專利名稱：三熱源熱水器系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型技術(shù)涉及一種熱水器系統(tǒng)，特別涉及一種三熱源熱水器系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
熱水器在住宅、別墅、賓館、酒店、辦公樓、醫(yī)院、溫水游泳池、療養(yǎng)院、學(xué)校、研究 所、工廠等需要用熱水的地方起著重要的作用。隨著國民經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展和人民生活水平的 提高，對采暖、空調(diào)、生活熱水等方面的能源需求是一般民用建筑物能源消耗的主要部分， 在發(fā)達(dá)城市中，夏季空調(diào)、冬季采暖與供熱所消耗的能量已達(dá)到建筑物總能耗的40-50%。然 而，燃煤鍋爐、燃油鍋爐、電爐的大量使用，不僅給大氣環(huán)境造成了極大的污染，而且也面臨 著能源枯竭的困境。本著節(jié)約能耗的原則，最大化地利用取之不盡用之不竭的太陽能和空 氣低品位熱源，減少高品位燃料化工能源的消耗，是每一個工程設(shè)計(jì)人員追求的目標(biāo)。因 此，幾十年來各種節(jié)能熱水器的開發(fā)與研究是一個始終倍受關(guān)注的課題。當(dāng)前已出現(xiàn)了各類不同熱水器的控制系統(tǒng)，如太陽能熱水器控制系統(tǒng)、空氣源熱 泵熱水器控制系統(tǒng)等，根據(jù)熱水器的不同控制系統(tǒng)不同，其控制系統(tǒng)的側(cè)重點(diǎn)和效果也有 所不同，對熱水器的控制也不同。然而，無論是太陽能熱水器控制系統(tǒng)，還是空氣源熱泵熱水器控制系統(tǒng)，各自都是 單獨(dú)分離工作的，因此，如何將太陽能和空氣源熱泵有效結(jié)合，給用戶提供一種多熱源的熱 水系統(tǒng)，以最大化地利用各種熱源，提高各種熱源的利用率，已成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解 決的技術(shù)課題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種三熱源熱水器系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)太陽能、空氣熱源、電 能三者的優(yōu)化利用。為達(dá)上述目的及其他目的，本實(shí)用新型的三熱源熱水器系統(tǒng)，包括具有進(jìn)水管和 出水管的保溫水箱，其中，在所述出水管上設(shè)置有循環(huán)泵，所述保溫水箱中內(nèi)置有受控電加 熱器和感測水溫的溫度傳感器；通過水管與所述保溫水箱的進(jìn)水管及循環(huán)泵連接且用于通 過太陽能加熱水的太陽能集熱器，其中，在與進(jìn)水管及循環(huán)泵的連接處分別設(shè)置有第一電 磁閥；通過水管與所述保溫水箱的進(jìn)水管及循環(huán)泵連接的空氣源熱泵機(jī)組，其中，在與進(jìn)水 管及循環(huán)泵的連接處分別設(shè)置有第二電磁閥；與所述空氣源熱泵機(jī)組和受控電加熱器連接 且用于啟動空氣源熱泵機(jī)組或受控電加熱器的空氣源熱泵控制器；以及包含感光元件且輸 出端分別連接太陽能集熱器和空氣源熱泵控制器的觸發(fā)電路，用于根據(jù)所感測的太陽光強(qiáng) 度而觸發(fā)太陽能集熱器或空氣源熱泵控制器。其中，所述三熱源熱水器系統(tǒng)還可包括與所述空氣源熱泵控制器連接的報警裝置。其中，所述感光元件可為光敏電阻，相應(yīng)所述觸發(fā)電路可包括基極與集電極分別 與所述光敏電阻的一端連接且集電極接入電源電壓的三極管、連接在所述三極管基極和地
