太陽能熱泵三聯供系統的製作方法

2023-06-05 23:04:11 1

專利名稱：太陽能熱泵三聯供系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種生活熱水、暖氣及冷氣供應系統，尤其涉及一種結合太陽能和熱泵的三聯供系統。
背景技術：
水環熱泵的基本工作方式是在水熱泵機組制熱時，以循環環路中的水為加熱源，機組製冷時，則以水作為排熱源。當水環熱泵制熱運行的吸熱量小於製冷運行的放熱量時，循環環路中的水溫升高，到一定程度時，利用冷卻通道放出熱量，反之，循環環路中的水溫降低時，到一定程度時通過輔助加熱設備吸收熱量。黑陶瓷太陽能集熱器是一種太陽能集熱體，是由無白度要求的普通陶瓷和高科技複合黑瓷製成，在瓷質通孔扁盒結構基體上，覆蓋以獨特配方的複合黑瓷泥漿層，經過1200° C燒結成基體為普通陶瓷，表面是立體網狀黑瓷陽光吸收層的複合陶瓷太陽能集熱器，可用於太陽能集熱器、太陽能熱水器，可與建築結合為一體，構成太陽能房頂、太陽能牆面、可在荒漠地區建築太陽能集熱場、太陽能風道，具有廣泛用途及廣闊市場前景。三聯供系統是集製冷、供暖和生活熱水功能為一體的機組，製冷模式下，獲取生活熱水的同時通過提供冷氣供應，制熱模式下，可以提供地板採暖、暖氣片供暖及生活熱水。目前，市場上存在一些三聯供系統，但存在一些技術缺陷，如使用真空管或平板太陽能集熱器，不僅成本高，熱效比低，且無法有效與建築融為一體，採光面積有限；在實現供暖、製冷、生活用水功能時系統緩衝空間小，能源無法實現有效合理分配，且結構複雜，易出現技術故障。部分系統受天氣條件的影響大，具有明顯的地域局限性。如中國專利文獻授權公告號CN 202101466U公布的太陽能採暖、製冷、生活熱水三聯供系統，包括太陽能集熱器、生活水箱、地面供暖系統、風機盤管制冷系統、熱泵輔助保障系統，該系統利用了太陽能資源，但其太陽能板無法與建築結合，採光能力有限，且系統較為複雜，電子產品較多，具有可靠性低及使用壽命有限等問題。
發明內容為了解決上述專利及現有技術中太陽能板無法與建築結合，實現供暖、製冷、生活用水功能時系統緩衝空間小，能源無法實現有效合理分配，且結構複雜，易出現技術故障等缺陷，本實用新型的目的在於提出一種太陽能板與熱泵結合的生活熱水、暖氣及冷氣供應系統，具有能效比高、緩衝空間大，且結構合理，佔用空間小，能夠與建築物完美結合等特點。為達此目的，本實用新型採用以下技術方案:一種太陽能熱泵三聯供系統，包括太陽能集熱器、集水箱、儲水箱、冷暖水箱、循環泵、熱泵、毛細管網及連接上述構件的管道，所述太陽能集熱器的進水口通過設有循環泵的管道與所述集水箱的出水口相連，所述太陽能集熱器的出水口通過管道與所述集水箱的回水口相導通，構成流體循環通路，所述集水箱的出水口通過管道與所述儲水箱的回水口相導通，所述集水箱的進水口通過設有循環泵的管道與所述儲水箱的出水口相連，構成流體循環通路。為了解決太陽能供熱和熱泵供熱相結合問題，所述冷暖水箱與毛細網管之間的進水管道和出水管道上設有三通閥，進水管道上的三通閥與儲水箱的出水口相連接，出水管道上的三通閥與儲水箱的回水口相連接。