太陽能與地源熱泵組合節(jié)能系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種太陽能與地源熱泵組合節(jié)能系統(tǒng)，包括保溫水箱、太陽能集熱模塊、地源熱泵供熱水模塊、地源熱泵供熱-制冷模塊、控制器，保溫水箱下部連接自來水進(jìn)水管，保溫水箱上部連接熱水出水管，太陽能換熱盤管位于保溫水箱內(nèi)，太陽能供熱管、太陽能循環(huán)管的一端分別與太陽能換熱盤管的兩端相連，太陽能循環(huán)管另一端與太陽能集熱器的進(jìn)液口相連，太陽能供熱管另一端與太陽能集熱器的出液口相連。本實(shí)用新型采用太陽能集熱與地源熱泵相組合的方式，不僅節(jié)能環(huán)保，安全可靠，效果好，且成本低，系統(tǒng)整體占地面積小，維護(hù)簡單，維修費(fèi)用低，使用壽命長。
【專利說明】太陽能與地源熱泵組合節(jié)能系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于太陽能及地源熱泵利用領(lǐng)域，特別是涉及一種太陽能與地源熱泵組合節(jié)能系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，地源熱泵是一種利用淺層熱資源的即可供熱又可以制冷的高效節(jié)能設(shè)備。地源熱泵通過少量的高位能量如電能，實(shí)現(xiàn)由低溫位熱能向高溫位熱能轉(zhuǎn)移。地能分別在冬季作為熱泵供熱的熱源和夏季制冷的冷源，但傳統(tǒng)的地源熱泵由于需要提供的能量大，因此設(shè)備龐大，建設(shè)成本高，占地面積大，且其消耗的能量也非常大。而太陽能集熱目前主要用于供熱水，但由于受天氣氣候的影響，特別是在溫度較低的地區(qū)或冬季，太陽能集熱效果不佳。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種節(jié)約能源、成本低、效果好的太陽能與地源熱泵組合節(jié)能系統(tǒng)。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：
[0005]一種太陽能與地源熱泵組合節(jié)能系統(tǒng)，包括保溫水箱、太陽能集熱模塊、地源熱泵供熱水模塊、地源熱泵供熱-制冷模塊、控制器，保溫水箱下部連接自來水進(jìn)水管，保溫水箱上部連接熱水出水管，熱水出水管上安裝水泵B2，熱水出水管另一端與用戶端連接，保溫水箱上安裝溫度傳感器T2，
[0006]太陽能集熱模塊中，太陽能換熱盤管位于保溫水箱內(nèi)，太陽能供熱管、太陽能循環(huán)管的一端分別與太陽能換熱盤管的兩端相連，太陽能循環(huán)管另一端與太陽能集熱器的進(jìn)液口相連，太陽能供熱管另一端與太陽能集熱器的出液口相連，太陽能集熱器出液口處的太陽能供熱管上裝有溫度傳感器Tl，太陽能循環(huán)管上裝有循環(huán)水泵BI，
[0007]地源熱泵供熱水模塊中，第一換熱盤管的兩端分別與第一供水支管、第一回水支管連接，第二換熱盤管的兩端分別與水箱出水管、水箱回水管連接，水箱出水管、水箱回水管分別與保溫水箱連通，第一換熱盤管與熱泵的蒸發(fā)器相耦合，第二換熱盤管與熱泵的冷凝器相耦合，水箱出水管上安裝水泵B3，第一供水支管上安裝電磁閥F2，第一供水支管、第一回水支管分別與源供水管路、源回水管路連接，
