CN217952730U - 一种太阳能空气能一体化热水装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种太阳能空气能一体化热水装置，包括太阳能集热装置、空气能热泵装置和安装柜，所述安装柜内两侧分别设置空气能热泵装置和保温水箱，安装柜外顶部设置太阳能集热装置，安装柜顶部对应空气能热泵装置处设有通风孔，所述保温水箱上设有分别与太阳能集热装置和空气能热泵装置连接的循环管道，保温水箱内设有温度传感器一，太阳能集热装置内设有温度传感器二。本实用新型相比于单一的太阳能热水装置，满足了阴雨天气或阳光不足时的持续热水供应；相比于单一的空气能热泵热水装置，更加节能环保，且太阳能与空气能一体化结构，还能节约安装空间。

Description

一种太阳能空气能一体化热水装置

技术领域

本实用新型涉及太阳能空气能热利用技术领域，具体涉及一种太阳能空气能一体化热水装置。

背景技术

目前市场上的太阳能热水系统为保证全年24小时热水供应一般会配置辅助热源，当太阳能辐照不足时即启动辅助热源。辅助热源主要有电加热、燃气和空气能。因为太阳能具有间歇性，太阳能的全年保证率不足50％，使得辅助能源需要提供50％以上的能量。其中，电加热作为辅助热源耗电量大，能耗高，运行成本高；燃气作为辅助热源则需消耗化石能源，且碳排放高，与国家的低碳要求冲突。以上两种辅助热源都存在其相应的缺陷，不能满足用户的需求。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述问题，提供了一种太阳能空气能一体化热水装置。

本实用新型采用如下技术方案：

一种太阳能空气能一体化热水装置，包括太阳能集热装置、空气能热泵装置和安装柜，所述安装柜内两侧分别设置空气能热泵装置和保温水箱，安装柜外顶部设置太阳能集热装置，安装柜顶部对应空气能热泵装置处设有通风孔，所述保温水箱上设有冷水管一、冷水管二、热水管一、热水管二、冷水进管和热水出管，保温水箱内设有温度传感器一，所述冷水管一和热水管一分别与空气能热泵装置连接，所述冷水管二和热水管二分别与太阳能集热装置连接，太阳能集热装置内设有温度传感器二。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述太阳能集热装置包括集热箱、若干集热管、支架和除灰装置，所述集热箱通过支架固定在安装柜顶部，所述冷水管二和热水管二分别连接在集热箱的两端，冷水管二或热水管二上设有循环泵二，若干所述集热管倾斜连接在集热箱下部，所述除灰装置设于集热管外侧的支架上。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述除灰装置包括机械箱、电机、螺杆、导柱、连接板和除灰组件，所述机械箱和导柱分别设于支架的两侧，机械箱靠近集热管一侧设有沿集热管长度方向设置的活动孔，所述电机设于机械箱内上部，所述螺杆一端与电机连接，螺杆另一端转动连接在机械箱底部，所述连接板横跨在集热管上方，连接板的一端与螺杆螺纹连接，连接板的另一端滑动连接在导柱上，所述除灰组件连接在连接板下方并与集热管抵接。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述集热管为热管式真空管，集热管内充有导热工质。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述除灰组件包括若干个与集热管数目对应的除灰刷，所述除灰刷包括弧形板和刷毛，所述弧形板半包围在集热管上部，弧形板顶部固定连接在连接板上，所述刷毛均匀密集在弧形板内侧面并与集热管抵接。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述空气能热泵装置包括依次连接的蒸发器、压缩机、换热器和膨胀阀，所述蒸发器位于通风孔下方，所述冷水管一和热水管一分别与换热器连接，冷水管一或热水管一上设有循环泵一。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型相比于单一的太阳能热水装置，满足了阴雨天气或阳光不足时的持续热水供应；相比于单一的空气能热泵热水装置，更加节能环保，且太阳能与空气能一体化结构，还能节约安装空间。

附图说明

图1为本实用新型主视图；

图2为太阳能集热装置结构示意图；

图3为除灰组件结构示意图；

图4为机械箱结构示意图。

图中符号说明：

1：安装柜，2：保温水箱，3：通风孔，4：冷水管一，5：热水管一，6：热水管二，7：冷水进管，8：热水出管，9：集热箱，10：集热管，11：支架，12：机械箱，13：电机，14：螺杆，15：导柱，16：连接板，17：除灰组件，18：活动孔，19：蒸发器，20：压缩机，21：换热器，22：膨胀阀，23：循环泵一。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型行进一步详细说明。

在实施例中，需要理解的是，术语“中间”“上”“下”“顶部”“底部”“右侧”“左侧”“上方”“下方”“背面”“前面”“中部”“外部”“内部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实施例，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实施例的限制。

