專利名稱：分體式太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及供暖系統(tǒng)，具體地說(shuō)，涉及一種分體式太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前的水源熱泵系統(tǒng)的供熱形式主要有水經(jīng)過(guò)鍋爐加熱后直接進(jìn)入風(fēng)盤換熱，水經(jīng)過(guò)各種形式的鍋爐加熱后與壓縮機(jī)內(nèi)制冷劑換熱以提高蒸發(fā)溫度，另外采用井源熱泵也是目前較為流行的方式。但是這些方式都有著各自的缺點(diǎn)，限制了其廣泛應(yīng)用。采用鍋爐形式耗能大，費(fèi)用高，對(duì)其安全性和噪聲消除要求也很高；而目前應(yīng)用較為成熟的井源熱泵技術(shù)受地質(zhì)環(huán)境限制較大，而且其維護(hù)難度較大。
由于當(dāng)前常用制冷劑的物理性質(zhì)，冬季戶外溫度達(dá)到5℃左右時(shí)，一般壓縮機(jī)的工作狀況惡劣，在溫度降到更低的時(shí)候(例如東北地區(qū)-20℃)壓縮機(jī)無(wú)法工作。故僅依靠當(dāng)前的空調(diào)系統(tǒng)無(wú)法直接解決冬季供暖問(wèn)題。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服上述缺陷，提供一種分體式太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)。
本實(shí)用新型所述的分體式太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)，包括加熱裝置、儲(chǔ)水箱和連接管路和各管路中的閥門。所述加熱裝置為太陽(yáng)能集熱器，所述儲(chǔ)水箱具有大小不一的兩個(gè)水箱，其中大水箱與太陽(yáng)能集熱器管道連接，還具有設(shè)置在集熱器、水箱內(nèi)和管路上的信號(hào)采集傳感器及通過(guò)閥門與大水箱和冬季循環(huán)水路回水管連通的冷卻塔。
所述的太陽(yáng)能集熱器1包括至少一個(gè)模塊化布置的熱管式集熱器，每個(gè)模塊包括6-10根集熱管。
所述信號(hào)采集傳感器包括溫度傳感器、液位傳感器和流量傳感器，各傳感器的安裝位置是在集熱器的水出口處設(shè)置有一個(gè)溫度傳感器；在大水箱內(nèi)設(shè)液位傳感器；在小水箱內(nèi)設(shè)3-4個(gè)溫度傳感器；流量傳感器設(shè)在集熱循環(huán)水路上和熱泵循環(huán)水路上。
所述小水箱內(nèi)設(shè)置有電加熱裝置，大，小水箱之間設(shè)置有閥門。
本實(shí)用新型所述的分體式太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)還具有水源熱泵主機(jī)，該主機(jī)采用變頻式壓縮機(jī)。
所述大，小水箱箱體外部具有保溫材料。
太陽(yáng)能這種已不是新能源的“新能源”在許多方面已大面積應(yīng)用。隨著其技術(shù)的成熟，尤其在冬季惡劣環(huán)境下的集熱效率提高，已有太陽(yáng)能集熱器冬季集熱效率已達(dá)到80％以上，給其與水源熱泵系統(tǒng)的結(jié)合提供了條件。本實(shí)用新型所述的分體式太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)采用太陽(yáng)能集熱器，無(wú)污染，長(zhǎng)期運(yùn)行費(fèi)用極低，安全性高，維護(hù)方便，舒適性強(qiáng)，太陽(yáng)能提供了70％以上供暖熱負(fù)荷所需能量。在保證冬季采暖期供暖的同時(shí)，可提供全年的生活熱水，極大地節(jié)約能源。


圖1是本實(shí)用新型所述的分體式太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