[0008]地源熱泵供熱-制冷模塊中，第二供水支管、第二回水支管分別與源供水管路、源回水管路連接，第三換熱盤管的兩端分別與第二供水支管、第二回水支管連接，第四換熱盤管的一端與采暖或空調(diào)供水管連接，另一端與采暖或空調(diào)回水管連接，第三換熱盤管與熱泵的蒸發(fā)器相耦合，第四換熱盤管與熱泵的冷凝器相耦合，第二供水支管上串聯(lián)供水閥門，保溫水箱通過分支采暖供水管與采暖或空調(diào)供水管連接，保溫水箱通過分支采暖回水管與采暖或空調(diào)回水管連接，分支采暖供水管上串聯(lián)水泵B4、第一閥門，分支采暖回水管上串聯(lián)第二閥門，控制器接收溫度傳感器T1、T2的信號，控制泵Β1、Β3及電磁閥F2的啟閉。[0009]本實(shí)用新型太陽能與地源熱泵組合節(jié)能系統(tǒng)，其中所述熱水出水管上安裝壓力開關(guān)，控制器接收壓力開關(guān)的信號，控制泵B2的啟閉。
[0010]本實(shí)用新型太陽能與地源熱泵組合節(jié)能系統(tǒng)，其中所述保溫水箱上安裝壓力傳感器P1，自來水進(jìn)水管上串聯(lián)電磁閥F1，控制器接收壓力傳感器Pl的信號，控制電磁閥Fl的啟閉。
[0011]本實(shí)用新型太陽能與地源熱泵組合節(jié)能系統(tǒng)，其中所述太陽能供熱管上連接加液管。
[0012]本實(shí)用新型太陽能與地源熱泵組合節(jié)能系統(tǒng)，采用太陽能集熱與地源熱泵相組合的方式，當(dāng)保溫水箱內(nèi)水溫達(dá)不到設(shè)定值時(shí)，通過地源熱泵將熱量傳遞給水箱內(nèi)的水，使其達(dá)到設(shè)定溫度，供熱水不受天氣氣候的影響，效果好，地源熱泵夏季用于空調(diào)制冷，冬季用于供暖，在冬季若太陽能集熱足夠滿足供熱水需要并有富余時(shí)，可將多余太陽能用于供暖，減輕地源熱泵的能量負(fù)荷，降低建設(shè)成本，節(jié)約占地面積，減小地源熱泵的能量消耗，該組合節(jié)能系統(tǒng)不僅節(jié)能環(huán)保，安全可靠，效果好，且成本低，系統(tǒng)整體占地面積小，維護(hù)簡單，維修費(fèi)用低，使用壽命長。
[0013]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的太陽能與地源熱泵組合節(jié)能系統(tǒng)作進(jìn)一步說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型太陽能與地源熱泵組合節(jié)能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為圖1中地源熱泵供熱-制冷模塊供熱時(shí)換熱原理圖；
[0016]圖3為圖1中地源熱泵供熱-制冷模塊制冷時(shí)換熱原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]如圖1所示，本實(shí)用新型太陽能與地源熱泵組合節(jié)能系統(tǒng)包括保溫水箱1、太陽能集熱模塊、地源熱泵供熱水模塊、地源熱泵供熱-制冷模塊、控制器(圖中未示出)，保溫水箱I下部連接自來水進(jìn)水管4，自來水進(jìn)水管4上串聯(lián)電磁閥F1。保溫水箱I上部連接熱水出水管5，熱水出水管5上安裝水泵B2、壓力開關(guān)51，熱水出水管5另一端與淋浴器52、水盆53等相連供用戶使用。保溫水箱I上安裝壓力傳感器Pl和溫度傳感器T2。
[0018]太陽能集熱模塊包括太陽能集熱器21、太陽能供熱管22、太陽能換熱盤管23、太陽能循環(huán)管24，太陽能集熱器21根據(jù)需要可設(shè)置多個(gè)，圖中所示為四個(gè)。太陽能換熱盤管23位于保溫水箱I內(nèi)，太陽能供熱管22、太陽能循環(huán)管24的一端分別與太陽能換熱盤管23的兩端相連，太陽能循環(huán)管24另一端與太陽能集熱器21的進(jìn)液口相連，太陽能供熱管22另一端與太陽能集熱器21的出液口相連。太陽能集熱器21出液口處的太陽能供熱管22上裝有溫度傳感器Tl，太陽能循環(huán)管24上裝有循環(huán)水泵BI。太陽能供熱管22上連接加液管25,用于補(bǔ)充防凍液。
