CN213777887U - 一种太阳能与空气源热泵结合的供热装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种太阳能与空气源热泵结合的供热装置，涉及供热技术领域，包括加热水箱、太阳能集热器、空气源热泵、保温水箱、主控制器、次控制器、转换器、蓄电池、余热回收器、水热交换器、第一循环泵、第二循环泵和供水泵；通过主控制器对次控制器进行控制，使得在加热过程中优先采用太阳能集热器进行加热，蓄电池对多余电能进行储蓄，通过蓄电池提供的电能使得空气源热泵对加热水箱中的水进行加热，同时通过设置余热回收器对空气源热泵的热出水管路中的余热进行回收，对利用余热对保温水箱中的热水进行二次加热从而实现保温，解决了传统太阳能与空气源热泵相结合的供热装置能源利用率不高，无法实现高效节能的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及供热技术领域，尤其涉及一种太阳能与空气源热泵结合的供热装置。
背景技术
热泵技术是一种广泛应用的节能技术，其可以将热量从低位热源输送至高位热源。热泵技术广泛应用于采暖、制冷和制热水等领域。同时，热泵系统可以利用不同能源作为热源，其中空气源热泵系统是应用最为广泛的热泵形式。但是普通空气源热泵的性能受环境温度影响显著，运行效率随着环境温度降低而显著下降。
太阳能热泵系统是指利用太阳能作为热源的热泵系统。由于利用太阳辐照作为热源可以有效提高系统的蒸发温度，因此太阳能热泵可以克服普通空气源热泵系统在低环境温度条件下运行效果差的问题。根据蒸发器与太阳能的结合方式，太阳能热泵系统可以分为间接膨胀式太阳能热泵系统和直接膨胀式太阳能热泵系统。但是直接膨胀式太阳能热泵系统性能受辐照条件影响较大，在低辐照和无辐照条件下运行效率低。
传统的太阳能与空气源热泵相结合的供热装置是通过控制在不同条件下采用不同的供热方式，但供热装置在实际使用中容易出现能源利用率不高，无法实现高效节能，因此，提供一种太阳能与空气源热泵结合的供热装置是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于提出一种太阳能与空气源热泵结合的供热装置，以解决传统太阳能与空气源热泵相结合的供热装置能源利用率不高，无法实现高效节能的问题。
基于上述目的，本实用新型提供了一种太阳能与空气源热泵结合的供热装置，所述装置包括：
加热水箱、太阳能集热器、空气源热泵、保温水箱、主控制器、次控制器、转换器、蓄电池、余热回收器、水热交换器、第一循环泵、第二循环泵和供水泵；
所述太阳能集热器与加热水箱之间通过第一循环管路相连接，在第一循环管路中连接第一循环泵；所述空气源热泵与加热水箱之间通过第二循环管路相连接，在第二循环管路中连接第二循环泵；
所述主控制器分别与所述太阳能集热器和设置在加热水箱中的第一温度传感器连接，主控制器用于对太阳能集热器进行控制，同时利用第一温度传感器对加热水箱内的水温进行检测；
所述次控制器分别与所述空气源热泵和设置在加热水箱中的第一温度传感器连接，次控制器用于对空气源热泵进行控制，同时利用第一温度传感器对加热水箱内的水温进行检测；
所述太阳能集热器通过转换器与蓄电池连接，用于将太阳能转换为电能进行储蓄；主控制器与蓄电池连接，用于控制蓄电池的充放电；所述蓄电池与空气源热泵连接，用于为空气源热泵提供电能；所述主控制器与次控制器连接，主控制器用于对次控制器进行控制；
所述加热水箱通过第一出水管路与保温水箱连接，在第一出水管路中设置供水泵；在空气源热泵的热出水管路上设置余热回收器，所述余热回收器用于对空气源热泵的热出水管路中的余热进行回收；余热回收器一端通过管道连接水热交换器，所述水热交换器与保温水箱连接，用于对保温水箱中的热水进行二次加热实现保温；在保温水箱一侧设置第二出水管路。
优选的，在所述保温水箱中设置第二温度传感器，所述第二温度传感器与主控制器连接，用于对保温水箱中的水温进行检测。
优选的，所述主控制器分别与所述水热交换器和所述余热回收器连接，用于分别对水热交换器和余热回收器的工作启停进行控制。
优选的，在空气源热泵的热出水管路上和太阳能集热器的热出水管路上均设置排气阀。
优选的，所述第一循环泵设置在太阳能集热器的热出水管路上。
优选的，所述第二循环泵设置在空气源热泵的热出水管路上。
优选的，在所述第一循环泵上设置第一开关阀，在所述第二循环泵上设置第二开关阀。
优选的，分别在所述加热水箱的侧面设置第一流溢口，在所述保温水箱的侧面设置第二流溢口。
优选的，分别在所述加热水箱内设置第一液位探测器，在所述保温水箱内设置第二液位探测器。