為了解決水環熱泵能效比高，且緩衝空間大問題，所述熱泵的回水口通過管道與所述冷暖水箱的出水口相導通，所述熱泵的出水口通過設有循環泵的水管與所述冷暖水箱相連接；所述熱泵的出水口通過管道與所述儲水箱的進水口相導通，所述熱泵的進水口通過設有循環泵的水管與所述儲水箱的出水口相連。為了解決太陽能板無法與建築結合問題，所述太陽能集熱器為黑陶瓷太陽能集熱器。進一步的，所述毛細管網和所述太陽能集熱器進水口處水管上設有電磁閥。進一步的，所述毛細管網進水口與所述電磁閥之間的管道上設有溫度檢測器。進一步的，所述電磁閥與所述三通閥之間的管道上設有循環泵。進一步的，所述儲水箱旁設有與所述儲水箱循環導通的散熱器。優選為，所述冷熱水箱旁設有與所述冷熱水箱相連接的噴頭。優選為，所述熱泵為水環熱泵。本實用新型的有益效果為:本實用新型採用三通閥將太陽能供熱和熱泵供熱合理結合的方式，充分利用了太陽能資源，且能保證了供熱過程穩定性和持續性，採用水環熱泵與儲水箱及冷暖水箱相連接的方式，為水環熱泵提供了更大的緩衝空間，同時也提高了熱能的利用效率，採用黑陶瓷太陽能集熱器能夠與建築物完美結合，形成了一套基於能量綜合利用與開發為目的技術集成型太陽能熱泵系統。

圖1是本實用新型具體實施方式
提供的太陽能熱泵三聯供系統的結構示意圖。圖2是本實用新型具體實施方式
提供的太陽能熱泵三聯供系統的冬季供暖工況示意圖。圖3是本實用新型具體實施方式
提供的太陽能熱泵三聯供系統的夏季製冷工況示意圖。圖中:1、太陽能集熱器；2、集水箱；3、儲水箱；4、冷暖水箱；5、熱泵；6、散熱器；7、毛細管網；8、電磁閥；9、溫度檢測器；10、噴頭；11、循環泵；12、循環泵；13、循環泵；14、循環泵；15、循環泵；21、三通閥；22、三通閥。
具體實施方式
以下結合附圖並通過具體實施方式
來進一步說明本實用新型的技術方案。圖1是本實用新型具體實施方式
提供的太陽能熱泵三聯供系統的結構示意圖。—種太陽能熱泵三聯供系統，包括太陽能集熱器1、集水箱2、儲水箱3、冷暖水箱
4、循環泵、熱泵5、毛細管網7及連接上述構件的管道，下文中將連接管道設有循環泵的水流入口稱為進水口，未設循環泵的水流入口稱為回水口。其中熱泵5優選為水環熱泵，也可以使用空調製冷制熱系統，太陽能集熱器I為黑陶瓷太陽能集熱器，能有效與建築融為一體，增加採光面積。太陽能集熱器I的進水口通過設有循環泵11的管道與集水箱2的出水口相連，太陽能集熱器I的出水口通過管道與集水箱2的回水口相導通，構成流體循環通路。在需要利用太陽能集熱器I對水進行加熱時，循環泵11將集水箱2泵入太陽能集熱器I中加熱後，將水送回集水箱2。集水箱2的出水口通過管道與儲水箱3的回水口相導通，集水箱2的進水口通過設有循環泵12的管道與儲水箱3的出水口相連，構成流體循環通路。在需要儲水箱3和集水箱2之間進行流體交換時，通過控制循環泵12的啟停與轉向，實現流體交換。冷暖水箱4與毛細網管7之間的進水管道和出水管道上設有三通閥，進水管道上的三通閥21與儲水箱3的出水口相連接，出水管道上的三通閥22與儲水箱3的回水口相連接，毛細管網7進水口與電磁閥8之間的管道上設有溫度檢測器9。當陽光充足，溫度檢測器9檢測到太陽能集熱器I產生的熱能滿足供熱要求時，通過三通閥22的換向，儲水箱3的出水口和回水口與毛細網管7的進水口和出水口相導通，形成流體循環，此時太陽能集熱器I對毛細網管7供熱；當陽光不充足，溫度檢測器9檢測到太陽能集熱器I產生的熱能不滿足供熱要求時，通過三通閥22的換向，冷暖水箱4的進水口和回水口與毛細網管7的進水口和出水口相導通，形成流體循環，此時熱泵5對毛細網管7供熱。