

一种开式太阳能闭式承压空气能中央热水系统

技术领域

本实用新型涉及热能综合利用领域，更具体地说，它涉及一种开式太阳能闭式承压空气能中央热水系统。

背景技术

太阳能集热器是一种将太阳的辐射能转换为热能的设备,是组成各种太阳能热利用系统的关键部件，太阳能系统分为开式系统和闭式系统，开式太阳能系统成本低，技术成熟，热效率高，使用寿命长久，闭式太阳能系统采用超导热管，为间接换热，热效率低，成本高，真空管因热量散发问题使得真空度衰减造成使用寿命不及开式系统，在综合技术性能上闭式系统不及开式系统，但开式系统因不承压，用水舒适度低而被诟病，而现有空气能热泵是按照“逆卡诺”原理工作的，即通过压缩机系统运转工作，吸收空气中热量制造热水，现将开式太阳能的高效率与步进循环闭式承压空气能的高舒适度两种能源的优势结合在一起组成一个系统。

实用新型内容

本实用新型的目的就在为了解决上述的问题而提供一种开式太阳能闭式承压空气能中央热水系统，将开式太阳能的高效率与步进循环闭式承压空气能的高舒适度两种能源的优势结合在一起组成一个系统，其节能效果是目前所有热水设备中最为节能和舒适度最高的。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种开式太阳能闭式承压空气能中央热水系统，包括太阳能集热系统、空气能加热系统、加热水箱和储热单元组，所述太阳能集热系统和空气能加热系统用于对加热水箱内的水进行加热，所述加热水箱和储热单元组之间相通有连接管道和循环水管，所述连接管道连通有供水管道，位于供水管道和加热水箱之间的所述连接管道以及位于供水管道和储热单元组之间的所述连接管道上均设有第一阀门，所述储热单元组还连通有回水管道，所述太阳能集热系统包括太阳能集热器和保温水箱，所述太阳能集热器和保温水箱之间连通有出水管一和进水管一，所述出水管一和进水管一上均安装有第二阀门，所述保温水箱与加热水箱之间连通有出水管二和进水管二，所述出水管二上安装有循环泵一。

通过采用上述技术方案，通过设置太阳能集热系统和空气能加热系统，太阳能集热系统在有阳光时吸收太阳光进行制热，保温水箱内置热交换盘管，通过温差循环制热方式将热量聚集在保温水箱内，当保温水箱内水温高于加热水箱内水温且两者温差达到设定值时，可启动保温水箱和加热水箱之间的出水管二上的循环泵一，将保温水箱内的热量置换到保温水箱中，温差下降到一定度时停止换热，等下个温差达到设定值时再进行换热，同时通过空气能加热系统的步进式加热原理将太阳能的热量储存到储热单元组中，这样不但将开式太阳能热水压力转换成闭式热水系统压力，同时将太阳能制热的能量替换空气能制热能量，大大节约能源费用；而在阴雨天气太阳能热量不足时，空气能加热系统对加热水箱内的水进行加热，两者配合使用，能将两种能源的优势充分发挥出来组成最佳组合。

本实用新型进一步设置为：所述空气能加热系统包括空气能热泵机组，所述空气能热泵机组与加热水箱之间连通有出水管三和进水管三，所述出水管三和进水管三均安装有第三阀门，所述进水管三上还安装有循环泵二。

本实用新型进一步设置为：所述回水管道连通有热水回水管和冷水进水管，所述热水回水管和冷水进水管均安装有第四阀门、第一止回阀和压力表，所述热水回水管上还安装有回水泵。

本实用新型进一步设置为：所述循环水管上设有用于控制储热单元组中的水进行循环加热的控制组件。

本实用新型进一步设置为：所述控制组件包括安装在循环水管上的第二止回阀、循环泵三和两个第五阀门，所述第二止回阀和循环泵三位于两个第五阀门之间。

通过采用上述技术方案，通过设置两个第五阀门，使得水流动控制效果更好。

本实用新型进一步设置为：所述储热单元组包括若干个串联的储热水箱。

通过采用上述技术方案，通过设置由多个储热水箱组成的储热单元组，即将一个大容量的水箱分成若干分布式布置的储热水箱，使得每平米建筑承重负荷变小，进而能大大减轻建筑荷载，无需对建筑承重结构进行大的改造，从而节省成本。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

