熱泵+太陽能復(fù)合供熱水裝置制造方法
【專利摘要】一種熱泵+太陽能復(fù)合供熱水裝置，主要包括太陽能集熱器組、太陽能水箱、熱泵機(jī)組、熱泵水箱、系統(tǒng)控制器等，熱泵機(jī)組具有壓縮機(jī)、制冷三通電磁閥、氣冷器/冷凝器、回?zé)崞鳌饫湔舭l(fā)器、水冷蒸發(fā)器、膨脹閥、化霜三通電磁閥等，它還具有太陽能集熱循環(huán)泵、太陽能水箱循環(huán)泵、熱泵循環(huán)泵等，能夠既收集太陽能熱量，還能夠通過熱泵輔助的方式提供熱水。由于熱泵機(jī)組的制冷回路中具有兩路蒸發(fā)器，制冷三通電磁閥能夠根據(jù)環(huán)境溫度和太陽能水箱溫度自動(dòng)切換兩種蒸發(fā)器的工作模式，從而能夠在冬季氣溫較低、輻照較弱的情況下，有效回收太陽能水箱的低溫?zé)崮?，提高壓縮機(jī)容積效率，改善壓縮機(jī)工況并延長其使用壽命的特點(diǎn)。
【專利說明】熱泵+太陽能復(fù)合供熱水裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種熱泵和太陽能復(fù)合供熱水裝置，尤其是一種整體控制的熱泵和太陽能復(fù)合供熱水裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有熱泵+太陽能復(fù)合供熱水系統(tǒng)，多為太陽能系統(tǒng)和熱泵各自分別聯(lián)接水箱，熱泵在冬季氣溫較低情況下工況惡劣，導(dǎo)致壓縮機(jī)壽命縮短；而陰雨天或者冬季氣溫較低、輻照不足，太陽能集熱器組不能收集足夠多的熱量，導(dǎo)致水箱中水溫較低，無法滿足用戶的使用要求，從而被用戶直接排掉浪費(fèi)或者熱量散失不能利用；而且熱水系統(tǒng)的控制又通過開關(guān)繼電器的方式去控制熱泵的啟停，造成熱泵壽命縮短。為克服上述缺陷，對(duì)一種熱泵+太陽能的復(fù)合供熱水裝置進(jìn)行研制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的是為了提供一種新型太陽能+熱泵復(fù)合供熱水裝置，以克服常規(guī)的熱泵+太陽能復(fù)合供熱水裝置在冬季氣溫較低的情況下，壓縮機(jī)不能高效工作、熱水箱溫度較低不能被充分利用、控制不科學(xué)等缺點(diǎn)。
[0004]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題的方案是:包括太陽能集熱器組、太陽能水箱、熱泵機(jī)組、熱泵水箱、系統(tǒng)控制器等，熱泵機(jī)組具有壓縮機(jī)、制冷三通電磁閥、氣冷器/冷凝器、回?zé)崞?、氣冷蒸發(fā)器、水冷蒸發(fā)器、膨脹閥、化霜三通電磁閥等，它還具有太陽能集熱循環(huán)泵、太陽能水箱循環(huán)泵、熱泵循環(huán)泵等，能夠既收集太陽能熱量，還能夠通過熱泵輔助的方式提供熱水。由于熱泵機(jī)組的制冷回路中具有兩路蒸發(fā)器，制冷三通電磁閥能夠根據(jù)環(huán)境溫度和太陽能水箱溫度自動(dòng)切換兩種蒸發(fā)器的工作模式，從而能夠在冬季氣溫較低、輻照較弱的情況下，有效回收太陽能水箱的低溫?zé)崮埽岣邏嚎s機(jī)容積效率，改善壓縮機(jī)工況并延長其使用壽命的特點(diǎn)。
[0005]所述的系統(tǒng)控制器還包括I/O卡，數(shù)據(jù)采集卡及若干驅(qū)動(dòng)器，用于控制壓縮機(jī)、風(fēng)冷蒸發(fā)器及多個(gè)水泵的運(yùn)行。
[0006]所述的太陽能水箱、熱泵水箱可能包括盤管換熱器，用于間接換熱系統(tǒng)。
[0007]所述的太陽能集熱器組、太陽能水箱、熱泵機(jī)組、熱泵水箱中各自分別對(duì)應(yīng)有第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、第三溫度傳感器和第四溫度傳感器和環(huán)境溫度傳感器。
[0008]所述的熱泵機(jī)組可能采用的是R22、R134a、R744、R290或其它單質(zhì)、混合工質(zhì)冷媒。
[0009]本實(shí)用新型同現(xiàn)有的【背景技術(shù)】相比所產(chǎn)生的有益效果:
[0010]1、由于熱泵機(jī)組中水冷蒸發(fā)器、風(fēng)冷蒸發(fā)器分別采用太陽能水箱中低溫?zé)崴訜岷涂諝饧訜?，故可選擇兩種蒸發(fā)器的工作模式，在氣溫較高的情況下，選擇讓風(fēng)冷蒸發(fā)器工作；在氣溫較低、輻照較少而導(dǎo)致水箱溫度較低的情況下，選擇讓水冷蒸發(fā)器工作，有效回收利用太陽能低溫?zé)崴?jié)約能源；[0011]2、選擇水冷蒸發(fā)器工作，能有效避免壓縮機(jī)在較低蒸發(fā)壓力下工作，從而導(dǎo)致壓縮機(jī)容積效率較低且工況惡劣；
[0012]3、采用收集溫度等信號(hào)、整體控制熱泵機(jī)組及其部件、多個(gè)水泵，完整性的控制策略在最大化利用新能源的同時(shí)，避免了強(qiáng)制啟動(dòng)關(guān)停壓縮機(jī)導(dǎo)致系統(tǒng)壽命的降低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為本實(shí)用新型的系統(tǒng)控制原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]參照?qǐng)D1:圖1中有太陽能集熱器組1，太陽能水箱2，熱泵機(jī)組3，熱泵水箱4、系統(tǒng)控制器5，1、太陽能集熱循環(huán)泵6、太陽能加熱循環(huán)泵7、熱泵循環(huán)泵8，熱泵機(jī)組3包括風(fēng)冷蒸發(fā)器31、水冷蒸發(fā)器32、制冷三通電磁閥33、膨脹閥34、回?zé)崞?5、氣冷器/冷凝器36、壓縮機(jī)37及化霜三通電磁閥38 ;系統(tǒng)控制器5中有數(shù)據(jù)采集卡51、I/O卡52及驅(qū)動(dòng)器53等。太陽能集熱器組1、太陽能水箱2、熱泵機(jī)組3、熱泵水箱4中各自有第一溫度傳感器11、第二溫度傳感器組21、第三溫度傳感器組39、第四溫度傳感器41及環(huán)境溫度傳感器310。
[0016]太陽能集熱器組I采用溫差循環(huán)控制，太陽能集熱循環(huán)泵6處于太陽能水箱2與太陽能集熱器組I之間，三者互相聯(lián)接；太陽能加熱循環(huán)泵6處于太陽能水箱2與熱泵機(jī)組3的水冷蒸發(fā)器32之間，三者互相聯(lián)接；熱泵循環(huán)泵8處于熱泵水箱4與熱泵機(jī)組3的氣冷器/冷凝器36，三者互相聯(lián)接。
[0017]熱泵機(jī)組3中，風(fēng)冷蒸發(fā)器31、水冷蒸發(fā)器32在制冷回路中并聯(lián)，其一端均聯(lián)接制冷三通電磁閥33，另一端均聯(lián)接回?zé)崞?5 ;膨脹閥34處于制冷三通電磁閥33與回?zé)崞?5之間，三者通過高壓制冷劑管道聯(lián)接；回?zé)崞?5與氣冷器/冷凝器36相聯(lián)接，氣冷器/冷凝器36聯(lián)接化霜三通電磁閥38，壓縮機(jī)37處于化霜三通電磁閥38與回?zé)崞?5之間，三者依靠制冷管道聯(lián)接。
[0018]系統(tǒng)控制器5根據(jù)第一溫度傳感器11，第二溫度傳感器21，第三溫度傳感器39，環(huán)境溫度傳感器310，第四溫度傳感器41等探頭收集到的溫度等信號(hào)，判斷電磁閥、水泵等動(dòng)力部件的依次開啟運(yùn)轉(zhuǎn)，系統(tǒng)控制程序監(jiān)控并實(shí)時(shí)調(diào)整系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，最大化的利用能源并維護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定性。
[0019]白天，太陽能光照充足時(shí)候，太陽能集熱循環(huán)泵啟動(dòng)收集足夠多的熱能，太陽能水箱能夠適時(shí)為用戶提供熱水，或者不需要熱泵機(jī)組啟動(dòng)；當(dāng)氣溫足夠高，而陰雨天或者冬季光照不足時(shí)候，啟動(dòng)熱泵風(fēng)冷蒸發(fā)器模式(同時(shí)關(guān)閉水冷蒸發(fā)器)加熱熱泵水箱，此時(shí)由熱泵水箱朝外提供熱量；當(dāng)氣溫足夠低，而太陽能水箱中水溫不夠高的時(shí)候，適時(shí)啟動(dòng)太陽能加熱循環(huán)泵，加熱水冷蒸發(fā)器(此時(shí)關(guān)閉風(fēng)冷蒸發(fā)器)，通過熱泵將低位熱能轉(zhuǎn)換成高位熱能。儲(chǔ)存在熱泵水箱中。