參見(jiàn)圖1，本實(shí)用新型所述的分體式太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)包括加熱裝置、儲(chǔ)水箱、連接管路和各管路中的閥門。所述加熱裝置為太陽(yáng)能集熱器1，所述儲(chǔ)水箱具有大小不一的水箱2、3，其中大水箱與太陽(yáng)能集熱器管道連接，還具有設(shè)置在集熱器1、水箱2、3內(nèi)和管路上的信號(hào)采集傳感器及通過(guò)閥門與大水箱和冬季循環(huán)水路回水管連通的冷卻塔4。
所述的太陽(yáng)能集熱器1包括至少一個(gè)模塊化布置的熱管式集熱器6，其數(shù)量根據(jù)實(shí)際供暖面積確定，每個(gè)模塊包括6-10根集熱管，一般采用8根，集熱管內(nèi)不走水，集熱效率高達(dá)80％以上，保證冬天低溫情況下不會(huì)被凍裂。冬季，在保證室內(nèi)溫度在18度以上供暖溫度時(shí)，太陽(yáng)能集熱面積與供暖面積的比例為1∶5。
由于太陽(yáng)能集熱器1采用模塊化布置，夏季生活熱水用水量遠(yuǎn)小于冬季供暖循環(huán)水量，因此，夏季工作時(shí)，可以采用管路切換，以控制模塊數(shù)量。
所述儲(chǔ)水箱的大小不一的兩個(gè)水箱2、3的體積視具體應(yīng)用情況而定——主要取決于生活熱水用量，大水箱2除起到儲(chǔ)水作用外，還能對(duì)整個(gè)系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)起定壓、補(bǔ)水作用。小水箱內(nèi)設(shè)置有電加熱裝置12。大儲(chǔ)水箱2通過(guò)管道與集熱器1連接，大，小儲(chǔ)水箱之間設(shè)置有閥門23。
所述大，小水箱2、3箱體外部具有保溫材料，該材料可采用7.5cm厚發(fā)泡聚氨酯作為保溫材料。
所述冷卻塔4可以采用風(fēng)冷式冷卻塔，經(jīng)過(guò)通風(fēng)冷卻的冷卻水從上方淋下，帶走循環(huán)水的熱量，將循環(huán)水溫度降低。
冬季大小水箱串連使用，絕大部分與蒸發(fā)器換熱的熱水儲(chǔ)存在大水箱中。從小水箱出水，出水方式為冷水?dāng)D出熱水，使出水溫度更加均勻。保證水溫低于控制溫度時(shí)，電加熱裝置對(duì)出水加熱更加迅速。夏季，大小水箱并聯(lián)使用，大水箱2儲(chǔ)存與冷卻塔4換熱的冷水，并且起到了補(bǔ)水定壓的作用。小水箱3儲(chǔ)存經(jīng)太陽(yáng)能加熱的生活熱水。
本實(shí)用新型所述的分體式太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)還具有水源熱泵主機(jī)8，該主機(jī)采用變頻式壓縮機(jī)。通過(guò)室溫采集和蒸發(fā)器溫度對(duì)變頻壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)接，其節(jié)能效果極佳。變化的蒸發(fā)器溫度和室溫對(duì)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)控，能提供合理的輸出功率。最大限度的達(dá)到節(jié)能目的，并且避免了傳統(tǒng)空調(diào)中先冷后熱的現(xiàn)象。
主機(jī)的工作原理及過(guò)程，供冷時(shí)，水/冷媒熱交換器作為冷凝器，冷媒通過(guò)水循環(huán)系統(tǒng)來(lái)冷卻；供熱時(shí)，機(jī)組主機(jī)水/冷媒熱交換器作為蒸發(fā)器，冷媒從循環(huán)水中取走熱量。室內(nèi)空氣流經(jīng)室內(nèi)機(jī)熱交換器(供冷時(shí)為蒸發(fā)器，供熱時(shí)為冷凝器)后，進(jìn)入房間進(jìn)行制冷或采暖。