优选的，所述保温水箱利用第二出水管路与出水设备进行连接。
从上面所述可以看出，本实用新型提供的一种太阳能与空气源热泵结合的供热装置，包括加热水箱、太阳能集热器、空气源热泵、保温水箱、主控制器、次控制器、转换器、蓄电池、余热回收器、水热交换器、第一循环泵、第二循环泵和供水泵；利用本实用新型所提供的供热装置能够分别利用太阳能集热器和空气源热泵对加热水箱内的水进行加热，通过主控制器对次控制器进行控制，使得在加热过程中优先采用太阳能集热器进行加热，同时蓄电池对多余电能进行储蓄，在太阳能集热器无法满足加热需求时，再通过蓄电池提供的电能使得空气源热泵对加热水箱中的水进行加热，实现了初步节能和提高加热效率的目的，同时通过设置余热回收器对空气源热泵的热出水管路中的余热进行回收，对利用余热对保温水箱中的热水进行二次加热从而实现保温，再次提高加热效率，解决了传统太阳能与空气源热泵相结合的供热装置能源利用率不高，无法实现高效节能的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例一种太阳能与空气源热泵结合的供热装置的系统连接示意图；
图中：
1、加热水箱；2、太阳能集热器；3、空气源热泵；4、保温水箱；5、主控制器；6、次控制器；7、转换器；8、蓄电池；9、余热回收器；10、水热交换器；11、第一循环泵；12、第二循环泵；13、供水泵。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。
需要说明的是，除非另外定义，本实用新型实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
如图1所示本实用新型实施例一种太阳能与空气源热泵结合的供热装置的系统连接示意图；本实用新型提供了一种太阳能与空气源热泵结合的供热装置，所述装置包括：
加热水箱1、太阳能集热器2、空气源热泵3、保温水箱4、主控制器5、次控制器6、转换器7、蓄电池8、余热回收器9、水热交换器10、第一循环泵11、第二循环泵12和供水泵13；
所述太阳能集热器2与加热水箱1之间通过第一循环管路相连接，在第一循环管路中连接第一循环泵11；所述空气源热泵3与加热水箱1之间通过第二循环管路相连接，在第二循环管路中连接第二循环泵12；
所述主控制器5分别与所述太阳能集热器2和设置在加热水箱1中的第一温度传感器连接，主控制器5用于对太阳能集热器2进行控制，同时利用第一温度传感器对加热水箱1内的水温进行检测；
所述次控制器6分别与所述空气源热泵3和设置在加热水箱1中的第一温度传感器连接，次控制器6用于对空气源热泵3进行控制，同时利用第一温度传感器对加热水箱1内的水温进行检测；
所述太阳能集热器2通过转换器7与蓄电池8连接，用于将太阳能转换为电能进行储蓄；主控制器5与蓄电池8连接，用于控制蓄电池8的充放电；所述蓄电池8与空气源热泵3连接，用于为空气源热泵3提供电能；所述主控制器5与次控制器6连接，主控制器5用于对次控制器6进行控制；
所述加热水箱1通过第一出水管路与保温水箱4连接，在第一出水管路中设置供水泵13；在空气源热泵3的热出水管路上设置余热回收器9，所述余热回收器9用于对空气源热泵3的热出水管路中的余热进行回收；余热回收器9一端通过管道连接水热交换器10，所述水热交换器10与保温水箱4连接，用于对保温水箱4中的热水进行二次加热实现保温；在保温水箱4一侧设置第二出水管路。
本实用新型提供的一种太阳能与空气源热泵3结合的供热装置，包括加热水箱1、太阳能集热器2、空气源热泵3、保温水箱4、主控制器5、次控制器6、转换器7、蓄电池8、余热回收器9、水热交换器10、第一循环泵11、第二循环泵12和供水泵13；利用本实用新型所提供的供热装置能够分别利用太阳能集热器2和空气源热泵3对加热水箱1内的水进行加热，通过主控制器5对次控制器6进行控制，使得在加热过程中优先采用太阳能集热器2进行加热，同时蓄电池8对多余电能进行储蓄，在太阳能集热器2无法满足加热需求时，再通过蓄电池8提供的电能使得空气源热泵3对加热水箱1中的水进行加热，实现了初步节能和提高加热效率的目的，同时通过设置余热回收器9对空气源热泵3的热出水管路中的余热进行回收，对利用余热对保温水箱4中的热水进行二次加热从而实现保温，再次提高加热效率，解决了传统太阳能与空气源热泵3相结合的供热装置能源利用率不高，无法实现高效节能的问题。
本实用新型还提供了一种太阳能与空气源热泵3结合的供热装置，所述装置包括：
加热水箱1、太阳能集热器2、空气源热泵3、保温水箱4、主控制器5、次控制器6、转换器7、蓄电池8、余热回收器9、水热交换器10、第一循环泵11、第二循环泵12和供水泵13；
