專利名稱：太陽能空氣源熱泵組合熱水系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種熱水系統(tǒng)，具體涉及一種太陽能空氣源熱泵組合熱水系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，人們對能源的需求不斷擴大， 因此帶來兩大難題一是煤、石油和天然氣等礦物燃料的有限儲量所產(chǎn)生的能源危機；二是礦物燃料的燃燒而排放的廢氣所產(chǎn)生的環(huán)境污染和溫室效應(yīng)。因此，發(fā)展新型能源成為一個重大的課題，而太陽能技術(shù)和空氣源熱泵技術(shù)作為可再生清潔能源技術(shù)，已經(jīng)在各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。太陽能集熱器是依靠集熱管吸收太陽輻射加熱水，然后將熱水通過管道輸送到水箱儲存，再輸送到用戶?？諝庠礋岜檬抢秒娔茯?qū)動熱泵系統(tǒng)從空氣中吸取熱量，并將熱量釋放出來加熱水；它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四個核心部件壓縮機，冷凝器，膨脹閥，蒸發(fā)器組成，其工作流程是這樣的壓縮機將回流的低壓冷媒壓縮后，變成高溫高壓的氣體排出，高溫高壓的冷媒氣體流經(jīng)纏繞在水箱外面的銅管，熱量經(jīng)銅管傳導(dǎo)到水箱內(nèi)，冷卻下來的冷媒在壓力的持續(xù)作用下變成液態(tài)，經(jīng)膨脹閥后進入蒸發(fā)器，由于蒸發(fā)器的壓力驟然降低，因此液態(tài)的冷媒在此迅速蒸發(fā)變成氣態(tài)，并吸收大量的熱量；同時，在風扇的作用下，大量的空氣流過蒸發(fā)器外表面，空氣中的能量被蒸發(fā)器吸收，空氣溫度迅速降低，變成冷氣排出； 隨后吸收了一定能量的冷媒回流到壓縮機，進入下一個循環(huán)；它根據(jù)逆卡諾循環(huán)原理，通過吸收空氣中大量的低溫熱能，經(jīng)過壓縮機的壓縮變?yōu)楦邷責崮?，傳遞給水箱中，把水加熱起來?？諝庠礋岜镁哂懈咝Ч?jié)能、綠色環(huán)保等特點，但在冬季室外氣溫過低時，熱泵的低溫制熱性能較差，不能滿足熱水供應(yīng)需求；而太陽能受季節(jié)和天氣影響較大，也不能保證全年正常供應(yīng)熱水。將熱泵技術(shù)與太陽能結(jié)合供應(yīng)生活熱水，國內(nèi)外進行了許多這方面的研究，主要有兩種方式，一種是直接以空氣源熱泵作為太陽能系統(tǒng)的輔助加熱設(shè)備，另一種是利用太陽能熱水為低溫熱源或?qū)⑻柲芗療崞髯鳛闊岜玫恼舭l(fā)器的太陽能熱泵系統(tǒng)；前者以太陽能直接加熱為主，以空氣源熱泵為輔，解決了太陽能供熱的連續(xù)性問題，但仍舊無法擺脫環(huán)境溫度對熱泵制熱性能的影響；后者完全以太陽能作為熱泵熱源，大大提高了太陽能的利用效率，但太陽能資源不足時仍需要增加其它輔助熱源，并且熱泵供熱能力受太陽能集熱量的限制，規(guī)模一般比較小。因此，需要探索一種高效的熱水系統(tǒng)，既能利用可再生清潔能源，又能保證全年正常供應(yīng)熱水。
發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本實用新型提供了一種太陽能空氣源熱泵組合熱水系統(tǒng)，既能利用可再生清潔能源，又能保證全年正常供應(yīng)熱水。本實用新型的太陽能空氣源熱泵組合熱水系統(tǒng)，包括太陽能水箱、太陽能集熱器、恒溫水箱和空氣源熱泵，所述太陽能水箱通過循環(huán)泵與太陽能集熱器的循環(huán)水入口連通， 太陽能集熱器的循環(huán)水出口與太陽能水箱連通，所述恒溫水箱通過循環(huán)泵與空氣源熱泵的循環(huán)水入口連通，空氣源熱泵的循環(huán)水出口與恒溫水箱連通，所述太陽能水箱的冷水入口連通冷水管道，太陽能水箱的熱水出口與恒溫水箱的冷水入口連通，恒溫水箱的熱水出口連通熱水用戶管網(wǎng)。