专利名称：一种分层流太阳能蓄热双源热泵中央热水系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种新型的利用可再生能源高效节能环保型的中央热水系统，尤其是涉及一种可以利用太阳能和空气能的中央热水系统。
背景技术：
中央热水系统主要是指利用各种不同的能源，通过转换产生一定温度的热水作为采暖或生活热水使用。作为一种热能转换设备，目前大部分中央热水系统主要是各种锅炉(蒸汽及常压热水锅炉)，使用的能源种类主要是煤、燃油、天然气及电力等等，能耗很高且有环保的问题。而现有的单一太阳能热水器或热泵热水装置由于各自的技术及性能局限，其系统运行状态受制于环境，性能波动大，并难以平衡用户需求的谷峰差，因此无法满足大功率需求的中央热水系统。随着不可再生能源价格的节节高涨，如何有效合理的利用可再生能源的需求日益突出，有必要研究开发节能环保型的中央热水系统，以满足市场需求。
实用新型内容本实用新型克服了上述现有技术的不足，提供了一种可以有效利用太阳能及大气热能，通过流体力学分层流技术运用使得热能合理的存取以达到高效节能目的，满足酒店、宾馆及楼宇对采暖及生活热水需求的大型中央热水系统。本实用新型的热泵主要包括压缩机、蒸发器，双源是指既可以利用太阳能又可以利用空气能。
为了解决上述存在的技术问题，本实用新型采用下列技术方案一种分层流太阳能蓄热双源热泵中央热水系统，包括冷凝器、压缩机，还包括两个蒸发器；两个蒸发器的入口端、出口端分别通过两个切换阀后与压缩机、冷凝器、膨胀阀、管路串联连接成封闭循环回路；两个蒸发器可以通过两个切换阀相互切换；所述的切换阀为电磁三通阀；冷凝器通过管路连接到用户水箱；所述的两个蒸发器中的一个蒸发器为水源蒸发器；太阳能集热器的出水端连接分层流蓄热水箱的进水端，分层流蓄热水箱的出水端连接蒸发器的进水端，蒸发器的出水端连接分层流蓄热水箱的进水端；所述的两个蒸发器的另一个蒸发器为气源蒸发器，气源蒸发器还设有风机；所述的分层流蓄热水箱的中间位置设置多个分层流导板，进水端设置在最下面的分层流导板的下部；出水端设置在最上面的分层流导板的上部；所述的分层流蓄热水箱可以为两个，一个分层流蓄热水箱的出水端连接另一个分层流蓄热水箱的进水端；所述的分层流蓄热水箱的出水端通过循环泵的连接太阳能集热器的进水端。
本实用新型与现有技术相比具有如下的优点1、本实用新型选择高效能的双源热泵作为热能转换设备，该双源热泵区别于普通热泵之处在于能同一台机组既可以使用水源也可以使用气源作为热源，通过自动切换使得热泵始终保持在COP较高的区间内运转，达到高效节能目的；太阳能所集热能通过蓄热装置储存作为水源热能使用，在太阳能不足时转换为通过大气采集热能；本系统的独特之处在于将太阳能集热产生的热水不是通常那样直接使用，而是作为热水源储存供热泵转换使用，这样可以当环境温度较低时仍可保证热泵的高效运转；2、系统中特别采用了分层流蓄热技术，即将多个蓄热水箱串联，并在水箱中间位置设置分层流导板，进、出水口分置于导板的最下、最上位置，这样就能保证所储存的热水能够按温度梯级由高至低地被充分利用，达到最佳节能效果；3、本系统采用智能化全自动控制，通过设置多个传感器提供信号，保证整个系统始终运行于最佳状况，即在太阳能热源及大气热源之间寻求平衡点，使得热泵装置处于最佳的COP值(COP值实际就是热泵系统所能实现的制热量和输入功率的比值)之间运作，达到高效节能目的。
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图与具体实施方式
对本实用新型作进一步详细描述一种分层流太阳能蓄热双源热泵中央热水系统，包括冷凝器2、压缩机3，还包括两个蒸发器4、5；两个蒸发器4、5的入口端、出口端分别通过两个切换阀后与压缩机3、冷凝器2、膨胀阀6、管路7串联连接成封闭循环回路；两个蒸发器可以通过两个切换阀相互切换。所述的切换阀可以为电磁三通阀81。冷凝器2通过管路连接到用户水箱1。
在蒸发器中，制冷剂(如氟里昂、氨水等)吸收了大量热能气化蒸发被吸入压缩机，压缩成高温、高压气体，排入冷凝器中放出大量的热量，气体冷却成液体经膨胀阀降压，液体回到蒸发器中再次气化吸热。冷凝器2将大量的热量对用户端水箱1中的水进行加热。
两个蒸发器中的一个蒸发器为水源蒸发器4；太阳能集热器41的出水端连接分层流蓄热水箱42的进水端，分层流蓄热水箱42的出水端连接蒸发器4的进水端，蒸发器4的出水端连接分层流蓄热水箱42的进水端。它以储存在分层流蓄热水箱中的热水为热源。刚开始设定太阳能集热器开机时间段，不断地将太阳能产生的热能储存在分层流蓄热水箱中；系统的运行持久时间靠太阳能集热器进出水的温差(T2-T1)控制，当进出水的温差比较小时，说明集热器中的水加热得不够高，继续加热。而蒸发器4出水端的水再送回分层流蓄热水箱42，是因为热水经过蒸发器温度不会降太低，还可以再度利用。
