CN215909172U - 太阳能与空气源热泵耦合的户用采暖系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种太阳能与空气源热泵耦合的户用采暖系统，其特征在于：所述光热采暖机通过所述出水管与热泵室内机连通，所述热泵室内机通过热泵供暖循环管路与散热片连通，所述散热片通过所述回水管与所述光热采暖机连通，所述热泵室内机通过制冷剂循环管路与热泵室外机连通，控制器通过接收传感器的感应信号，并分别控制所述热泵室内机、所述管路循环水泵及所述电动三通阀等设备的启闭，本实用新型实现环保能源的梯级利用，避免了能源的浪费及降低了运行及使用成本。

Description

太阳能与空气源热泵耦合的户用采暖系统

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能与空气源热泵耦合的户用采暖系统。

背景技术

随着能源消耗所带来的环境污染越来越严重，提高能源利用效率，充分利用清洁能源，实施节能减排，是应对能源消费快速增长、提高环境承载力背景下的紧迫课题。

我国幅员辽阔，太阳能资源丰富。相比传统化石类能源，太阳能具有独特优势。太阳能储量大，取之不尽用之不竭。太阳能具有存在和普遍性，可就地取用，其开发利用时几乎不会产生任何污染。在太阳能资源丰富的地区，太阳能系统的应用已较为普及，但受气候条件、季节等影响，单一太阳能供热的太阳能系统不能全天候稳定运行。为实现太阳能系统的全天候运行，需配置辅助热源，或与其它热源系统联合运行，保障供热供暖的稳定。

热泵技术是一种新型的节能制冷供热技术，因热泵制热在节能降耗及环保方面的良好表现，供暖系统也越来越多地使用热泵作为热源，近年特别在北方户用煤改电、公建供暖领域有着很好的表现。尤其以室外空气为热源的热泵，结构简单，不需要专用机房，安装使用方便，在供热水方面具有较大的优势。但空气源热泵一个主要的缺点是供热能力和供热性能系数随着室外气温的降低而降低，所以它的使用也收到环境因素的制约。将热泵与太阳能技术结合进行供热，国内外进行了许多这方面的研究，其主要有两种方式，一种是直接将太阳能作为热泵的辅助加热设备；另一种是利用太阳能热水作为低温热源或将太阳能集热器作为热泵蒸发器的太阳能热泵系统。以上两种方式在北方冬季供暖领域受气候环境条件因素影响，面临着以下主要2点不足，一是系统常为以两者主辅形式出现，且运行费用更为便宜的太阳能系统供暖比例较低；二是基于二者联动控制运行的稳定较差。

实用新型内容

本实用新型提供一种太阳能与空气源热泵耦合的户用采暖系统，能够实现清洁能源的梯级利用，降低采暖系统的运行成本，满足全天的采暖需求，且可提供全天的热水需求。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种太阳能与空气源热泵耦合的户用采暖系统，其特征在于：光热采暖机之间通过连接管连通，系统循环管路包括出水管及回水管；

所述光热采暖机通过所述出水管与热泵室内机连通，所述热泵室内机通过热泵供暖循环管路与散热片连通，所述散热片通过所述回水管与所述光热采暖机连通，所述热泵室内机通过制冷剂循环管路与热泵室外机连通；

所述出水管上设置管路循环水泵，供管路循环，所述回水管上设置电动三通阀，光热采暖机连接管的一端通过所述电动三通阀与所述回水管连通，另一端通过三通与所述出水管连通，所述电动三通阀通过启闭能够改变循环管路；

所述光热采暖机的入水端设置温度探头管，所述温度探头管上设置光热采暖机水位水温传感器，所述出水管的室外管路上设置光热采暖机供水温度传感器，所述回水管上设置管路回水温度传感器，房屋内设置室内温度传感器；

所述光热采暖机供水温度传感器、所述管路回水温度传感器、所述室内温度传感器及所述光热采暖机水位水温传感器分别与控制器信号连接，所述控制器通过接收感应信号，并分别控制所述热泵室内机、所述管路循环水泵及所述电动三通阀的启闭。

所述太阳能与空气源热泵耦合的户用采暖系统，其中：所述光热采暖机包括储热水箱、组合支架及玻璃集热管，所述玻璃集热管的底端设置于所述组合支架，所述玻璃集热管的顶端插入并固定于所述储热水箱内，供加热。