所述太阳能集热器2与加热水箱1之间通过第一循环管路相连接，在第一循环管路中连接第一循环泵11；所述空气源热泵3与加热水箱1之间通过第二循环管路相连接，在第二循环管路中连接第二循环泵12；
所述主控制器5分别与所述太阳能集热器2和设置在加热水箱1中的第一温度传感器连接，主控制器5用于对太阳能集热器2进行控制，同时利用第一温度传感器对加热水箱1内的水温进行检测；
所述次控制器6分别与所述空气源热泵3和设置在加热水箱1中的第一温度传感器连接，次控制器6用于对空气源热泵3进行控制，同时利用第一温度传感器对加热水箱1内的水温进行检测；
所述太阳能集热器2通过转换器7与蓄电池8连接，用于将太阳能转换为电能进行储蓄；主控制器5与蓄电池8连接，用于控制蓄电池8的充放电；所述蓄电池8与空气源热泵3连接，用于为空气源热泵3提供电能；所述主控制器5与次控制器6连接，主控制器5用于对次控制器6进行控制；
所述加热水箱1通过第一出水管路与保温水箱4连接，在第一出水管路中设置供水泵13；在空气源热泵3的热出水管路上设置余热回收器9，所述余热回收器9用于对空气源热泵3的热出水管路中的余热进行回收；余热回收器9一端通过管道连接水热交换器10，所述水热交换器10与保温水箱4连接，用于对保温水箱4中的热水进行二次加热实现保温；在保温水箱4一侧设置第二出水管路。
在主控制器5内预设第一阈值，将第一温度传感器检测的加热水箱1内的水温数值与第一阈值进行比较，当加热水箱1内的水温数值小于第一阈值时，主控制器5控制供热装置对加热水箱1内的水进行加热；当加热水箱1内的水温数值达到第一阈值时，主控制器5控制供热装置停止对加热水箱1内的水进行加热。
其中，在所述保温水箱4中设置第二温度传感器，所述第二温度传感器与主控制器5连接，用于对保温水箱4中的水温进行检测。
其中，所述主控制器5分别与所述水热交换器10和所述余热回收器9连接，用于分别对水热交换器10和余热回收器9的工作启停进行控制。
利用第二温度传感器对保温水箱4内的水温进行检测，在主控制器5内预设第二温度阈值，当保温水箱4内的水温数值小于第二阈值时，主控制器5控制水热交换器10和余热回收器9的工作，对保温水箱4内的水进行加热实现保温。
其中，在空气源热泵3的热出水管路上和太阳能集热器2的热出水管路上均设置排气阀。
其中，所述第一循环泵11设置在太阳能集热器2的热出水管路上。
第一循环泵11设置在太阳能集热器2的第一循环管路上，即可以设置在太阳能集热器2的进水管或热出水管路上。
其中，所述第二循环泵12设置在空气源热泵3的热出水管路上。
第二循环泵12设置在空气源热泵3的第二循环管路上，即可以设置在空气源热泵3的进水管或热出水管路上。
其中，在所述第一循环泵11上设置第一开关阀，在所述第二循环泵12上设置第二开关阀。
其中，分别在所述加热水箱1的侧面设置第一流溢口，在所述保温水箱4的侧面设置第二流溢口。
其中，分别在所述加热水箱1内设置第一液位探测器，在所述保温水箱4内设置第二液位探测器。
其中，所述保温水箱4利用第二出水管路与出水设备进行连接。
本实用新型提供的一种太阳能与空气源热泵3结合的供热装置，包括加热水箱1、太阳能集热器2、空气源热泵3、保温水箱4、主控制器5、次控制器6、转换器7、蓄电池8、余热回收器9、水热交换器10、第一循环泵11、第二循环泵12和供水泵13；利用本实用新型所提供的供热装置能够分别利用太阳能集热器2和空气源热泵3对加热水箱1内的水进行加热，通过主控制器5对次控制器6进行控制，使得在加热过程中优先采用太阳能集热器2进行加热，同时蓄电池8对多余电能进行储蓄，在太阳能集热器2无法满足加热需求时，再通过蓄电池8提供的电能使得空气源热泵3对加热水箱1中的水进行加热，实现了初步节能和提高加热效率的目的，同时通过设置余热回收器9对空气源热泵3的热出水管路中的余热进行回收，利用余热对保温水箱4中的热水进行二次加热从而实现保温，再次提高加热效率，解决了传统太阳能与空气源热泵3相结合的供热装置能源利用率不高，无法实现高效节能的问题。