通过设置太阳能集热系统和空气能加热系统，太阳能集热系统在有阳光时吸收太阳光进行制热，保温水箱内置热交换盘管，通过温差循环制热方式将热量聚集在保温水箱内，当保温水箱内水温高于加热水箱内水温且两者温差达到设定值时，可启动保温水箱和加热水箱之间的出水管二上的循环泵一，将保温水箱内的热量置换到保温水箱中，温差下降到一定度时停止换热，等下个温差达到设定值时再进行换热，同时通过空气能加热系统的步进式加热原理将太阳能的热量储存到储热单元组中，这样不但将开式太阳能热水压力转换成闭式热水系统压力，同时将太阳能制热的能量替换空气能制热能量，大大节约能源费用；而在阴雨天气太阳能热量不足时，空气能加热系统对加热水箱内的水进行加热，两者配合使用，能将两种能源的优势充分发挥出来组成最佳组合。

附图说明

图1为本实用新型一种开式太阳能闭式承压空气能中央热水系统的结构示意图。

附图标记：1、加热水箱；2、第一阀门；3、连接管道；4、控制组件；41、第五阀门；42、第二止回阀；43、循环泵三；5、循环水管；6、回水管道；7、储热水箱；8、热水回水管；9、冷水进水管；10、供水管道；11、回水泵；12、压力表；13、第一止回阀；14、第四阀门；15、出水管三；16、空气能热泵机组；17、第三阀门；18、循环泵二；19、循环泵一；20、出水管二；21、进水管二；22、太阳能集热器；23、进水管一；24、保温水箱；25、出水管一；26、第二阀门；27、进水管三。

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所示，一种开式太阳能闭式承压空气能中央热水系统，包括太阳能集热系统、空气能加热系统、加热水箱1和储热单元组，储热单元组包括2-6个串联的储热水箱7，可按串联路径依次命名为储热水箱A、储热水箱B、储热水箱C、储热水箱D、储热水箱E、储热水箱F，当单组储热单元组容量不够时可同步增加进行并联，直至满足设计用水要求，储热水箱A与加热水箱1之间相通有连接管道3，连接管道3连通有供水管道10，供水管道10用于提供热水，位于供水管道10和加热水箱1之间的连接管道3以及位于供水管道10和储热单元组之间的连接管道3上均设有第一阀门2，储热水箱F与加热水箱1之间相通有循环水管5。

循环水管5上设有用于将储热水箱F中的冷水导到加热水箱1内的控制组件4，控制组件4包括安装在循环水管5上的第二止回阀42、循环泵三43和两个第五阀门41，第二止回阀42和循环泵三43位于两个第五阀门41之间，第五阀门41可为电动阀。

太阳能集热系统包括太阳能集热器22和保温水箱24，太阳能集热器22和保温水箱24之间连通有出水管一25和进水管一23，出水管一25和进水管一23上均安装有第二阀门26，保温水箱24与加热水箱1之间连通有出水管二20和进水管二21，出水管二20上安装有循环泵一19。

空气能加热系统包括空气能热泵机组16，空气能热泵机组16与加热水箱1之间连通有出水管三15和进水管三27，出水管三15和进水管三27均安装有第三阀门17，进水管三27上还安装有循环泵二18。

储热水箱F还连通有回水管道6，回水管道6连通有热水回水管8和冷水进水管9，热水回水管8和冷水进水管9均安装有第四阀门14、第一止回阀13和压力表12，热水回水管8上还安装有回水泵11。

在阳光充足的季节里，太阳能集热系统吸收太阳光进行制热，保温水箱24内置热交换盘管，通过温差循环制热方式将热量聚集在保温水箱24内，当保温水箱24内水温高于加热水箱1内水温且两者温差达到设定值时，可启动保温水箱24和加热水箱1之间的出水管二20上的循环泵一19，将保温水箱24内的热量置换到保温水箱24中，温差下降到一定度时停止换热，等下个温差达到设定值时再进行换热，同时通过空气能加热系统的步进式加热原理将太阳能的热量储存到储热水箱A、储热水箱B、储热水箱C、储热水箱D、储热水箱E、储热水箱F中，这样不但将开式太阳能热水压力转换成闭式热水系统压力，同时将太阳能制热的能量替换空气能制热能量，大大节约能源费用；在阴雨天气太阳能热量不足时，空气能加热系统对加热水箱1内的水进行加热，太阳能集热系统和空气能加热系统配合使用，能将两种能源的优势充分发挥出来组成最佳组合。