本實(shí)用新型所述的分體式太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)的循環(huán)水路包括集熱循環(huán)水路和熱泵循環(huán)水路。所述集熱循環(huán)水路從集熱器1的出水口13經(jīng)小水箱下出水口14和循環(huán)水泵5、閥門36至集熱器1的回水口16。所述熱泵循環(huán)水路分為走熱水的冬季循環(huán)水路和走冷水的夏季循環(huán)水路。冬季循環(huán)水路從小水箱的上出水口17經(jīng)循環(huán)水泵18、主機(jī)8至大水箱的回水口19。為防止水泵出現(xiàn)意外情況，同時(shí)具有備用水泵18′；夏季循環(huán)水路從大水箱的上出水口20、閥門26、28、經(jīng)循環(huán)水泵18、主機(jī)8、回水管、閥門32，進(jìn)入冷卻塔4，再經(jīng)閥門30至大水箱的回水口19。
所述信號(hào)采集傳感器包括溫度傳感器、液位傳感器和流量傳感器。各傳感器的安裝位置是在集熱器1的水出口處設(shè)置有一個(gè)溫度傳感器9，該溫度傳感器依據(jù)采集的數(shù)據(jù)控制水泵和電磁閥，溫度下降時(shí)，水泵停止工作，閥門關(guān)閉；溫度升高時(shí)重新啟動(dòng)。在大水箱內(nèi)設(shè)液位傳感器10，液位傳感元件控制電磁閥和補(bǔ)水泵，液位過(guò)低時(shí)，電磁閥開(kāi)啟，補(bǔ)水泵啟動(dòng)補(bǔ)水。在小水箱內(nèi)設(shè)3-4個(gè)溫度傳感器11。通過(guò)對(duì)多個(gè)采集溫度的綜合分析，控制電加熱裝置12的啟動(dòng)溫度下降，電加熱啟動(dòng)，達(dá)到所需溫度電加熱關(guān)閉。在集熱循環(huán)水路上和熱泵循環(huán)水路上分別設(shè)有流量傳感器15，根據(jù)采集流量對(duì)電磁閥36加以控制以調(diào)節(jié)流量。
所述集熱器1，冷卻塔4，儲(chǔ)水箱2、3，循環(huán)泵5和18等宜置于屋頂，主機(jī)8掛于屋外，主機(jī)數(shù)量及布置具體位置應(yīng)視實(shí)際情況而定。室內(nèi)機(jī)可根據(jù)情況選用已有的機(jī)型。
工作過(guò)程冬季循環(huán)集熱器1，大小水箱2、3串連使用，打開(kāi)各模塊間的閥門21，大、小水箱之間的閥門23，小水箱上出口17處的閥門25，大水箱2回水口19與冷卻塔4回水管35和熱泵循環(huán)水路連通點(diǎn)間的閥門27，關(guān)閉夏季使用模塊與小水箱間的閥門22和24，大水箱上出口20與小水箱上出口17管路上的閥門26和28，冷卻塔4出水管與大水箱回水口之間的閥門30，冷卻塔4回水管35上的閥門32。白天，循環(huán)水在集熱循環(huán)水路中不斷循環(huán)，從集熱器中吸收熱量，溫度升高；晚間集熱循環(huán)水路關(guān)閉，已加熱的循環(huán)水在熱泵循環(huán)水路中循環(huán)，與主機(jī)8換熱器交換熱量。絕大部分熱水儲(chǔ)存在大水箱中，從小水箱出水，出水為冷水?dāng)D出熱水，使出水溫度更加均勻；由于小水箱體積小，小水箱內(nèi)置電加熱對(duì)出水加熱更加迅速。
夏季循環(huán)大小水箱并聯(lián)使用，打開(kāi)夏季使用模塊與小水箱間的閥門22和24，大水箱上出口與小水箱上出口間管路上的閥門26和28，冷卻塔4出水管與大水箱回水口之間的閥門30，冷卻塔4回水管20上的閥門32，關(guān)閉各模塊間的閥門21，大、小水箱之間的閥門23，小水箱上出口16處的閥門25，大水箱2回水口與冷卻塔4回水管20和熱泵循環(huán)水路連通點(diǎn)間的閥門27。冷卻水從冷卻塔內(nèi)流出，集熱器1與小水箱3串連使用，生活熱水在集熱循環(huán)水路中循環(huán)吸收熱量被加熱；冷卻塔與大水箱串連使用，循環(huán)水經(jīng)過(guò)冷卻塔，大水箱在熱泵循環(huán)水路中循環(huán)，與主機(jī)換熱器交換熱量。