[0019]地源熱泵供熱水模塊包括第一供水支管31、第一回水支管32、第一換熱盤管33、第二換熱盤管34、熱泵、水箱出水管36、水箱回水管35，第一換熱盤管33的兩端分別與第一供水支管31、第一回水支管32連接，第二換熱盤管34的兩端分別與水箱出水管36、水箱回水管35連接，水箱出水管36、水箱回水管35分別與保溫水箱I連通。熱泵由蒸發(fā)器37、壓縮機(jī)38、冷凝器39、膨脹閥40通過管路依次串聯(lián)而成，其中充有制冷劑，蒸發(fā)器37與第一換熱盤管33相耦合，冷凝器39與第二換熱盤管34相耦合。水箱出水管36上安裝水泵B3，第一供水支管31上安裝電磁閥F2。第一供水支管31、第一回水支管32分別與源供水管路6、源回水管路7連接。
[0020]地源熱泵供熱-制冷模塊包括第二供水支管61、第二回水支管62、第三換熱盤管63、第四換熱盤管64、熱泵，第二供水支管61、第二回水支管62分別與源供水管路6、源回水管路7連接，第三換熱盤管63的兩端分別與第二供水支管61、第二回水支管62連接，第四換熱盤管64的一端與采暖或空調(diào)供水管65連接，另一端與采暖或空調(diào)回水管66連接，熱泵由蒸發(fā)器67、壓縮機(jī)68、冷凝器69、膨脹閥70通過管路串聯(lián)而成，其中充有制冷劑，蒸發(fā)器67與第三換熱盤管63相耦合，冷凝器69與第四換熱盤管64相耦合。第二供水支管61上串聯(lián)供水閥門71。
[0021]保溫水箱I通過分支采暖供水管11與采暖或空調(diào)供水管65連接，保溫水箱I通過分支采暖回水管12與采暖或空調(diào)回水管66連接。分支采暖供水管11上串聯(lián)水泵B4、第一閥門13，分支采暖回水管12上串聯(lián)第二閥門14。
[0022]溫度傳感器Tl用于檢測太陽能集熱器21內(nèi)防凍液的溫度，溫度傳感器T2用于檢測保溫水箱I內(nèi)水的溫度，壓力傳感器Pl用于檢測保溫水箱I內(nèi)的水位，壓力開關(guān)51用于檢測熱水出水管5內(nèi)的壓力，控制器接收溫度傳感器Tl、T2、壓力傳感器Pl及壓力開關(guān)的信號，控制泵B1、B2、B3及電磁閥Fl、F2的啟閉。
[0023]本實(shí)用新型太陽能與地源熱泵組合節(jié)能系統(tǒng)的工作原理如下:
[0024]供熱水的原理是:太陽能集熱器21內(nèi)的防凍液吸收熱量后，經(jīng)太陽能供熱管22進(jìn)入太陽能換熱盤管23，將熱量傳遞給保溫水箱I內(nèi)的水，然后經(jīng)太陽能循環(huán)管24流回至太陽能集熱器21，循環(huán)使用。保溫水箱I內(nèi)的水吸收熱量后升溫，經(jīng)熱水出水管5流出供用戶使用。
[0025]在溫度較低的地區(qū)、陰天或冬季時(shí)，當(dāng)溫度傳感器T2檢測到保溫水箱I內(nèi)水溫低于40°C時(shí)，水泵B3、電磁閥F2啟動，源水經(jīng)第一換熱盤管33將熱量傳遞給蒸發(fā)器37內(nèi)的制冷劑后，進(jìn)入第一回水支管32，制冷劑吸收熱量后經(jīng)壓縮機(jī)38壓縮進(jìn)一步升溫后通過冷凝器39將熱量傳遞給第二換熱盤管34，而后經(jīng)膨脹閥40膨脹降溫后進(jìn)入蒸發(fā)器37循環(huán)使用。保溫水箱I內(nèi)的水經(jīng)水箱出水管36進(jìn)入第二換熱盤管34，吸收熱量后經(jīng)水箱回水管35流回至保溫水箱I內(nèi)。當(dāng)保溫水箱I內(nèi)水溫高于45°C時(shí)，水泵B3停止運(yùn)行，電磁閥F2關(guān)閉。