熱泵5的回水口通過管道與冷暖水箱4的出水口相導通，熱泵5的出水口通過設有循環泵14的水管與冷暖水箱4相連接，通過控制循環泵14的啟停與轉向實現冷暖水箱4與熱泵5之間的流體交換。熱泵5的出水口通過管道與儲水箱3的進水口相導通，熱泵5的進水口通過設有循環泵13的水管與所述儲水箱3的出水口相連，通過控制循環泵13的啟停與轉向實現儲水箱3與熱泵5之間的流體交換。毛細管網7和太陽能集熱器7進水口處水管上設有電磁閥8，電磁閥8用於控制毛細管網7和太陽能集熱器7進水口的通斷。電磁閥8與三通閥21之間的管道上設有循環泵15，用於實現冷暖水箱4與熱泵5之間或儲水箱3與毛細網管7之間的流體交換。儲水箱3旁設有與所述儲水箱3循環導通的散熱器6，當水環熱泵5製冷過程中，儲水箱3中水溫太高時，可以啟動散熱器6，增強制冷效果。冷熱水箱4旁設有與所述冷熱水箱4相連接的噴頭10，當用戶需要熱水時，可以通過噴頭使用熱水，除了噴頭外還可以連接其他用水設施，如水龍頭。圖2是本實用新型具體實施方式
提供的太陽能熱泵三聯供系統的冬季供暖工況示意圖。冬季供暖時，若陽光充足，黑陶瓷太陽能集熱器I產生的熱量完全滿足供暖用戶負荷，則開啟集水箱2和儲水箱3之間的循環泵12，集水箱2中的熱水連續導入儲水箱3，同時調節三通閥21和三通閥22，儲水箱3的出水口和回水口與毛細網管7的進水口和出水口相導通，形成流體循環，將30°C 40°C的熱水輸送至毛細網管7進行供暖，供暖過程中，若水溫過高，超過正常供暖溫度範圍，則通過控制循環泵15及電磁閥8的啟停及開斷實現穩定供暖；若陽光不充足，黑陶瓷太陽能集熱器I產生的熱量不能滿足供暖用戶負荷，則開啟水環熱泵5制熱模式，同時調節三通閥21和三通閥22，冷暖水箱4的進水口和回水口與毛細網管7的進水口和出水口相導通，形成流體循環，使用冷暖水箱4進行供暖。此外，開啟水環熱泵5供暖過程中，與水環熱泵5相導通的儲水箱3中儲存有一定熱水可作為熱泵的蒸發器，提供熱泵能效比及熱能利用率。圖3是本實用新型具體實施方式
提供的太陽能熱泵三聯供系統的夏季製冷工況示意圖。夏季製冷時，集水箱2和儲水箱3之間管道上的循環泵12關閉，它們之間不形成流體循環，集水箱2產生的高品位熱源直接用於生活熱水的供應，此時水環熱泵5開啟製冷模式，同時調節三通閥21和三通閥22，使得冷暖水箱4的進水口和回水口與毛細網管7的進水口和出水口相導通，形成流體循環，將水環熱泵產生的16°C 18°C冷水通過冷暖水箱4輸送至毛細網管7實施製冷。由於製冷過程中，水環熱泵5製冷時產生的熱水將導入與其導通的儲水箱3中，導致儲水箱3中的溫度升高，當溫度升高至影響水環熱泵5的熱效比時，開啟散熱器6進行散熱，也可以通過開啟循環泵12將儲水箱中溫度較高的熱水送至集水箱2中繼續加熱，作為高品位熱源生活用水使用。以上僅以實施例對本實用新型進行了說明，但本實用新型並不限於上述尺寸和外觀例證，更不應構成本實用新型的任何限制。只要對本實用新型所做的任何改進或者變型均屬於本實用新型權利要求主張的保護範圍之內。
