一種太陽能與空氣源熱泵採暖熱水互補系統及方法
2023-06-21 08:58:26
一種太陽能與空氣源熱泵採暖熱水互補系統及方法
【專利摘要】本發明公開了一種太陽能與空氣源熱泵採暖熱水互補系統，該系統包括空氣源熱泵，該空氣源熱泵的室內機與保溫水箱、地板採暖系統分別形成閉合水路，太陽能集熱器通過熱交換管路II為保溫水箱供熱，通過熱交換管路I為空氣源熱泵的室外機換熱器及接水盤供熱除霜；中央控制器控制各種電磁閥的開關以及設置各種溫度。通過採用本發明所公開的太陽能與空氣源熱泵採暖熱水互補系統及方法，不僅可以通過空氣源熱泵系統改善冬季、陰雨天太陽能提供生活熱水水量不足的問題，大大提高了供熱量及熱效率，另外通過太陽能提供熱量用於除去空氣源熱泵室外機的熱交換器及接水盤的結冰，保證了空氣源熱泵的穩定運行。
【專利說明】一種太陽能與空氣源熱泵採暖熱水互補系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種採暖及熱水供給系統及方法，具體的說涉及一種太陽能與空氣源熱泵採暖熱水互補系統及方法。
【背景技術】
[0002]隨著經濟的快速發展和人們生活水平的提高，人類對能源的需求不斷擴大，可再生能源和清潔能源的利用越來越多的在各個領域廣泛應用。太陽能集熱器是依靠集熱管吸收太陽輻射加熱水，然後將熱水通過管道輸送到水箱儲存，再輸送到用戶。空氣源熱泵是利用電能驅動熱泵系統從空氣中吸取熱量，並將熱量釋放出來加熱水。空氣源熱泵具有高效節能、綠色環保等特點，但在冬季室外溫度過低時，熱泵的低溫制熱性能較差，並且空氣源熱泵的室外機會結冰覆蓋換熱器，從而影響空氣源熱泵的穩定運行；而太陽能受季節和天氣影響較大，在冬季光照不足時，必須使用電加熱輔助，冬季不用電加熱太陽能水溫一般基本維持在30° C-40°C，
[0003]將空氣源熱泵與太陽能結合供應生活熱水，國內外已經進行了許多這方面的研究和實驗，對於冬季的採暖及生活用水供熱，一般是採用太陽能與空氣源熱泵結合加熱生活水箱的水，然後生活水箱與地暖系統聯通形成一個水循環，請參見附圖1。這種供熱循環系統雖然能改善整體供熱量，但是對於空氣源熱泵的室外機會結冰覆蓋的問題，還是不能很好解決。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題就是提供一種將太陽能與空氣源熱泵結合進行採暖熱水互補的系統及方法。
[0005]本發明採用如下技術方案:
[0006]該系統包括空氣源熱泵，該空氣源熱泵的室內機與保溫水箱、地板採暖系統分別形成閉合水路，在閉合水路上設置有循環水泵，並且在室內機和保溫水箱之間的支路上分別設置電磁水閥I和電磁水閥II，在室內機和地板採暖系統之間的支路上分別設置電磁水閥III和電磁水閥IV ;太陽能集熱器通過熱交換管路II為保溫水箱供熱，通過熱交換管路I為空氣源熱泵的室外機換熱器及接水盤供熱除霜，並且管路I上設置防凍液電磁閥I，在管路II上設置防凍液電磁閥II，管路1、管路II的總管路上設置防凍液循環泵；還包括有中央控制器，在該中央控制器設定地板採暖系統的溫度需求，承壓保溫水箱的溫度需求，採集地板採暖系統室內溫度，保溫水箱中的熱水溫度，室外環境溫度，控制上述空氣源熱泵的啟停以及上述各封閉循環系統中的電磁水閥、防凍液電磁閥、循環水泵、防凍液循環泵的開關與啟停。
[0007]進一步的，所述的保溫水箱為承壓保溫水箱。
[0008]進一步的，所述的太陽能集熱器為平板式太陽能集熱器，內置防凍液。
[0009]進一步的，所述的保溫水箱有自來水補水口和熱水出口。
[0010]一種太陽能與空氣源熱泵採暖熱水互補方法，