進一步，所述空氣源熱泵為兩臺，兩臺空氣源熱泵并聯(lián)設(shè)置并與循環(huán)泵一一對應(yīng)；進一步，所述冷水管道通過電磁閥與太陽能水箱的冷水入口連通；進一步，所述恒溫水箱的熱水出口通過電磁閥與熱水用戶管網(wǎng)起始端連通，熱水用戶管網(wǎng)末端通過循環(huán)泵與恒溫水箱連通；進一步，所述空氣源熱泵的壓縮機由變頻系統(tǒng)控制；進一步，所述空氣源熱泵的蒸發(fā)器連通有外界輔助熱源。本實用新型的有益效果在于本實用新型采用空氣源熱泵和太陽能集熱器組合加熱水，太陽能和空氣源熱泵互為輔助熱源，熱水系統(tǒng)2/3的能源來自可再生的太陽能，1/3 的能源來自熱泵傳遞的空氣熱，解決了環(huán)境溫度較低或太陽能資源不足時的熱水供應(yīng)問題，能保證全年正常供應(yīng)熱水。

為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的詳細描述，其中圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下將參照附圖，對本實用新型的優(yōu)選實施例進行詳細的描述。圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，本實用新型的太陽能空氣源熱泵組合熱水系統(tǒng)，包括太陽能水箱1、太陽能集熱器2、恒溫水箱3和空氣源熱泵4，所述太陽能水箱1通過循環(huán)泵5與太陽能集熱器2的循環(huán)水入口連通，太陽能集熱器2的循環(huán)水出口與太陽能水箱1連通，所述恒溫水箱3通過循環(huán)泵5與空氣源熱泵4的循環(huán)水入口連通，空氣源熱泵4的循環(huán)水出口與恒溫水箱3連通，所述太陽能水箱1的冷水入口連通冷水管道6， 太陽能水箱1的熱水出口與恒溫水箱3的冷水入口連通，恒溫水箱3的熱水出口連通熱水用戶管網(wǎng)7 ；來自冷水管道6的冷水先后經(jīng)過太陽能集熱器2和空氣源熱泵4加熱，最后送至熱水用戶管網(wǎng)7 ；太陽能和空氣源熱泵互為輔助熱源，熱水系統(tǒng)2/3的能源來自可再生的太陽能，1/3的能源來自熱泵傳遞的空氣熱，解決了環(huán)境溫度較低或太陽能資源不足時的熱水供應(yīng)問題，能保證全年正常供應(yīng)熱水。本實施例中，所述空氣源熱泵4為兩臺，兩臺空氣源熱泵4并聯(lián)設(shè)置并與循環(huán)泵5 一一對應(yīng)；兩臺空氣源熱泵4并聯(lián)，提高了系統(tǒng)的制熱性能，并且可輪換檢修。本實施例中，所述冷水管道6通過電磁閥8與太陽能水箱1的冷水入口連通；電磁閥8根據(jù)系統(tǒng)制熱運行情況，控制冷水進水量。本實施例中，所述恒溫水箱3的熱水出口通過電磁閥8與熱水用戶管網(wǎng)7起始端連通，熱水用戶管網(wǎng)7末端通過循環(huán)泵5與恒溫水箱3連通；熱水用戶管網(wǎng)7使用后，過剩的熱水在循環(huán)泵5的作用下返回恒溫水箱3，熱水在熱水用戶管網(wǎng)7與恒溫水箱3之間循環(huán)，避免了系統(tǒng)熱水量過剩導(dǎo)致的能源和水資源浪費。作為本實用新型的進一步改進，所述空氣源熱泵4的壓縮機由變頻系統(tǒng)控制；低溫工況下讓壓縮機高速工作，增加工質(zhì)循環(huán)量，從而提高空氣源熱泵4的低溫制熱性能。作為本實用新型的進一步改進，所述空氣源熱泵4的蒸發(fā)器連通有外界輔助熱源；外界輔助熱源可提高熱泵的低溫制熱性能，保證熱泵在低溫環(huán)境中高效、穩(wěn)定、可靠的運行。最后說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管通過參照本實用新型的優(yōu)選實施例已經(jīng)對本實用新型進行了描述，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以在形式上和細節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離所附權(quán)利要求書所限定的本實用新型的精神和范圍。