權(quán)利要求1.分體式太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)，包括加熱裝置、儲(chǔ)水箱、連接管路和各管路中的閥門，其特征是所述加熱裝置為太陽(yáng)能集熱器(1)，所述儲(chǔ)水箱具有大小不一的兩個(gè)水箱(2、3)，其中大水箱與太陽(yáng)能集熱器通過(guò)管道連接，還具有設(shè)置在集熱器(1)、水箱(2、3)內(nèi)和管路上的信號(hào)采集傳感器及通過(guò)閥門與大水箱和冬季循環(huán)水路回水管連通的冷卻塔(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱泵系統(tǒng)，其特征是所述的太陽(yáng)能集熱器(1)包括至少一個(gè)模塊化布置的熱管式集熱器(6)，每個(gè)模塊包括6-8根集熱管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱泵系統(tǒng)，其特征是所述信號(hào)采集傳感器包括溫度傳感器、液位傳感器和流量傳感器，各傳感器的安裝位置是在集熱器(1)的出水口處設(shè)置有一個(gè)溫度傳感器(9)；在大水箱內(nèi)設(shè)液位傳感器(10)；在小水箱內(nèi)設(shè)3-4個(gè)溫度傳感器(11)；流量傳感器15設(shè)在集熱循環(huán)水路上和熱泵循環(huán)水路上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱泵系統(tǒng)，其特征是所述小水箱內(nèi)設(shè)置有電加熱裝置(12)，大儲(chǔ)水箱(2)通過(guò)管道與集熱器(1)連接，大，小水箱之間設(shè)置有閥門(23)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱泵系統(tǒng)，其特征是所述小水箱內(nèi)設(shè)置有電加熱裝置(12)，大儲(chǔ)水箱(2)通過(guò)管道與集熱器(1)連接，大，小水箱之間設(shè)置有閥門(23)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱泵系統(tǒng)，其特征是還具有水源熱泵主機(jī)8，該主機(jī)采用變頻式壓縮機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱泵系統(tǒng)，其特征是還具有水源熱泵主機(jī)8，該主機(jī)采用變頻式壓縮機(jī)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱泵系統(tǒng)，其特征是還具有水源熱泵主機(jī)8，該主機(jī)采用變頻式壓縮機(jī)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的熱泵系統(tǒng)，其特征是還具有水源熱泵主機(jī)8，該主機(jī)采用變頻式壓縮機(jī)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2或7-9中任一項(xiàng)所述的熱泵系統(tǒng)，其特征是所述大，小水箱(2、3)箱體外部具有保溫材料。
專利摘要本實(shí)用新型涉及分體式太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)，包括加熱裝置、儲(chǔ)水箱、連接管路和各管路中的閥門。所述加熱裝置為太陽(yáng)能集熱器，所述儲(chǔ)水箱具有大小不一的兩個(gè)水箱，其中大水箱與太陽(yáng)能集熱器通過(guò)管道連接，還具有設(shè)置在集熱器、水箱內(nèi)和管路上的信號(hào)采集傳感器及通過(guò)閥門與大水箱和冬季循環(huán)水路回水管連通的冷卻塔。該熱泵系統(tǒng)無(wú)污染，長(zhǎng)期運(yùn)行費(fèi)用極低，安全性高，維護(hù)方便，舒適性強(qiáng)，太陽(yáng)能提供了70％以上供暖熱負(fù)荷所需能量。在保證冬季采暖期供暖的同時(shí)，可提供全年的生活熱水，極大地節(jié)約能源。
文檔編號(hào)F25B30/06GK2569051SQ0225298
公開(kāi)日2003年8月27日 申請(qǐng)日期2002年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月2日
發(fā)明者李瑞恒 申請(qǐng)人:李瑞恒