3之間的電阻、連接在所述三極管發(fā)射極和地之間的繼電器；而所述電阻可為可調(diào)電阻。其中，在保溫水箱中可以設(shè)置兩個溫度傳感器，相應(yīng)所述空氣源熱泵控制器可包 括與所述觸發(fā)電路連接的空氣源熱泵核心處理器、與所述空氣源熱泵核心處理器連接且 根據(jù)一個溫度傳感器所感測的水溫而向所述空氣源熱泵核心處理器傳送水溫信號以便啟 動空氣源熱泵機(jī)組的第一溫度控制驅(qū)動裝置、與所述第一溫度控制驅(qū)動裝置連接以便計(jì)時 到預(yù)設(shè)時間后啟動所述受控電加熱器的第一計(jì)時裝置；與所述第一計(jì)時裝置連接并當(dāng)?shù)谝?計(jì)時裝置所計(jì)時間到預(yù)設(shè)時間后即開始計(jì)時的第二計(jì)時裝置；與另一個溫度傳感器連接且 用于根據(jù)所感測的水溫控制所述受控電加熱器和所述第二計(jì)時裝置停止工作的第二溫度 控制驅(qū)動裝置。綜上所述，本實(shí)用新型的三熱源熱水器系統(tǒng)就是將太陽能集熱器、空氣源熱水器 及電加熱器三種熱水器裝置結(jié)合，并利用感光元件來實(shí)現(xiàn)智能化的控制，使三熱源熱水器 系統(tǒng)在最佳的節(jié)能模式下運(yùn)行。

圖1是本實(shí)用新型的三熱源熱水器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意簡圖；圖2是本實(shí)用新型的三熱源熱水器系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)詳圖。
具體實(shí)施方式
以下將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的三熱源熱水器系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)說明。請參閱圖1和圖2，本實(shí)用新型的三熱源熱水器系統(tǒng)可以包括保溫水箱、太陽能 集熱器、空氣源熱泵機(jī)組、空氣源熱泵控制器、觸發(fā)電路、以及報警裝置等。所述保溫水箱具有進(jìn)水管和出水管，且在所述出水管上設(shè)置有循環(huán)泵(未予圖 示)，在所述保溫水箱內(nèi)設(shè)置有受控電加熱器和感測水溫的溫度傳感器。在本實(shí)施例中，保 溫水箱中設(shè)置了兩個溫度傳感器，即RTl溫度傳感器和RT2溫度傳感器。所述太陽能集熱器通過水管與所述保溫水箱的進(jìn)水管及循環(huán)泵連接，一般設(shè)置于 建筑物的頂層，用于通過太陽能加熱水，其中，在與進(jìn)水管及循環(huán)泵的連接處分別設(shè)置有第 一電磁閥(未予圖示)。所述空氣源熱泵機(jī)組通過水管與所述保溫水箱的進(jìn)水管及循環(huán)泵連接，其中，在 與進(jìn)水管及循環(huán)泵的連接處分別設(shè)置有第二電磁閥(未予圖示)。所述空氣源熱泵控制器與所述空氣源熱泵機(jī)組和受控電加熱器連接，用于啟動空 氣源熱泵機(jī)組或受控電加熱器，其可包括與所述觸發(fā)電路連接的空氣源熱泵核心處理器、 與所述空氣源熱泵核心處理器連接且根據(jù)RTl溫度傳感器所感測的水溫而向所述空氣源 熱泵核心處理器傳送水溫信號以便啟動空氣源熱泵機(jī)組的溫度控制驅(qū)動裝置1、與所述第 一溫度控制驅(qū)動裝置連接以便計(jì)時到預(yù)設(shè)時間后啟動所述受控電加熱器的計(jì)時裝置1 ；與 所述計(jì)時裝置1連接并當(dāng)計(jì)時裝置1所計(jì)時間到預(yù)設(shè)時間后即開始計(jì)時的計(jì)時裝置2 ；與 RT2溫度傳感器連接且用于根據(jù)所感測的水溫控制所述受控電加熱器和所述計(jì)時裝置2停 止工作的溫度控制驅(qū)動裝置2。所述觸發(fā)電路包含感光元件，其輸出端分別連接太陽能集熱器和空氣源熱泵控制 器，用于根據(jù)所感測的太陽光強(qiáng)度而觸發(fā)太陽能集熱器或空氣源熱泵控制器。在本實(shí)施例