[0026]當(dāng)壓力傳感器Pl檢測到保溫水箱I內(nèi)水位低于設(shè)定值時(shí)，通過控制器控制電磁閥Fl啟動補(bǔ)充水，當(dāng)水位達(dá)到設(shè)定值時(shí)，電磁閥Fl關(guān)閉。
[0027]當(dāng)溫度傳感器Tl檢測到的溫度比溫度傳感器T2檢測的溫度高10°C以上時(shí)，控制器控制循環(huán)水泵BI啟動；當(dāng)二者之間的溫差小于5°C時(shí)，循環(huán)水泵BI停止運(yùn)行。
[0028]當(dāng)用戶使用熱水時(shí)，熱水出水管5內(nèi)壓力降低，壓力開關(guān)51通過控制器控制水泵B2啟動，為用戶提供熱水。
[0029]結(jié)合圖2所示，冬季供暖時(shí)，熱泵中第三閥門73、第四閥門74、第五閥門75、第六閥門76是開啟狀態(tài)，第七閥門77、第八閥門78、第九閥門79、第十閥門80是關(guān)閉狀態(tài)，原理是:源水經(jīng)源供水管路6進(jìn)入第二供水支管61，若用戶需要供暖，則打開供水閥門71，源水經(jīng)第三換熱盤管63將熱量傳遞給蒸發(fā)器67內(nèi)的制冷劑，而后經(jīng)第二回水支管62進(jìn)入源回水管路，制冷劑吸收熱量后經(jīng)第三閥門73，經(jīng)壓縮機(jī)68壓縮進(jìn)一步升溫，經(jīng)第四閥門74，通過冷凝器69將熱量傳遞給第四換熱盤管64，而后經(jīng)第五閥門75，經(jīng)膨脹閥70膨脹降溫后，經(jīng)第六閥門76進(jìn)入蒸發(fā)器67循環(huán)使用。采暖回水經(jīng)采暖或空調(diào)回水管66進(jìn)入第四換熱盤管64，吸收熱量后經(jīng)采暖或空調(diào)供水管65送至用戶用于取暖。
[0030]若太陽能集熱足夠滿足供熱水需要并有富余時(shí)，可將多余熱量用于供暖。具體操作是:打開水泵B4、第一、二閥門13、14，保溫水箱I內(nèi)的水在水泵B4作用下，進(jìn)入采暖或空調(diào)供水管65與采暖水混合，將熱量傳遞給用戶端。
[0031 ] 結(jié)合圖3所示，夏季制冷時(shí)，熱泵中第七閥門77、第八閥門78、第九閥門79、第十閥門80是開啟狀態(tài)，第三閥門73、第四閥門74、第五閥門75、第六閥門76是關(guān)閉狀態(tài)，原理是:源水經(jīng)源供水管路6進(jìn)入第二供水支管61，若用戶需要制冷，則打開供水閥門71，源水經(jīng)第三換熱盤管63吸收蒸發(fā)器(此時(shí)相當(dāng)于冷凝器)內(nèi)的制冷劑的熱量，而后經(jīng)第二回水支管62進(jìn)入源回水管路，制冷劑釋放熱量后降溫，經(jīng)第七閥門77，經(jīng)膨脹閥70膨脹進(jìn)一步降溫后，經(jīng)第八閥門78，經(jīng)冷凝器(此時(shí)相當(dāng)于蒸發(fā)器)吸收第四換熱盤管64的熱量后，經(jīng)第九閥門79，經(jīng)壓縮機(jī)68壓縮進(jìn)一步升溫后，經(jīng)第十閥門80，至蒸發(fā)器(此時(shí)相當(dāng)于冷凝器)循環(huán)使用，空調(diào)回水經(jīng)采暖或空調(diào)回水管66進(jìn)入第四換熱盤管64，釋放熱量后經(jīng)采暖或空調(diào)供水管65送至用戶空調(diào)使用。