所述太阳能与空气源热泵耦合的户用采暖系统，其中：所述储热水箱上设置进水口及出水口，供生活热水，所述储热水箱的底端设置排污口，供清洗，所述储热水箱内设置镁棒，防止腐蚀。

所述太阳能与空气源热泵耦合的户用采暖系统，其中：所述储热水箱内设置换热盘管，所述换热盘管通过所述出水管与所述热泵室内机连通，所述热泵室内机通过所述热泵供暖循环管路与所述散热片连通，所述散热片通过所述回水管与所述换热盘管连通。

所述太阳能与空气源热泵耦合的户用采暖系统，其中：所述储热水箱上设置排气管，供气体排出，所述储热水箱的两端设置补液管及出液管，供补充水及排出水，所述储热水箱上设置温度压力阀，供温度及压力保持预设的阈值范围内。

所述太阳能与空气源热泵耦合的户用采暖系统，其中：所述散热片上设置排气阀，供排气。

所述太阳能与空气源热泵耦合的户用采暖系统，其中：所述热泵室内机内设置冷凝器，所述冷凝器与所述出水管内的介质进行热交换。

所述太阳能与空气源热泵耦合的户用采暖系统，其中：所述出水管上的所述三通的前端设置单向阀，防止回流，所述出水管上设置Y型过滤器，供过滤管内异物。

所述太阳能与空气源热泵耦合的户用采暖系统，其中：所述回水管上设置压力表，供监测管内压力，所述回水管上设置注液阀，向管内补充换热介质，所述回水管上设置安全阀及膨胀罐，所述回水管的室外管路上缠绕伴热带，供管路防冻。

所述太阳能与空气源热泵耦合的户用采暖系统，其中：所述回水管及所述出水管上分别设置维修阀门，便于维修。

所述太阳能与空气源热泵耦合的户用采暖系统，其中：所述电动三通阀的两端分别通过变径直接及回水管内牙直接与所述回水管连通。

所述太阳能与空气源热泵耦合的户用采暖系统，其中：所述系统循环管路及所述热泵供暖循环管路通过弯头改变管路的角度。

本实用新型的有益效果：根据现场实际情况及需求对用户进行供热，当日照充足的条件下，光热采暖机内热水温度达到系统设定的条件时，启用光热采暖机供热，当光热采暖机无法满足供热要求时，由空气源热泵供热，实现环保能源的梯级利用，避免了能源的浪费及降低了运行及使用成本。

附图说明

图1为太阳能与空气源热泵耦合的户用采暖系统的敞开式户用结构图。

图2为太阳能与空气源热泵耦合的户用采暖系统的闭式户用结构图。

图3为太阳能与空气源热泵耦合的户用采暖系统的换热盘管间接换热式户用结构图。

图4为太阳能与空气源热泵耦合的户用采暖系统的储热水箱的结构图。

附图标记说明：1-光热采暖机；101-连接管；102-排气管；103-温度压力阀； 104-温度探头管；105-储热水箱；106-组合支架；107-玻璃集热管；108-换热盘管；109-补液管；110-出液管；2-系统循环管路；201-伴热带；202光热采暖机供水温度传感器；208-弯头；209-Y型过滤器；210-压力表；211-三通；212- 单向阀；213-注液阀；214-变径直接；215-回水管内牙直接；216-维修阀门；217- 安全阀；218-膨胀罐；3-热泵室外机；4-热泵室内机；401-冷凝器；5-控制器； 501-电动三通阀；502-管路回水温度传感器；503-室内温度传感器；504-光热采暖机水位水温传感器；6-管路循环水泵；7-散热片；701-排气阀；8-热泵供暖循环管路；9-制冷剂循环管路；10-光热采暖机连接管；11-进水口；12-出水口；13- 排污口；14-镁棒。

具体实施方式

如图1至图4所示一种太阳能与空气源热泵耦合的户用采暖系统，其特征在于：光热采暖机1之间通过连接管101连通，系统循环管路2包括出水管及回水管。

热泵室内机4通过制冷剂循环管路9与热泵室外机3连通，所述光热采暖机1通过所述出水管与所述热泵室内机4连通，所述热泵室内机4通过热泵供暖循环管路8与散热片7连通，所述散热片7通过所述回水管与所述光热采暖机1连通，所述散热片7上设置排气阀701，供排气。