4中，所述感光元件采用光敏電阻，相應(yīng)的觸發(fā)電路可以采用三極管、電阻、繼電器構(gòu)成，如圖 2所示，三極管TRl的基極與集電極分別與所述光敏電阻LDR的一端連接、集電極接入電源 電壓，即9V的直流，電阻VRl連接在所述三極管TRl的基極和地之間，繼電器連接在所述三 極管TRl發(fā)射極和地之間，所述電阻VRl可以是可調(diào)電阻。所述報警裝置可由所述空氣源熱泵控制器的空氣源熱泵核心處理器和計(jì)時裝置2 的信號來啟動，以便實(shí)現(xiàn)對故障的報警。上述三熱源熱水器系統(tǒng)的工作過程如下首先，光敏電阻直接面對太陽并感測太陽光照的強(qiáng)弱，因光敏電阻阻值的大小受 太陽光照的強(qiáng)弱影響，由此，當(dāng)光照強(qiáng)度升高到一定劑量時，光敏電阻阻值迅速減小，三極 管TRl導(dǎo)通，繼電器源邊通電，因此繼電器開關(guān)接入太陽能集熱器(即太陽能熱水器)，進(jìn)而 開啟第一電磁閥，使保溫水箱中的水被太陽能加熱；而如果光照強(qiáng)度很小時，光敏電阻阻值 很大，三極管TRl不導(dǎo)通，繼電器處于常閉狀態(tài)，繼電器開關(guān)接入空氣源熱泵核心控制器， 由此出于空氣源熱泵待機(jī)狀態(tài)。接著，溫度控制驅(qū)動裝置1讀取RTl溫度傳感器所感測的水溫，如果水溫沒有達(dá)到 預(yù)設(shè)的溫度，則空氣源熱泵核心控制器根據(jù)溫度控制驅(qū)動裝置1傳送至地的水溫信號向空 氣源熱泵機(jī)組發(fā)出啟動信號，由此啟動空氣源熱泵機(jī)組，同時計(jì)時裝置1根據(jù)溫度控制驅(qū) 動裝置1傳送的水溫信號(通常為電壓)開始計(jì)時，進(jìn)而第二電磁閥被開啟，使保溫水箱中的 水被加熱。隨著水溫的上升，當(dāng)RTl溫度傳感器所感測的水溫達(dá)到預(yù)設(shè)的值，空氣源熱泵核 心控制器向空氣源熱泵機(jī)組發(fā)出關(guān)閉信號以使空氣源熱泵機(jī)組停止工作，同時計(jì)時裝置1 停止計(jì)時。但是，如果計(jì)時裝置1計(jì)時達(dá)到預(yù)設(shè)的時間，而水溫還未到預(yù)設(shè)的值，則計(jì)時裝 置1計(jì)時到預(yù)設(shè)時間的信號使得受控電加熱器和計(jì)時裝置2被啟動，同時也使空氣源熱泵 核心控制器控制空氣源熱泵機(jī)組停止工作，由此保溫水箱中的水直接由受控電加熱器來加 熱。當(dāng)RT2溫度傳感器感測到水溫達(dá)到預(yù)設(shè)溫度，則溫度控制驅(qū)動裝置2使計(jì)時裝置2停 止計(jì)時，同時使受控電加熱器停止工作。此外，如果在計(jì)時裝置1設(shè)定的時間范圍內(nèi)，空氣熱源泵機(jī)組不能正常工作，則空 氣源熱泵核心處理器啟動報警裝置發(fā)出報警命令。再有，如果當(dāng)計(jì)時裝置2計(jì)時時間到預(yù) 設(shè)時間，保溫水箱中的水溫還未到達(dá)預(yù)定溫度，則計(jì)時裝置2計(jì)時時間到預(yù)設(shè)時間的信號 會使報警裝置被啟動，從而提醒工作人員檢修系統(tǒng)。綜上所述，本實(shí)用新型的三熱源熱水器系統(tǒng)采用光敏電阻對太陽光強(qiáng)度的感測以 確定是采用太陽能還是采用空氣源熱泵來加熱水，而當(dāng)空氣源熱泵也不能將水溫提高到所 需溫度時，才開啟電加熱器，由此可實(shí)現(xiàn)三熱源的優(yōu)化利用，即可實(shí)現(xiàn)環(huán)保，有能有效節(jié)約 電能。上述實(shí)施例僅列示性說明本發(fā)明的原理及功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉 此項(xiàng)技術(shù)的人員均可在不違背本發(fā)明的精神及范圍下，對上述實(shí)施例進(jìn)行修改。因此，本發(fā) 明的權(quán)利保護(hù)范圍，應(yīng)如權(quán)利要求書所列。