两个蒸发器的另一个蒸发器为气源蒸发器，气源蒸发器还设有风机，以空气为热源，吸收空气中的热量。
两个蒸发器根据水源热源、气源热源的温度状况，通过电磁三通阀81控制实现自动切换。当分层流蓄热水箱蓄热水体温度高于大气环境温度时，热泵以水源作为热源工作；而当低于大气环境时则自动切换至气源作为熟源工作；当分层流蓄热水箱蓄热水体温度低于10℃时自动切换至以大气作为热源工作(假定大气环境温度在0℃以上)。切换到水源蒸发器4时，热泵以热水为热源对用户端水箱进行加热；切换到气源蒸发器5时，热泵以空气为热源的方式进行工作。
分层流蓄热水箱42的中间位置设置多个分层流导板420，进水端设置在最下面的分层流导板的下部；出水端设置在最上面的分层流导板的上部。分层流蓄热水箱42可以为两个或以上，一个分层流蓄热水箱的出水端连接另一个分层流蓄热水箱的进水端。分层流蓄热水箱的蓄水量要根据整套中央热水系统的负荷以及与太阳能集热装置的合理匹配来设计，以达到连续阴雨天时也能充分利用太阳能。
分层流蓄热水箱42的出水端可以通过循环泵9的连接太阳能集热器41的进水端。如图1所示，太阳能集热器41、分层流蓄热水箱42之间通过循环水泵9形成一个太阳能循环系统，并由传感器传递信号判断是否有必要进行太阳能集热循环(即阴雨天气及晴天的区别对待处理)，以判断分层流蓄热水箱42蓄热水体能否被进一步加热；主要是根据温度T3的数值来决定是否继续加热，当分层流蓄热水箱的出水端温度太低，就继续通过集热器加热。
集热器4的进水端还设有电磁二通补水阀82，从而当集热器水量少时补充水。
本中央热水系统，可以产生约55℃左右的热水，供采暖、洗浴或生产工艺使用，能源消耗极低，是目前为止各种中央热水系统中最为节能的一种系统，没有任何排放，对环境零污染，是一种节能环保型的能源利用领域系统集成技术。
权利要求1.一种分层流太阳能蓄热双源热泵中央热水系统，包括冷凝器(2)、压缩机(3)，其特征在于还包括两个蒸发器(4)、(5)；两个蒸发器(4)、(5)的入口端、出口端分别通过两个切换阀后与压缩机(3)、冷凝器(2)、膨胀阀(6)、管路(7)串联连接成封闭循环回路；两个蒸发器可以通过两个切换阀相互切换。
2.根据权利要求1所述的一种分层流太阳能蓄热双源热泵中央热水系统，其特征在于所述的切换阀为电磁三通阀(81)。
3.根据权利要求1所述的一种分层流太阳能蓄热双源热泵中央热水系统，其特征在于所述的冷凝器(2)通过管路连接到用户水箱(1)。
4.根据权利要求2或3所述的一种分层流太阳能蓄热双源热泵中央热水系统，其特征在于所述的两个蒸发器中的一个蒸发器为水源蒸发器(4)；太阳能集热器(41)的出水端连接分层流蓄热水箱(42)的进水端，分层流蓄热水箱(42)的出水端连接蒸发器(4)的进水端，蒸发器(4)的出水端连接分层流蓄热水箱(42)的进水端。
5.根据权利要求2或3所述的一种分层流太阳能蓄热双源热泵中央热水系统，其特征在于所述的两个蒸发器的另一个蒸发器为气源蒸发器(5)，气源蒸发器还设有风机(51)。
6.根据权利要求4所述的一种分层流太阳能蓄热双源热泵中央热水系统，其特征在于所述的分层流蓄热水箱(42)的中间位置设置多个分层流导板(420)，进水端设置在最下面的分层流导板(420)的下部；出水端设置在最上面的分层流导板(420)的上部。
7.根据权利要求6所述的一种分层流太阳能蓄热双源热泵中央热水系统，其特征在于所述的分层流蓄热水箱(42)为两个，一个分层流蓄热水箱的出水端连接另一个分层流蓄热水箱的进水端。
8.根据权利要求7所述的一种分层流太阳能蓄热双源热泵中央热水系统，其特征在于所述的分层流蓄热水箱的出水端通过循环泵(9)的连接太阳能集热器(41)的进水端。
专利摘要本实用新型公开了一种分层流太阳能蓄热双源热泵中央热水系统，它包括冷凝器、压缩机，它的技术要点在于还包括两个蒸发器；两个蒸发器的入口端、出口端分别通过两个切换阀后与压缩机、冷凝器、膨胀阀、管路串联连接成封闭循环回路；两个蒸发器可以通过两个切换阀相互切换；所述的切换阀为电磁三通阀；所述的冷凝器通过管路连接到用户水箱。本实用新型克服了现有技术的不足，提供了一种可以有效利用太阳能及大气热能，通过流体力学分层流技术运用使得热能合理的存取以达到高效节能目的，满足酒店、宾馆及楼宇对采暖及生活热水需求的大型中央热水系统。
文档编号F24J2/04GK2896145SQ20062005738
公开日2007年5月2日 申请日期2006年4月7日 优先权日2006年4月7日
发明者刘波 申请人:中山市万径科技发展有限公司