如图1至图4所示，一种太阳能空气能一体化热水装置，包括太阳能集热装置、空气能热泵装置和安装柜1，所述安装柜1内两侧分别设置空气能热泵装置和保温水箱2，也可以在安装柜1内设置隔板将空气能热泵装置和保温水箱2分隔开来，使二者互不影响，安装柜1外顶部设置太阳能集热装置。安装柜1顶部对应空气能热泵装置处设有通风孔3，通风孔3供空气能热泵装置蒸发吸收外界的热量。所述保温水箱2上设有冷水管一4、冷水管二(图中未画出)、热水管一5、热水管二6、冷水进管7和热水出管8，其中，冷水进管7为往保温水箱2内部补充自来水的水管，热水出管8为给用户提供热水的水管。保温水箱2内设有温度传感器一(图中未画出)，通过温度传感器一检测保温水箱2内的水温。所述冷水管一4和热水管一5分别与空气能热泵装置连接，即保温水箱2、冷水管一4、空气能热泵装置、热水管一5、保温水箱2依次连接形成空气能热泵热水循环体系。所述冷水管二和热水管二6分别与太阳能集热装置连接，即保温水箱2、冷水管二、太阳能集热器、热水管二6、保温水箱2依次连接形成太阳能热水循环体系。太阳能集热装置内设有温度传感器二(图中未画出)，通过温度传感器二检测太阳能集热装置内的水温。

进一步地，所述太阳能集热装置包括集热箱9、若干集热管10、支架11和除灰装置，所述集热箱9通过支架11固定在安装柜1顶部，且集热箱9设于支架11较高的一端，所述冷水管二和热水管二6分别连接在集热箱9的两端，使得集热箱9一端进冷水、另一端出热水，冷水管二或热水管二6上设有循环泵二(图中未画出)，通过循环泵二实现保温水箱2和集热箱9内的水不断在二者之间循环，从而通过太阳能集热装置加热保温水箱2内的水。若干所述集热管10倾斜连接在集热箱9下部，集热管10至少设有10根，可根据实际需要选择，所述除灰装置设于集热管10外侧的支架11上，通过除灰装置定期清除集热管10表面的灰尘，避免影响集热管10的集热效率。

进一步地，所述除灰装置包括机械箱12、电机13、螺杆14、导柱15、连接板16和除灰组件17，所述机械箱12和导柱15分别设于支架11的两侧，具体地，如图2所示，机械箱12位于最左侧的集热管10的外侧支架11上，导柱15位于最右侧的集热管10的外侧支架11上，当然机械箱12和导柱15也可以互换位置，只要使二者相对设置即可。机械箱12靠近集热管10一侧设有沿集热管10长度方向设置的活动孔18，所述活动孔18用于供连接板16移动。所述电机13设于机械箱12内上部，所述螺杆14一端与电机13连接，螺杆14另一端转动连接在机械箱12底部，即通过电机13带动螺杆14旋转。此外，将电机13、螺杆14等安装于机械箱12内可避免其暴露于环境中，起到保护作用。所述连接板16横跨在集热管10上方，连接板16的一端从活动孔18穿入机械箱12内与螺杆14螺纹连接，连接板16的另一端滑动连接在导柱15上，即该处连接板16上设有滑孔，所述导柱15套接在滑孔中，从而使连接板16这端滑动连接在导柱15上。所述除灰组件17连接在连接板16下方并与集热管10抵接。

进一步地，所述集热管10为热管式真空管，集热管10内充有导热工质。热管式真空管的集热原理为，真空管的一端为蒸发段(即下段)，另一段为冷凝段，当蒸发段吸收太阳辐射热能受热时，其内的导热工质蒸发气化，蒸汽在压差作用下流向冷凝段，释放出热能后凝结呈液体，液体再沿着管壁回流至蒸发段，周而复始，其热水原理即采用在冷凝段释放的热能加热集热箱内的水。采用热管式真空管的好处是，真空管内不走水，即使个别真空管意外破裂，太阳能集热装置仍能正常运行。

进一步地，所述除灰组件17包括若干个与集热管10数目对应的除灰刷，所述除灰刷包括弧形板和刷毛，其中弧形板的外形与集热管10适配，所述弧形板半包围在集热管10上部，弧形板顶部固定连接在连接板16上，所述刷毛均匀密集在弧形板内侧面并与集热管10抵接。除灰装置的使用原理：首先通过电机13带动螺杆14旋转，从而使连接板16能够沿着螺杆14移动，并通过导杆15限制连接板16的另一端只能沿着导杆15移动，使得连接板16移动时更加平稳，连接板16移动时，除灰刷便相对集热管10移动，将集热管10表面的灰尘刷除。确保其表面光净，避免影响集热效率。除灰结束后将连接板16停在集热管10上端即可，因为集热管10上段是冷凝段，不是集热的主要部分，所以即使有连接板小面积遮盖也不会影响集热管10的集热效率。