權(quán)利要求一種三熱源熱水器系統(tǒng)，其特征在于包括具有進(jìn)水管和出水管的保溫水箱，其中，在所述出水管上設(shè)置有循環(huán)泵，所述保溫水箱中內(nèi)置有受控電加熱器和感測水溫的溫度傳感器；通過水管與所述保溫水箱的進(jìn)水管及循環(huán)泵連接且用于通過太陽能加熱水的太陽能集熱器，其中，在與進(jìn)水管及循環(huán)泵的連接處分別設(shè)置有第一電磁閥；通過水管與所述保溫水箱的進(jìn)水管及循環(huán)泵連接的空氣源熱泵機(jī)組，其中，在與進(jìn)水管及循環(huán)泵的連接處分別設(shè)置有第二電磁閥；與所述空氣源熱泵機(jī)組和受控電加熱器連接且用于啟動空氣源熱泵機(jī)組或受控電加熱器的空氣源熱泵控制器；包含感光元件且輸出端分別連接太陽能集熱器和空氣源熱泵控制器的觸發(fā)電路，用于根據(jù)所感測的太陽光強(qiáng)度而觸發(fā)太陽能集熱器或空氣源熱泵控制器。
2.如權(quán)利要求1所述的三熱源熱水器系統(tǒng)，其特征在于還包括與所述空氣源熱泵控 制器連接的報警裝置。
3.如權(quán)利要求1所述的三熱源熱水器系統(tǒng)，其特征在于所述感光元件為光敏電阻，相 應(yīng)所述觸發(fā)電路包括基極與集電極分別與所述光敏電阻的一端連接且集電極接入電源電 壓的三極管、連接在所述三極管基極和地之間的電阻、連接在所述三極管發(fā)射極和地之間 的繼電器。
4.如權(quán)利要求3所述的三熱源熱水器系統(tǒng)，其特征在于所述電阻為可調(diào)電阻。
5.如權(quán)利要求1所述的三熱源熱水器系統(tǒng)，其特征在于設(shè)置的溫度傳感器有兩個，由 此，所述空氣源熱泵控制器包括與所述觸發(fā)電路連接的空氣源熱泵核心處理器、與所述空 氣源熱泵核心處理器連接且根據(jù)一個溫度傳感器所感測的水溫而向所述空氣源熱泵核心 處理器傳送水溫信號以便啟動空氣源熱泵機(jī)組的第一溫度控制驅(qū)動裝置、與所述第一溫度 控制驅(qū)動裝置連接以便計(jì)時到預(yù)設(shè)時間后啟動所述受控電加熱器的第一計(jì)時裝置；與所述 第一計(jì)時裝置連接并當(dāng)?shù)谝挥?jì)時裝置所計(jì)時間到預(yù)設(shè)時間后即開始計(jì)時的第二計(jì)時裝置； 與另一個溫度傳感器連接且用于根據(jù)所感測的水溫控制所述受控電加熱器和所述第二計(jì) 時裝置停止工作的第二溫度控制驅(qū)動裝置。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種三熱源熱水器系統(tǒng)，包括具有進(jìn)水管和出水管的保溫水箱，在所述保溫水箱中內(nèi)置有受控電加熱器和感測水溫的溫度傳感器，而太陽能集熱器和空氣源熱泵機(jī)組各自通過水管與所述保溫水箱的進(jìn)水管及循環(huán)泵連接，在包含感光元件的觸發(fā)電路的觸發(fā)下可選擇采用太陽能集熱器或空氣源熱泵控制方式來加熱保溫水箱中的水，而在空氣源熱泵控制方式中，優(yōu)先考慮采用空氣源熱泵，然后再考慮電加熱器機(jī)組，由此可根據(jù)感光元件對太陽光強(qiáng)度的感測，而智能化控制三熱源，實(shí)現(xiàn)熱源的優(yōu)化利用。
文檔編號F24J2/46GK201748663SQ20102027454
公開日2011年2月16日 申請日期2010年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月29日
發(fā)明者吳輝, 張丹丹, 張銀瀟, 李科群, 齊魯山 申請人:上海理工大學(xué)