權(quán)利要求1.一種太陽能空氣源熱泵組合熱水系統(tǒng)，其特征在于包括太陽能水箱(1)、太陽能集熱器(2 )、恒溫水箱(3 )和空氣源熱泵(4 )，所述太陽能水箱(1)通過循環(huán)泵(5 )與太陽能集熱器(2)的循環(huán)水入口連通，太陽能集熱器(2)的循環(huán)水出口與太陽能水箱(1)連通，所述恒溫水箱(3 )通過循環(huán)泵(5 )與空氣源熱泵(4 )的循環(huán)水入口連通，空氣源熱泵(4 )的循環(huán)水出口與恒溫水箱(3)連通，所述太陽能水箱(1)的冷水入口連通冷水管道(6)，太陽能水箱(1)的熱水出口與恒溫水箱(3 )的冷水入口連通，恒溫水箱(3 )的熱水出口連通熱水用戶管網(wǎng)(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能空氣源熱泵組合熱水系統(tǒng)，其特征在于所述空氣源熱泵(4)為兩臺，兩臺空氣源熱泵(4)并聯(lián)設(shè)置并與循環(huán)泵(5) —一對應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能空氣源熱泵組合熱水系統(tǒng)，其特征在于所述冷水管道(6)通過電磁閥(8)與太陽能水箱(1)的冷水入口連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能空氣源熱泵組合熱水系統(tǒng)，其特征在于所述恒溫水箱(3)的熱水出口通過電磁閥(8)與熱水用戶管網(wǎng)(7)起始端連通，熱水用戶管網(wǎng)(7)末端通過循環(huán)泵(5 )與恒溫水箱(3 )連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項所述的太陽能空氣源熱泵組合熱水系統(tǒng)，其特征在于 所述空氣源熱泵(4)的壓縮機由變頻系統(tǒng)控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項所述的太陽能空氣源熱泵組合熱水系統(tǒng)，其特征在于 所述空氣源熱泵(4)的蒸發(fā)器連通有外界輔助熱源。
專利摘要本實用新型公開了一種太陽能空氣源熱泵組合熱水系統(tǒng)，包括太陽能水箱、太陽能集熱器、恒溫水箱和空氣源熱泵，所述太陽能水箱通過循環(huán)泵與太陽能集熱器的循環(huán)水入口連通，太陽能集熱器的循環(huán)水出口與太陽能水箱連通，所述恒溫水箱通過循環(huán)泵與空氣源熱泵的循環(huán)水入口連通，空氣源熱泵的循環(huán)水出口與恒溫水箱連通，所述太陽能水箱的冷水入口連通冷水管道，太陽能水箱的熱水出口與恒溫水箱的冷水入口連通，恒溫水箱的熱水出口連通熱水用戶管網(wǎng)；本實用新型采用空氣源熱泵和太陽能集熱器組合加熱水，太陽能和空氣源熱泵互為輔助熱源，解決了環(huán)境溫度較低或太陽能資源不足時的熱水供應(yīng)問題，能保證全年正常供應(yīng)熱水。
文檔編號F24D17/02GK202303652SQ20112043864
公開日2012年7月4日 申請日期2011年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月8日
發(fā)明者劉佳鑫, 劉勁松, 左貴秋, 袁曉彤, 謝朝忠 申請人:重慶鋼鐵(集團)有限責任公司