热泵+太阳能复合供热水装置制造方法
【专利摘要】一种热泵+太阳能复合供热水装置，主要包括太阳能集热器组、太阳能水箱、热泵机组、热泵水箱、系统控制器等，热泵机组具有压缩机、制冷三通电磁阀、气冷器/冷凝器、回热器、气冷蒸发器、水冷蒸发器、膨胀阀、化霜三通电磁阀等，它还具有太阳能集热循环泵、太阳能水箱循环泵、热泵循环泵等，能够既收集太阳能热量，还能够通过热泵辅助的方式提供热水。由于热泵机组的制冷回路中具有两路蒸发器，制冷三通电磁阀能够根据环境温度和太阳能水箱温度自动切换两种蒸发器的工作模式，从而能够在冬季气温较低、辐照较弱的情况下，有效回收太阳能水箱的低温热能，提高压缩机容积效率，改善压缩机工况并延长其使用寿命的特点。
【专利说明】热泵+太阳能复合供热水装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种热泵和太阳能复合供热水装置，尤其是一种整体控制的热泵和太阳能复合供热水装置。
【背景技术】
[0002]现有热泵+太阳能复合供热水系统，多为太阳能系统和热泵各自分别联接水箱，热泵在冬季气温较低情况下工况恶劣，导致压缩机寿命缩短；而阴雨天或者冬季气温较低、辐照不足，太阳能集热器组不能收集足够多的热量，导致水箱中水温较低，无法满足用户的使用要求，从而被用户直接排掉浪费或者热量散失不能利用；而且热水系统的控制又通过开关继电器的方式去控制热泵的启停，造成热泵寿命缩短。为克服上述缺陷，对一种热泵+太阳能的复合供热水装置进行研制。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是为了提供一种新型太阳能+热泵复合供热水装置，以克服常规的热泵+太阳能复合供热水装置在冬季气温较低的情况下，压缩机不能高效工作、热水箱温度较低不能被充分利用、控制不科学等缺点。
[0004]本实用新型解决上述技术问题的方案是:包括太阳能集热器组、太阳能水箱、热泵机组、热泵水箱、系统控制器等，热泵机组具有压缩机、制冷三通电磁阀、气冷器/冷凝器、回热器、气冷蒸发器、水冷蒸发器、膨胀阀、化霜三通电磁阀等，它还具有太阳能集热循环泵、太阳能水箱循环泵、热泵循环泵等，能够既收集太阳能热量，还能够通过热泵辅助的方式提供热水。由于热泵机组的制冷回路中具有两路蒸发器，制冷三通电磁阀能够根据环境温度和太阳能水箱温度自动切换两种蒸发器的工作模式，从而能够在冬季气温较低、辐照较弱的情况下，有效回收太阳能水箱的低温热能，提高压缩机容积效率，改善压缩机工况并延长其使用寿命的特点。
[0005]所述的系统控制器还包括I/O卡，数据采集卡及若干驱动器，用于控制压缩机、风冷蒸发器及多个水泵的运行。
[0006]所述的太阳能水箱、热泵水箱可能包括盘管换热器，用于间接换热系统。
[0007]所述的太阳能集热器组、太阳能水箱、热泵机组、热泵水箱中各自分别对应有第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和第四温度传感器和环境温度传感器。
[0008]所述的热泵机组可能采用的是R22、R134a、R744、R290或其它单质、混合工质冷媒。
[0009]本实用新型同现有的【背景技术】相比所产生的有益效果:
[0010]1、由于热泵机组中水冷蒸发器、风冷蒸发器分别采用太阳能水箱中低温热水加热和空气加热，故可选择两种蒸发器的工作模式，在气温较高的情况下，选择让风冷蒸发器工作；在气温较低、辐照较少而导致水箱温度较低的情况下，选择让水冷蒸发器工作，有效回收利用太阳能低温热水，节约能源；[0011]2、选择水冷蒸发器工作，能有效避免压缩机在较低蒸发压力下工作，从而导致压缩机容积效率较低且工况恶劣；
[0012]3、采用收集温度等信号、整体控制热泵机组及其部件、多个水泵，完整性的控制策略在最大化利用新能源的同时，避免了强制启动关停压缩机导致系统寿命的降低。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型的系统结构示意图；
[0014]图2为本实用新型的系统控制原理图。
【具体实施方式】
[0015]参照图1:图1中有太阳能集热器组1，太阳能水箱2，热泵机组3，热泵水箱4、系统控制器5，1、太阳能集热循环泵6、太阳能加热循环泵7、热泵循环泵8，热泵机组3包括风冷蒸发器31、水冷蒸发器32、制冷三通电磁阀33、膨胀阀34、回热器35、气冷器/冷凝器36、压缩机37及化霜三通电磁阀38 ;系统控制器5中有数据采集卡51、I/O卡52及驱动器53等。太阳能集热器组1、太阳能水箱2、热泵机组3、热泵水箱4中各自有第一温度传感器11、第二温度传感器组21、第三温度传感器组39、第四温度传感器41及环境温度传感器310。