太阳能集热系统和空气能加热系统的加热方式都是步进式的，出水用水也是步进式的，系统中热水出水为储热水箱A，温度最低的为储热水箱F，储热水箱A、储热水箱B、储热水箱C、储热水箱D、储热水箱E、储热水箱F的水温由高到低阶梯式分布，冷水和回水进入储热水箱F，用水端用水时，自来水流入储热水箱F，将热水依次经储热水箱F、储热水箱E、储热水箱D、储热水箱C、储热水箱B、储热水箱A，由低到高阶梯式压出供应用水端。

利用太阳能集热系统或空气能加热系统对加热水箱1内的水进行加热，当加热水箱1内侧上部的检测温感探头检测到水温达到55度时(可自由设置)，系统打开控制组件4的循环泵三43和第五阀门41，将该组中水温最低的储热水箱F中的水抽到加热水箱1底部进行加热，并将高于设定温度的热水步进依次往储热水箱A、储热水箱B、储热水箱C、储热水箱D、储热水箱E、储热水箱F压，当加热水箱1内侧上部检测温感探头检测到水温达到50度时(可自由设置)，系统关闭控制组件4的循环泵三43和第五阀门41，空气能加热系统继续对加热水箱1进行加热升温，这样周而复始，将整个系统中的水加热至设定温度。

当冬季气温超低造成空气能能效下降制热速度不足供应热水或用水端瞬间用水过大，太阳能集热系统和空气能加热系统制热速度不能满足需要时，自动启动电加热管，电加热管配置在加热水箱1内，启动设置在储热水箱B内的温度探头对其水温进行检测，提前预警水温不足而启动电加热管进行辅助加热。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种开式太阳能闭式承压空气能中央热水系统，包括太阳能集热系统、空气能加热系统、加热水箱(1)和储热单元组，所述太阳能集热系统和空气能加热系统用于对加热水箱(1)内的水进行加热，其特征在于：所述加热水箱(1)和储热单元组之间相通有连接管道(3)和循环水管(5)，所述连接管道(3)连通有供水管道(10)，位于供水管道(10)和加热水箱(1)之间的所述连接管道(3)以及位于供水管道(10)和储热单元组之间的所述连接管道(3)上均设有第一阀门(2)，所述储热单元组还连通有回水管道(6)，所述太阳能集热系统包括太阳能集热器(22)和保温水箱(24)，所述太阳能集热器(22)和保温水箱(24)之间连通有出水管一(25)和进水管一(23)，所述出水管一(25)和进水管一(23)上均安装有第二阀门(26)，所述保温水箱(24)与加热水箱(1)之间连通有出水管二(20)和进水管二(21)，所述出水管二(20)上安装有循环泵一(19)。

2.根据权利要求1所述的一种开式太阳能闭式承压空气能中央热水系统，其特征在于：所述空气能加热系统包括空气能热泵机组(16)，所述空气能热泵机组(16)与加热水箱(1)之间连通有出水管三(15)和进水管三(27)，所述出水管三(15)和进水管三(27)均安装有第三阀门(17)，所述进水管三(27)上还安装有循环泵二(18)。

3.根据权利要求1所述的一种开式太阳能闭式承压空气能中央热水系统，其特征在于：所述回水管道(6)连通有热水回水管(8)和冷水进水管(9)，所述热水回水管(8)和冷水进水管(9)均安装有第四阀门(14)、第一止回阀(13)和压力表(12)，所述热水回水管(8)上还安装有回水泵(11)。

4.根据权利要求1所述的一种开式太阳能闭式承压空气能中央热水系统，其特征在于：所述循环水管(5)上设有用于控制储热单元组中的水进行循环加热的控制组件(4)。

5.根据权利要求4所述的一种开式太阳能闭式承压空气能中央热水系统，其特征在于：所述控制组件(4)包括安装在循环水管(5)上的第二止回阀(42)、循环泵三(43)和两个第五阀门(41)，所述第二止回阀(42)和循环泵三(43)位于两个第五阀门(41)之间。

6.根据权利要求1所述的一种开式太阳能闭式承压空气能中央热水系统，其特征在于：所述储热单元组包括若干个串联的储热水箱(7)。

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