利用本实用新型所提供的供热装置在使用时，当主控制器5判断加热水箱1内水需要加热时，主控制器5根据外部实际情况确定太阳能集热器2是否能够进行工作，外部实际情况包括有无太阳等。当确定太阳能集热器2能够进行工作时，即主控制器5优选采用太阳能集热器2对加热水箱1内的水进行加热，同时利用蓄电池8对多余的太阳能转换成的电能进行储蓄；当确定太阳能集热器2不能够进行工作或太阳能集热器2无法满足加热需求时，通过蓄电池8提供电能使得空气源热泵3对加热水箱1内的水进行加热，两者加热方式相互配合，通过主控制器5确定太阳能集热器2加热为空气源热泵3加热的优先级，能够实现节能目的；当然，空气源热泵3在蓄电池8无法满足供电需求时可以通过外部供电设备进行供电。同时在空气源热泵3的热出水管路上设置余热回收器9，主控制器5控制水热交换器10和余热回收器9的工作，余热回收器9对空气源热泵3的热出水管路中的余热进行回收，利用余热对保温水箱4中的热水进行二次加热从而实现保温，再次提高加热效率。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本实用新型的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
本实用新型的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种太阳能与空气源热泵结合的供热装置，其特征在于，所述装置包括：
加热水箱、太阳能集热器、空气源热泵、保温水箱、主控制器、次控制器、转换器、蓄电池、余热回收器、水热交换器、第一循环泵、第二循环泵和供水泵；
所述太阳能集热器与加热水箱之间通过第一循环管路相连接，在第一循环管路中连接第一循环泵；所述空气源热泵与加热水箱之间通过第二循环管路相连接，在第二循环管路中连接第二循环泵；
所述主控制器分别与所述太阳能集热器和设置在加热水箱中的第一温度传感器连接，主控制器用于对太阳能集热器进行控制，同时利用第一温度传感器对加热水箱内的水温进行检测；
所述次控制器分别与所述空气源热泵和设置在加热水箱中的第一温度传感器连接，次控制器用于对空气源热泵进行控制；
所述太阳能集热器通过转换器与蓄电池连接，用于将太阳能转换为电能进行储蓄；主控制器与蓄电池连接，用于控制蓄电池的充放电；所述蓄电池与空气源热泵连接，用于为空气源热泵提供电能；所述主控制器与次控制器连接，主控制器用于对次控制器进行控制；
所述加热水箱通过第一出水管路与保温水箱连接，在第一出水管路中设置供水泵；在空气源热泵的热出水管路上设置余热回收器，所述余热回收器用于对空气源热泵的热出水管路中的余热进行回收；余热回收器一端通过管道连接水热交换器，所述水热交换器与保温水箱连接，用于对保温水箱中的热水进行二次加热实现保温；在保温水箱一侧设置第二出水管路。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能与空气源热泵结合的供热装置，其特征在于，在所述保温水箱中设置第二温度传感器，所述第二温度传感器与主控制器连接，用于对保温水箱中的水温进行检测。
3.根据权利要求2所述的一种太阳能与空气源热泵结合的供热装置，其特征在于，所述主控制器分别与所述水热交换器和所述余热回收器连接，用于分别对水热交换器和余热回收器的工作启停进行控制。
4.根据权利要求3所述的一种太阳能与空气源热泵结合的供热装置，其特征在于，在空气源热泵的热出水管路上和太阳能集热器的热出水管路上均设置排气阀。
5.根据权利要求4所述的一种太阳能与空气源热泵结合的供热装置，其特征在于，所述第一循环泵设置在太阳能集热器的热出水管路上。
6.根据权利要求5所述的一种太阳能与空气源热泵结合的供热装置，其特征在于，所述第二循环泵设置在空气源热泵的热出水管路上。
7.根据权利要求6所述的一种太阳能与空气源热泵结合的供热装置，其特征在于，在所述第一循环泵上设置第一开关阀，在所述第二循环泵上设置第二开关阀。
8.根据权利要求7所述的一种太阳能与空气源热泵结合的供热装置，其特征在于，分别在所述加热水箱的侧面设置第一流溢口，在所述保温水箱的侧面设置第二流溢口。
9.根据权利要求8所述的一种太阳能与空气源热泵结合的供热装置，其特征在于，分别在所述加热水箱内设置第一液位探测器，在所述保温水箱内设置第二液位探测器。
10.根据权利要求9所述的一种太阳能与空气源热泵结合的供热装置，其特征在于，所述保温水箱利用第二出水管路与出水设备进行连接。
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| CN114076415A (zh) * | 2021-11-23 | 2022-02-22 | 安徽春升新能源科技有限公司 | 一种高效即热式太阳能热水器 |
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| GR01 | Patent grant | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20210723 |
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