權利要求1.一種太陽能熱泵三聯供系統，包括太陽能集熱器(I)、集水箱(2)、儲水箱(3)、冷暖水箱(4)、循環泵、熱泵(5)、毛細管網(7)及連接上述構件的管道，所述太陽能集熱器(I)的進水口通過設有循環泵(11)的管道與所述集水箱(2)的出水口相連，所述太陽能集熱器(I)的出水口通過管道與所述集水箱(2)的回水口相導通，構成流體循環通路，所述集水箱(2 )的出水口通過管道與所述儲水箱(3 )的回水口相導通，所述集水箱(2 )的進水口通過設有循環泵(12)的管道與所述儲水箱(3)的出水口相連，構成流體循環通路，其特徵在於:所述冷暖水箱(4)與毛細網管(7)之間的進水管道和出水管道上設有三通閥，進水管道上的三通閥(21)與儲水箱(3 )的出水口相連接，出水管道上的三通閥(22 )與儲水箱(3 )的回水口相連接。
2.根據權利要求1所述的太陽能熱泵三聯供系統，其特徵在於，所述熱泵(5)的回水口通過管道與所述冷暖水箱(4)的出水口相導通，所述熱泵(5)的出水口通過設有循環泵(14)的水管與所述冷暖水箱(4)的進水口相連接。
3.根據權利要求1或2所述的太陽能熱泵三聯供系統，其特徵在於，所述熱泵(5)的出水口通過管道與所述儲水箱(3)的進水口相導通，所述熱泵(5)的進水口通過設有循環泵(13)的水管與所述儲水箱(3)的出水口相連。
4.根據權利要求1所述的太陽能熱泵三聯供系統，其特徵在於，所述毛細管網(7)和所述太陽能集熱器(I)進水口處水管上設有電磁閥(8 )。
5.根據權利要求4所述的太陽能熱泵三聯供系統，其特徵在於，所述毛細管網(7)進水口與所述電磁閥(8 )之間的管道上設有溫度檢測器(9 )。
6.根據權利要求1或4所述的太陽能熱泵三聯供系統，其特徵在於，所述電磁閥(8)與所述三通閥(21)之間的管道上設有循環泵(15)。
7.根據權利要求1所述的太陽能熱泵三聯供系統，其特徵在於，所述太陽能集熱器(I)為黑陶瓷太陽能集熱器。
8.根據權利要求1所述的太陽能熱泵三聯供系統，其特徵在於，所述儲水箱(3)旁設有與所述儲水箱(3)循環導通的散熱器(6)。
9.根據權利要求1所述的太陽能熱泵三聯供系統，其特徵在於，所述熱泵(5)為水環熱慄。
10.根據權利要求1所述的太陽能熱泵三聯供系統，其特徵在於，所述冷熱水箱(4)旁設有與所述冷熱水箱(4)相連接的噴頭(10)。
專利摘要本實用新型公開了一種太陽能熱泵三聯供系統，包括太陽能集熱器、集水箱、儲水箱、冷暖水箱、循環泵、熱泵、毛細管網及連接上述構件的管道，其顯著特徵在於所述冷暖水箱與毛細網管之間的進水管道和出水管道上設有三通閥，所述水環熱泵與儲水箱及冷暖水箱相連接，所述太陽能集熱器為黑陶瓷太陽能集熱器，所述熱泵為水環熱泵。本實用新型的有益效果為將太陽能供熱和熱泵供熱合理的結合，充分利用了太陽能資源且保證了供熱過程穩定性和持續性，採用水環熱泵與儲水箱及冷暖水箱相連接的方式，為水環熱泵提供了更大的緩衝空間，採用黑陶瓷太陽能集熱器能夠與建築物完美結合，形成了一套基於能量綜合利用與開發的集成型太陽能熱泵系統。
文檔編號F25B41/04GK203011001SQ20122062870
公開日2013年6月19日 申請日期2012年11月26日 優先權日2012年11月26日
發明者徐治猛, 方振雷, 徐吉富 申請人:新奧科技發展有限公司