进一步地，所述空气能热泵装置包括依次连接的蒸发器19、压缩机20、换热器21和膨胀阀22，所述蒸发器19位于通风孔3下方，便于蒸发器19与外界环境换热，所述冷水管一4和热水管一5分别与换热器21连接，冷水管一4或热水管一5上设有循环泵一23。本实用新型的空气能热泵装置的热水原理与现有市面上的空气能热泵热水器的热水原理类似。简单来说就是，压缩机20将冷媒压缩，压缩后温度升高的冷媒经过换热器21，将换热器21内的水加热，接着进行热交换后的冷媒通过蒸发器19与外界换热，变回温度低的冷媒，又重新被压缩机20压缩。这样便在换热器21中不断制造热水，然后通过冷水管一4、热水管一6加上循环泵一23不断循环保温水箱2与换热器21中的水，从而加热保温水箱2内的水，即为空气能热泵装置的热水系统。

本实用新型的工作原理：正常情况下，通过太阳能集热装置对保温水箱2内的水加热，具体为，当检测到集热箱9内的水温T1大于保温水箱2内的水温T2时，启动循环泵二，将保温水箱2内的水不断循环抽送至集热箱9中，进行加热，当T2＝T1时，可停止循环泵二；用水时若检测到保温水箱2内的水温低于用水水温(即预设水温T3)，即启动空气能热泵装置对保温水箱2内的水加热，达到T3时即切断电源。相比于单一的太阳能热水装置，满足了阴雨天气或阳光不足时的持续热水供应；相比于单一的空气能热泵热水装置，更加节能环保，且太阳能与空气能一体化结构，还能节约安装空间。

最后应说明的是：这些实施方式仅用于说明本实用新型而不限制本实用新型的范围。此外，对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种太阳能空气能一体化热水装置，包括太阳能集热装置、空气能热泵装置和安装柜(1)，其特征在于：所述安装柜(1)内两侧分别设置空气能热泵装置和保温水箱(2)，安装柜(1)外顶部设置太阳能集热装置，安装柜(1)顶部对应空气能热泵装置处设有通风孔(3)，所述保温水箱(2)上设有冷水管一(4)、冷水管二、热水管一(5)、热水管二(6)、冷水进管(7)和热水出管(8)，保温水箱(2)内设有温度传感器一，所述冷水管一(4)和热水管一(5)分别与空气能热泵装置连接，所述冷水管二和热水管二(6)分别与太阳能集热装置连接，太阳能集热装置内设有温度传感器二。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能空气能一体化热水装置，其特征在于：所述太阳能集热装置包括集热箱(9)、若干集热管(10)、支架(11)和除灰装置，所述集热箱(9)通过支架(11)固定在安装柜(1)顶部，所述冷水管二和热水管二(6)分别连接在集热箱(9)的两端，冷水管二或热水管二(6)上设有循环泵二，若干所述集热管(10)倾斜连接在集热箱(9)下部，所述除灰装置设于集热管(10)外侧的支架(11)上。

3.根据权利要求2所述的一种太阳能空气能一体化热水装置，其特征在于：所述除灰装置包括机械箱(12)、电机(13)、螺杆(14)、导柱(15)、连接板(16)和除灰组件(17)，所述机械箱(12)和导柱(15)分别设于支架(11)的两侧，机械箱(12)靠近集热管(10)一侧设有沿集热管(10)长度方向设置的活动孔(18)，所述电机(13)设于机械箱(12)内上部，所述螺杆(14)一端与电机(13)连接，螺杆(14)另一端转动连接在机械箱(12)底部，所述连接板(16)横跨在集热管(10)上方，连接板(16)的一端与螺杆(14)螺纹连接，连接板(16)的另一端滑动连接在导柱(15)上，所述除灰组件(17)连接在连接板(16)下方并与集热管(10)抵接。

4.根据权利要求2所述的一种太阳能空气能一体化热水装置，其特征在于：所述集热管(10)为热管式真空管，集热管(10)内充有导热工质。

5.根据权利要求3所述的一种太阳能空气能一体化热水装置，其特征在于：所述除灰组件(17)包括若干个与集热管(10)数目对应的除灰刷，所述除灰刷包括弧形板和刷毛，所述弧形板半包围在集热管(10)上部，弧形板顶部固定连接在连接板(16)上，所述刷毛均匀密集在弧形板内侧面并与集热管(10)抵接。

6.根据权利要求1所述的一种太阳能空气能一体化热水装置，其特征在于：所述空气能热泵装置包括依次连接的蒸发器(19)、压缩机(20)、换热器(21)和膨胀阀(22)，所述蒸发器(19)位于通风孔(3)下方，所述冷水管一(4)和热水管一(5)分别与换热器(21)连接，冷水管一(4)或热水管一(5)上设有循环泵一(23)。

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