[0016]太阳能集热器组I采用温差循环控制，太阳能集热循环泵6处于太阳能水箱2与太阳能集热器组I之间，三者互相联接；太阳能加热循环泵6处于太阳能水箱2与热泵机组3的水冷蒸发器32之间，三者互相联接；热泵循环泵8处于热泵水箱4与热泵机组3的气冷器/冷凝器36，三者互相联接。
[0017]热泵机组3中，风冷蒸发器31、水冷蒸发器32在制冷回路中并联，其一端均联接制冷三通电磁阀33，另一端均联接回热器35 ;膨胀阀34处于制冷三通电磁阀33与回热器35之间，三者通过高压制冷剂管道联接；回热器35与气冷器/冷凝器36相联接，气冷器/冷凝器36联接化霜三通电磁阀38，压缩机37处于化霜三通电磁阀38与回热器35之间，三者依靠制冷管道联接。
[0018]系统控制器5根据第一温度传感器11，第二温度传感器21，第三温度传感器39，环境温度传感器310，第四温度传感器41等探头收集到的温度等信号，判断电磁阀、水泵等动力部件的依次开启运转，系统控制程序监控并实时调整系统的运行状态，最大化的利用能源并维护系统稳定性。
[0019]白天，太阳能光照充足时候，太阳能集热循环泵启动收集足够多的热能，太阳能水箱能够适时为用户提供热水，或者不需要热泵机组启动；当气温足够高，而阴雨天或者冬季光照不足时候，启动热泵风冷蒸发器模式(同时关闭水冷蒸发器)加热热泵水箱，此时由热泵水箱朝外提供热量；当气温足够低，而太阳能水箱中水温不够高的时候，适时启动太阳能加热循环泵，加热水冷蒸发器(此时关闭风冷蒸发器)，通过热泵将低位热能转换成高位热能。储存在热泵水箱中。
[0020]简单的实施可参考如下措施:首先根据太阳能集热器组的温度传感器和水箱温度传感器适时启动太阳能集热循环泵；根据太阳能水箱温度适时先启动太阳能加热水泵、然后开启热泵水泵，然后热泵机组启动。
【权利要求】
1.一种热泵+太阳能复合供热水装置，包括太阳能集热器组(I)、太阳能水箱(2)、热泵机组(3)、热泵水箱(4)、系统控制器(5)，其特征在于:它还包括太阳能集热循环泵(6)、太阳能加热循环泵(7)、热泵循环泵(8);热泵机组(3)包括风冷蒸发器(31)、水冷蒸发器(32)、制冷三通电磁阀(33)、膨胀阀(34)、回热器(35)、气冷器/冷凝器(36)、压缩机(37)及化霜三通电磁阀(38 );太阳能集热循环泵(6 )处于太阳能水箱与太阳能集热器组(I)之间，三者互相联接；太阳能加热循环泵(7)处于太阳能水箱与热泵机组(3)的水冷蒸发器(32)之间，三者互相联接；热泵循环泵(8)处于热泵水箱(4)与热泵机组(3)的气冷器/冷凝器(36)，三者互相联接。
2.根据权利要求1所要求的热泵+太阳能复合供热水装置，系统控制器(5)中包括若干数据采集卡(51)、I/O卡(52)及驱动器(53)。
3.根据权利要求2所要求的热泵+太阳能复合供热水装置，所述的太阳能集热器组(I)、太阳能水箱(2)、热泵机组(3)、热泵水箱(4)中各自有第一温度传感器(11)、第二温度传感器(21)、第三温度传感器(39)、第四温度传感器(41)及环境温度传感器(310)。
4.根据权利要求3所要求的热泵+太阳能复合供热水装置，所述的驱动器(53)电位器或继电器或变频器中的一种或几种。
5.根据权利要求1所要求的热泵+太阳能复合供热水装置，所述的太阳能水箱(2)及热泵水箱(4)是内盘管形式或外盘管形式，从材质上分或为不锈钢材质或搪瓷材质的水箱形式。
6.根据权利要求5所要求的热泵+太阳能复合供热水装置，所述的风冷蒸发器(31)是管翅式换热器或平行流换热器形式。
7.根据权利要求6所要求的热泵+太阳能复合供热水装置，所述的太阳能集热器组(I)采用平板集热器或真空管集热器或热管式集热器形式。
8.根据权利要求7所要求的热泵+太阳能复合供热水装置，所述的热泵机组(3)中的膨胀阀(34)是电磁膨胀阀或热力膨胀阀。
9.根据权利要求8所要求的热泵+太阳能复合供热水装置，所述的热泵机组(3)压缩机(37)是能够驱动R22或Rl34a或R744或R290冷媒压缩机中一种。
【文档编号】F24J2/00GK203550232SQ201320560675
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年9月11日 优先权日:2013年9月11日
【发明者】余国保, 唐勇, 陈文锋, 王启鹏 申请人:珠海兴业绿色建筑科技有限公司, 珠海兴业新能源科技有限公司, 湖南兴业太阳能科技有限公司, 珠海兴业节能科技有限公司