[0011]室外環境溫度高於0°C，中央控制器控制防凍液電磁閥II打開，防凍液電磁閥I關閉，防凍液循環泵循環，太陽能集熱器為保溫水箱供熱；當運行一定時間後(可調節)保溫水箱內水溫不能達到設定值，中央控制器控制電磁水閥I和電磁水閥II打開，電磁水閥III和電磁水閥IV關閉，循環水泵循環，空氣源熱泵加熱保溫水箱內的水，保溫水箱中水溫達到設定值後，中央控制器控制電磁水閥I和電磁水閥II關閉，循環水泵停止循環，空氣源熱泵停止加熱保溫水箱內的水；
[0012]室外環境溫度低於(TC，中央控制器控制防凍液電磁閥I打開，防凍液電磁閥II關閉，防凍液循環泵循環，太陽能集熱器為空氣源熱泵室外機供熱除霜；中央控制器設定保溫水箱熱水溫度和地板採暖系統室內溫度，任何一個溫度不能達到要求時，空氣源熱泵啟動加熱，循環水泵循環，其中保溫水箱優先被加熱，控制電磁水閥I和電磁水閥II打開，電磁水閥III和電磁水閥IV關閉，達到設定的保溫水箱溫度要求後，切換到地板採暖系統，電磁水閥I和電磁水閥II關閉，電磁水閥III和電磁水閥IV打開，達到地板採暖系統室內溫度要求後，空氣源熱泵停止工作，水泵停止循環。
[0013]本發明所公開的技術方案具有下列優點:
[0014]通過採用本發明所公開的太陽能與空氣源熱泵採暖熱水互補系統及方法，不僅可以通過空氣源熱泵系統改善冬季、陰雨天太陽能提供生活熱水水量不足的問題，大大提高了供熱量及熱效率，另外通過太陽能提供熱量用於除去空氣源熱泵室外機的熱交換器及接水盤的結冰，保證了空氣源熱泵的穩定運行。本發明所公開的互補系統成本造價低，效率高，適宜在我國北方地區大面積推廣應用，從而促進了可再生能源與清潔能源的利用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是本發明【背景技術】中所公開的現有技術所用的供熱系統循環圖。
[0016]圖2是本發明實施例1所公開的採暖熱水互補系統的連接及循環示意圖。
【具體實施方式】
[0017]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
[0018]實施例1，如圖1所示，本實施例公開了一種太陽能與空氣源熱泵採暖熱水互補系統，該系統包括空氣源熱泵，該空氣源熱泵的室內機I與保溫水箱2、地板採暖系統6分別形成閉合水路，在該閉合水路上設置有循環水泵3，並且在室內機I和保溫水箱2之間的支路上分別設置電磁水閥14和電磁水閥115 ;室內機I和地板採暖系統6之間的支路上分別設置電磁水閥III7和電磁水閥IV8 ;太陽能集熱器13通過熱交換管路II為保溫水箱供熱，通過熱交換管路I為空氣源熱泵的室外機14供熱，並且管路II上設置防凍液電磁閥1110，在管路I上設置防凍液電磁閥112，管路1、管路II的總管路上設置防凍液循環泵9 ;該系統還包括有中央控制器11，該中央控制器11設定地板採暖系統的室內溫度，生活水箱的熱水溫度，採集室內溫度，生活水箱熱水溫度，室外環境溫度，控制空氣源熱泵室內機1、室外機14的啟停，所述的保溫水箱2為承壓保溫水箱。所述的太陽能集熱器13為平板式太陽能集熱器。所述的保溫水箱2有自來水補水口和熱水出口。
[0019]室外環境溫度高於0°C，中央控制器11控制防凍液電磁閥IIlO打開，電磁閥112關閉，防凍液循環泵9循環，太陽能集熱器13為保溫水箱2供熱；如保溫水箱2內水溫不能達到設定值，中央控制器控制電磁水閥14和電磁水閥115打開，電磁水閥III7和電磁水閥IV8關閉，循環水泵3循環，空氣源熱泵加熱保溫水箱2內的水，達到設定值後，中央控制器控制電磁水閥14和電磁水閥115關閉，循環水泵3停止循環，空氣源熱泵停止加熱保溫水箱2內的水；