[0020]簡(jiǎn)單的實(shí)施可參考如下措施:首先根據(jù)太陽能集熱器組的溫度傳感器和水箱溫度傳感器適時(shí)啟動(dòng)太陽能集熱循環(huán)泵；根據(jù)太陽能水箱溫度適時(shí)先啟動(dòng)太陽能加熱水泵、然后開啟熱泵水泵，然后熱泵機(jī)組啟動(dòng)。
【權(quán)利要求】
1.一種熱泵+太陽能復(fù)合供熱水裝置，包括太陽能集熱器組(I)、太陽能水箱(2)、熱泵機(jī)組(3)、熱泵水箱(4)、系統(tǒng)控制器(5)，其特征在于:它還包括太陽能集熱循環(huán)泵(6)、太陽能加熱循環(huán)泵(7)、熱泵循環(huán)泵(8);熱泵機(jī)組(3)包括風(fēng)冷蒸發(fā)器(31)、水冷蒸發(fā)器(32)、制冷三通電磁閥(33)、膨脹閥(34)、回?zé)崞?35)、氣冷器/冷凝器(36)、壓縮機(jī)(37)及化霜三通電磁閥(38 );太陽能集熱循環(huán)泵(6 )處于太陽能水箱與太陽能集熱器組(I)之間，三者互相聯(lián)接；太陽能加熱循環(huán)泵(7)處于太陽能水箱與熱泵機(jī)組(3)的水冷蒸發(fā)器(32)之間，三者互相聯(lián)接；熱泵循環(huán)泵(8)處于熱泵水箱(4)與熱泵機(jī)組(3)的氣冷器/冷凝器(36)，三者互相聯(lián)接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所要求的熱泵+太陽能復(fù)合供熱水裝置，系統(tǒng)控制器(5)中包括若干數(shù)據(jù)采集卡(51)、I/O卡(52)及驅(qū)動(dòng)器(53)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所要求的熱泵+太陽能復(fù)合供熱水裝置，所述的太陽能集熱器組(I)、太陽能水箱(2)、熱泵機(jī)組(3)、熱泵水箱(4)中各自有第一溫度傳感器(11)、第二溫度傳感器(21)、第三溫度傳感器(39)、第四溫度傳感器(41)及環(huán)境溫度傳感器(310)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所要求的熱泵+太陽能復(fù)合供熱水裝置，所述的驅(qū)動(dòng)器(53)電位器或繼電器或變頻器中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所要求的熱泵+太陽能復(fù)合供熱水裝置，所述的太陽能水箱(2)及熱泵水箱(4)是內(nèi)盤管形式或外盤管形式，從材質(zhì)上分或?yàn)椴讳P鋼材質(zhì)或搪瓷材質(zhì)的水箱形式。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所要求的熱泵+太陽能復(fù)合供熱水裝置，所述的風(fēng)冷蒸發(fā)器(31)是管翅式換熱器或平行流換熱器形式。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所要求的熱泵+太陽能復(fù)合供熱水裝置，所述的太陽能集熱器組(I)采用平板集熱器或真空管集熱器或熱管式集熱器形式。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所要求的熱泵+太陽能復(fù)合供熱水裝置，所述的熱泵機(jī)組(3)中的膨脹閥(34)是電磁膨脹閥或熱力膨脹閥。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所要求的熱泵+太陽能復(fù)合供熱水裝置，所述的熱泵機(jī)組(3)壓縮機(jī)(37)是能夠驅(qū)動(dòng)R22或Rl34a或R744或R290冷媒壓縮機(jī)中一種。
【文檔編號(hào)】F24J2/00GK203550232SQ201320560675
【公開日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月11日
【發(fā)明者】余國保, 唐勇, 陳文鋒, 王啟鵬 申請(qǐng)人:珠海興業(yè)綠色建筑科技有限公司, 珠海興業(yè)新能源科技有限公司, 湖南興業(yè)太陽能科技有限公司, 珠海興業(yè)節(jié)能科技有限公司