所述热泵室内机4内设置冷凝器401，所述冷凝器401与所述出水管内的介质进行热交换。

所述光热采暖机1包括储热水箱105、组合支架106及玻璃集热管107，所述玻璃集热管107的底端设置于所述组合支架106，所述玻璃集热管107的顶端插入并固定于所述储热水箱105内，供加热，所述储热水箱105上设置进水口 11及出水口12，供生活热水，所述储热水箱105的底端设置排污口13，供清洗，所述储热水箱105内设置镁棒14，防止腐蚀，所述储热水箱105上设置排气管 102，供气体排出，所述储热水箱105的两端设置补液管109及出液管110，供补充水及排出水，所述储热水箱105上设置温度压力阀103，供温度及压力保持预设的阈值范围内。

所述储热水箱105内设置换热盘管108，所述换热盘管108通过所述出水管与所述热泵室内机4连通，所述热泵室内机4通过所述热泵供暖循环管路8与所述散热片7连通，所述散热片7通过所述回水管与所述换热盘管108连通。

所述出水管上设置管路循环水泵6，供管路循环，所述回水管上设置电动三通阀501，光热采暖机连接管10的一端通过所述电动三通阀501与所述回水管连通，另一端通过三通211与所述出水管连通，所述电动三通阀501的两端分别通过变径直接214及回水管内牙直接215与所述回水管连通，所述电动三通阀501通过启闭能够改变循环管路。

所述光热采暖机1的入水端设置温度探头管104，所述温度探头管104上设置光热采暖机水位水温传感器504，所述出水管的室外管路上设置光热采暖机供水温度传感器202，所述回水管上设置管路回水温度传感器502，房屋内设置室内温度传感器503。

所述光热采暖机供水温度传感器202、所述管路回水温度传感器502、所述室内温度传感器503及所述光热采暖机水位水温传感器504分别与控制器5信号连接，所述控制器5通过接收感应信号，并分别控制所述热泵室内机4、所述管路循环水泵6及所述电动三通阀501的启闭。

所述出水管上的所述三通211的前端设置单向阀212，防止回流，所述出水管上设置Y型过滤器209，供过滤管内异物。

所述回水管上设置压力表210，供监测管内压力，所述回水管上设置注液阀 213，向管内补充换热介质，所述回水管上设置安全阀217及膨胀罐218，所述回水管的室外管路上缠绕伴热带201，供管路防冻。

所述回水管及所述出水管上分别设置维修阀门216，便于维修。

所述系统循环管路2及所述热泵供暖循环管路8通过弯头208改变管路的角度。

实施例分为敞开式户用、闭式户用及换热盘管间接换热式户用，具体描述如下：

1-敞开式户用的实施例为所述光热采暖机水位水温传感器504将感应到的温度信号传送到所述控制器5中，所述储热水箱内105的水温达到供暖要求时，所述控制器5启动所述管路循环水泵6，所述储热水箱105内的高温水通过所述出水管进入所述热泵室内机4中，此时不发生热交换，再通过所述热泵供暖循环管路8流入所述散热片7中，对室内进行供热，当所述光热采暖机水位水温传感器504及所述光热采暖机供水温度传感器202分别感应到所述储热水箱105 及所述出水管内的温度达不到供热要求时，将感应信号传送至所述控制器5中，启动所述热泵室内机3及所述热泵室外机4，同时控制所述电动三通阀501，改变循环管路，此时，从所述散热片7中流出的低温水流入所述回水管中，进过所述电动三通阀501后，流入所述光热采暖连接管10，并流入所述出水管中，进入所述热泵室内机3内，并与所述冷凝器401进行热交换，再次流入所述热泵供暖循环管路8流入所述散热片7中，对室内进行供热，所述电动三通阀501 关闭了从所述散热片7中流出的水回到所述储热水箱105的管路，单独通过所述热泵室内机3及所述热泵室外机4为室内供暖，所述光热采暖机水位水温传感器504再次感应到所述储热水箱105内的水温到达供热温度时，关闭所述热泵室内机3及所述热泵室外机4，所述控制器5控制所述电动三通阀501，改变循环管路，关闭所述回水管与所述光热采暖连接管10的连通，从所述散热片7 中流出的水，通过所述回水管流入所述储热水箱105内，此时，由所述光热采暖及1单独供热。