[0020]室外環境溫度低於(TC，中央控制器11控制防凍液電磁閥112打開，防凍液電磁閥II1關閉，防凍液循環泵9循環，太陽能集熱器13為空氣源熱泵室外機14供熱除霜；中央控制器11設定保溫水箱2的溫度和地板採暖系統6的室內溫度，任何一個溫度不能達到需求，空氣源熱泵系統啟動加熱，循環水泵3循環，保溫水箱2優先加熱；加熱保溫水箱2時，中央控制器控制電磁水閥14和電磁水閥115打開，電磁水閥III7和電磁水閥IV8關閉，達到水溫要求後,切換到加熱地板採暖系統6，電磁水閥14和電磁水閥115關閉，電磁水閥III7和電磁水閥IV8打開，，地板採暖系統6達到設定溫度要求後，空氣源熱泵停止工作，循環水泵3停止循環。
【權利要求】
1.一種太陽能與空氣源熱泵採暖熱水互補系統，其特徵在於:該系統包括空氣源熱泵，該空氣源熱泵的室內機與保溫水箱、地板採暖系統分別形成閉合水路，在閉合水路上設置有循環水泵，並且在室內機和保溫水箱之間的支路上分別設置電磁水閥I和電磁水閥II，在室內機和地板採暖系統之間的支路上分別設置電磁水閥III和電磁水閥IV ;太陽能集熱器通過熱交換管路II為保溫水箱供熱，通過熱交換管路I為空氣源熱泵的室外機換熱器及接水盤供熱除霜，並且管路I上設置防凍液電磁閥I，在管路II上設置防凍液電磁閥II，管路1、管路II的總管路上設置防凍液循環泵；還包括有中央控制器，在該中央控制器設定地板採暖系統的溫度需求，承壓保溫水箱的溫度需求，採集地板採暖系統室內溫度，保溫水箱中的熱水溫度，室外環境溫度，控制上述空氣源熱泵的啟停以及上述各封閉循環系統中的電磁水閥、防凍液電磁閥、循環水泵、防凍液循環泵的開關與啟停。
2.根據權利要求1所述的太陽能與空氣源熱泵採暖熱水互補系統，其特徵在於:所述的保溫水箱為承壓保溫水箱。
3.根據權利要求1所述的太陽能與空氣源熱泵採暖熱水互補系統，其特徵在於:所述的太陽能集熱器為平板式太陽能集熱器，內置防凍液。
4.根據權利要求1所述的太陽能與空氣源熱泵採暖熱水互補系統，其特徵在於:所述的保溫水箱有自來水補水口和熱水出口。
5.一種太陽能與空氣源熱泵採暖熱水互補方法，其特徵在於: 室外環境溫度高於o°c，中央控制器控制防凍液電磁閥II打開，防凍液電磁閥I關閉，防凍液循環泵循環，太陽能集熱器為保溫水箱供熱；當運行一定時間後(可調節)保溫水箱內水溫不能達到設定值，中央控制器控制電磁水閥I和電磁水閥II打開，電磁水閥III和電磁水閥IV關閉，循環水泵循環，空氣源熱泵加熱保溫水箱內的水，保溫水箱中水溫達到設定值後，中央控制器控制電磁水閥I和電磁水閥II關閉，循環水泵停止循環，空氣源熱泵停止加熱保溫水箱內的水； 室外環境溫度低於o°c，中央控制器控制防凍液電磁閥I打開，防凍液電磁閥II關閉，防凍液循環泵循環，太陽能集熱器為空氣源熱泵室外機換熱器及接水盤供熱除霜；中央控制器設定保溫水箱熱水溫度和地板採暖系統室內溫度，任何一個溫度不能達到要求時，空氣源熱泵啟動加熱，循環水泵循環，其中保溫水箱優先被加熱，控制電磁水閥I和電磁水閥II打開，電磁水閥III和電磁水閥IV關閉，達到設定的保溫水箱溫度要求後，切換到地板採暖系統，電磁水閥I和電磁水閥II關閉，電磁水閥III和電磁水閥IV打開，達到地板採暖系統室內溫度要求後，空氣源熱泵停止工作，水泵停止循環。
【文檔編號】F24D12/02GK104180420SQ201310188425
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2013年5月21日 優先權日:2013年5月21日
【發明者】趙建忠 申請人:趙建忠