[0032]以上所述的實(shí)施例僅僅是對本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對本實(shí)用新型的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實(shí)用新型權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種太陽能與地源熱泵組合節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于：包括保溫水箱、太陽能集熱模塊、地源熱泵供熱水模塊、地源熱泵供熱-制冷模塊、控制器，保溫水箱下部連接自來水進(jìn)水管，保溫水箱上部連接熱水出水管，熱水出水管上安裝水泵B2，熱水出水管另一端與用戶端連接，保溫水箱上安裝溫度傳感器T2， 太陽能集熱模塊中，太陽能換熱盤管位于保溫水箱內(nèi)，太陽能供熱管、太陽能循環(huán)管的一端分別與太陽能換熱盤管的兩端相連，太陽能循環(huán)管另一端與太陽能集熱器的進(jìn)液口相連，太陽能供熱管另一端與太陽能集熱器的出液口相連，太陽能集熱器出液口處的太陽能供熱管上裝有溫度傳感器Tl，太陽能循環(huán)管上裝有循環(huán)水泵BI， 地源熱泵供熱水模塊中，第一換熱盤管的兩端分別與第一供水支管、第一回水支管連接，第二換熱盤管的兩端分別與水箱出水管、水箱回水管連接，水箱出水管、水箱回水管分別與保溫水箱連通，第一換熱盤管與熱泵的蒸發(fā)器相耦合，第二換熱盤管與熱泵的冷凝器相耦合，水箱出水管上安裝水泵B3，第一供水支管上安裝電磁閥F2，第一供水支管、第一回水支管分別與源供水管路、源回水管路連接， 地源熱泵供熱-制冷模塊中，第二供水支管、第二回水支管分別與源供水管路、源回水管路連接，第三換熱盤管的兩端分別與第二供水支管、第二回水支管連接，第四換熱盤管的一端與采暖或空調(diào)供水管連接，另一端與采暖或空調(diào)回水管連接，第三換熱盤管與熱泵的蒸發(fā)器相耦合，第四換熱盤管與熱泵的冷凝器相耦合，第二供水支管上串聯(lián)供水閥門，保溫水箱通過分支采暖供水管與采暖或空調(diào)供水管連接，保溫水箱通過分支采暖回水管與采暖或空調(diào)回水管連接，分支采暖供水管上串聯(lián)水泵B4、第一閥門，分支采暖回水管上串聯(lián)第二閥門，控制器接收溫度傳感器Tl、T2的信號，控制泵BI、B3及電磁閥F2的啟閉。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能與地源熱泵組合節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于：所述熱水出水管上安裝壓力開關(guān)，控制器接收壓力開關(guān)的信號，控制水泵B2的啟閉。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能與地源熱泵組合節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于：所述保溫水箱上安裝壓力傳感器P1，自來水進(jìn)水管上串聯(lián)電磁閥F1，控制器接收壓力傳感器Pl的信號，控制電磁閥Fl的啟閉。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽能與地源熱泵組合節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于：所述太陽能供熱管上連接加液管。
【文檔編號】F25B49/00GK203489521SQ201320543393
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年9月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月2日
【發(fā)明者】吳穎栓 申請人:天津圣澤科技有限公司