2-闭式户用的实施例的工作流程与上述的敞开式户用的实施例基本相同，不同之处在于，所述回水管上设置所述压力表210，能够始终观测管内压力，所述储热水箱105上设置所述温度压力阀103，当观测到所述压力表210的压力值超出安全阈值时，通过所述温度压力阀103将所述储热水箱105内的压力释放掉，使管内压力值达到安全阈值，所述回水管上设置所述安全阀217及所述膨胀罐 218，所述安全阀217通过排出压力，使所述膨胀罐218内压力始终在安全范围内，所述膨胀罐218补充管内介质的不足。

3-换热盘管间接换热式户用实施例为所述储热水箱内105内设置所述换热盘管108，所述储热水箱内105内将吸收的热量传递给所述换热盘管108内的介质，所述光热采暖机水位水温传感器504感应到所述储热水箱内105内的温度达到供暖要求时，将信号传送至所述控制器5中，所述控制器5启动所述管路循环水泵6，所述换热盘管108内的高温介质通过所述出水管进入所述热泵室内机4中，此时不发生热交换，再通过所述热泵供暖循环管路8流入所述散热片7 中，对室内进行供热，当所述光热采暖机水位水温传感器504及所述光热采暖机供水温度传感器202分别感应到所述储热水箱105及所述出水管内介质的温度达不到供热要求时，将感应信号传送至所述控制器5中，启动所述热泵室内机3及所述热泵室外机4，同时控制所述电动三通阀501，改变循环管路，此时，从所述散热片7中流出的低温介质流入所述回水管中，进过所述电动三通阀501 后，流入所述光热采暖连接管10，并流入所述出水管中，进入所述热泵室内机3内，并与所述冷凝器401进行热交换，再次流入所述热泵供暖循环管路8流入所述散热片7中，对室内进行供热，所述电动三通阀501关闭了从所述散热片7 中流出的介质回到所述换热盘管108的管路，单独通过所述热泵室内机3及所述热泵室外机4为室内供暖，所述光热采暖机水位水温传感器504再次感应到所述储热水箱105内的水温到达供热温度时，关闭所述热泵室内机3及所述热泵室外机4，所述控制器5控制所述电动三通阀501，改变循环管路，关闭所述回水管与所述光热采暖连接管10的连通，从所述散热片7中流出的介质，通过所述回水管流入所述换热盘管108内，此时，由所述光热采暖及1单独供热，所述回水管上设置所述安全阀217及所述膨胀罐218，所述安全阀217通过排出压力，使所述膨胀罐218内压力始终在安全范围内，所述膨胀罐218补充管内介质的不足，通过所述压力表210，能够始终观测管内压力，所述储热水箱105 上设置所述排气管102，当观测到所述压力表210的压力值超出安全阈值时，通过所述排气管102将所述储热水箱105内的压力释放掉，使管内压力值达到安全阈值。

上述三种实施例中，所述出水管上都设置所述Y型过滤器4，供过滤管内杂质，所述出水管上都设置所述单向阀212，防止管内产生回流，所述回水管上都设置所述注液阀213，补充管内的水或介质。

本实用新型的优点：根据现场实际情况及需求对用户进行供热，当日照充足的条件下，光热采暖机内热水温度达到系统设定的条件时，启用光热采暖机供热，当光热采暖机无法满足供热要求时，由空气源热泵供热，实现环保能源的梯级利用，避免了能源的浪费及降低了运行及使用成本。

以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种太阳能与空气源热泵耦合的户用采暖系统，其特征在于：光热采暖机(1)之间通过连接管(101)连通，系统循环管路(2)包括出水管及回水管；

所述光热采暖机(1)通过所述出水管与热泵室内机(4)连通，所述热泵室内机(4)通过热泵供暖循环管路(8)与散热片(7)连通，所述散热片(7)通过所述回水管与所述光热采暖机(1)连通，所述热泵室内机(4)通过制冷剂循环管路(9)与热泵室外机(3)连通；

所述出水管上设置管路循环水泵(6)，供管路循环，所述回水管上设置电动三通阀(501)，光热采暖机连接管(10)的一端通过所述电动三通阀(501)与所述回水管连通，另一端通过三通(211)与所述出水管连通，所述电动三通阀(501)通过启闭能够改变循环管路；

所述光热采暖机(1)的入水端设置温度探头管(104)，所述温度探头管(104)上设置光热采暖机水位水温传感器(504)，所述出水管的室外管路上设置光热采暖机供水温度传感器(202)，所述回水管上设置管路回水温度传感器(502)，房屋内设置室内温度传感器(503)；

所述光热采暖机供水温度传感器(202)、所述管路回水温度传感器(502)、所述室内温度传感器(503)及所述光热采暖机水位水温传感器(504)分别与控制器(5)信号连接，所述控制器(5)通过接收感应信号，并分别控制所述热泵室内机(4)、所述管路循环水泵(6)及所述电动三通阀(501)的启闭。

2.如权利要求1所述一种太阳能与空气源热泵耦合的户用采暖系统，其特征在于：所述光热采暖机(1)包括储热水箱(105)、组合支架(106)及玻璃集热管(107)，所述玻璃集热管(107)的底端设置于所述组合支架(106)，所述玻璃集热管(107)的顶端插入并固定于所述储热水箱(105)内，供加热。

3.如权利要求2所述一种太阳能与空气源热泵耦合的户用采暖系统，其特征在于：所述储热水箱(105)上设置进水口(11)及出水口(12)，供生活热水，所述储热水箱(105)的底端设置排污口(13)，供清洗，所述储热水箱(105)内设置镁棒(14)，防止腐蚀。

4.如权利要求2所述一种太阳能与空气源热泵耦合的户用采暖系统，其特征在于：所述储热水箱(105)内设置换热盘管(108)，所述换热盘管(108)通过所述出水管与所述热泵室内机(4)连通，所述热泵室内机(4)通过所述热泵供暖循环管路(8)与所述散热片(7)连通，所述散热片(7)通过所述回水管与所述换热盘管(108)连通。

5.如权利要求2所述一种太阳能与空气源热泵耦合的户用采暖系统，其特征在于：所述储热水箱(105)上设置排气管(102)，供气体排出，所述储热水箱(105)的两端设置补液管(109)及出液管(110)，供补充水及排出水，所述储热水箱(105)上设置温度压力阀(103)，供温度及压力保持预设的阈值范围内。

6.如权利要求1所述一种太阳能与空气源热泵耦合的户用采暖系统，其特征在于：所述散热片(7)上设置排气阀(701)，供排气。

7.如权利要求1所述一种太阳能与空气源热泵耦合的户用采暖系统，其特征在于：所述热泵室内机(4)内设置冷凝器(401)，所述冷凝器(401)与所述出水管内的介质进行热交换。

8.如权利要求1所述一种太阳能与空气源热泵耦合的户用采暖系统，其特征在于：所述出水管上的所述三通(211)的前端设置单向阀(212)，防止回流，所述出水管上设置Y型过滤器(209)，供过滤管内异物。

9.如权利要求1所述一种太阳能与空气源热泵耦合的户用采暖系统，其特征在于：所述回水管上设置压力表(210)，供监测管内压力，所述回水管上设置注液阀(213)，向管内补充换热介质，所述回水管上设置安全阀(217)及膨胀罐(218)，所述回水管的室外管路上缠绕伴热带(201)，供管路防冻。

10.如权利要求1所述一种太阳能与空气源热泵耦合的户用采暖系统，其特征在于：所述回水管及所述出水管上分别设置维修阀门(216)，便于维修。

11.如权利要求1所述一种太阳能与空气源热泵耦合的户用采暖系统，其特征在于：所述电动三通阀(501)的两端分别通过变径直接(214)及回水管内牙直接(215)与所述回水管连通。

12.如权利要求1所述一种太阳能与空气源热泵耦合的户用采暖系统，其特征在于：所述系统循环管路(2)及所述热泵供暖循环管路(8)通过弯头(208)改变管路的角度。

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