[实用新型]用空气源热泵辅助加热的太阳能热水设备

说明书

技术领域

本实用新型属用空气源热泵辅助加热的太阳能热水设备。

背景技术

太阳能是取之不尽、用之不竭的干净环保可再生能源。太阳能热水器已经、并将更多的进入千家万户。为保证太阳能热水器在阳光不足的时候也能为用户全天候供应热水，目前相当数量的太阳能热水器均采用电能作为辅助能源，即在太阳能热水器水箱内安装电热管(功率一般为1.5～2.0kw)。将电热管作为辅助加热设备的缺点一是耗能大(电热管热效率约95％)，二是因电热管直接与水接触，有可能产生漏电、触电等问题，存在安全隐患。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种耗电少、使用安全的设备替代传统的电热管作为太阳能热水设备的辅助加热设施。

本实用新型以如下技术方案解决上述技术问题：

用空气源热泵辅助加热的太阳能热水设备，有集热器1、热水箱2和支架3，其特征是与热水箱2连接的有一空气源热泵装置4，热水箱的自来水进口5接空气源热泵装置4的上循环管10，热水出口6接空气源热泵装置的下循环管11。

采用本实用新型的自然循环式空气源热泵装置替代传统的电热管作为太阳能热水设备的辅助加热装置时，在输出热水条件相同的情况下，所需的电能仅为电热的1/4左右；又因为其加热过程是完全的水电隔离，确保了使用的安全。

附图说明

图1是本实用新型用空气源热泵辅助加热的太阳能热水设备的一种结构的示意图。

图2是图1的右视图。

图3是空气源热泵的一种结构示意图。

具体实施方式

使用空气源热泵装置4作为加热辅助装置的太阳能热水设备，集热器1是主采热设备，与热水箱2连接的有一空气源热泵装置4，热水箱2的自来水进口(兼热水循环口)5接空气源热泵装置4的换热水箱的上循环管10，热水箱的热水出口(兼下循环口)6接空气源热泵装置的换热水箱的下循环管11；热水箱上还设有排气口(兼测控传感器进口)7、传感器8。本装置还有一电控设备测控仪，由测控仪接出测控仪电源线、传感器信号线及热泵电源线。图2中以虚线所示的电热管9是原常规设计的太阳能热水器的电热管的位置。

空气源热泵装置的压缩机12两端以铜管分别与蒸发器13和冷凝器14的铜管一端相连接，蒸发器13和冷凝器14的铜管另一端分别接膨胀阀16的两端；蒸发器的铜管与大气接触；冷凝器的铜管置于换热水箱内，其四周为水。

在实践中，只要将原常规设计的太阳能热水器的电热管电源线改为空气源热泵装置的电源线即可。空气源热泵装置由测控仪的时间及温度控制启动与停止。启动时，测控仪自动接通热泵压缩机电源而工作(设电能输入为Q₁)，使蒸发器工作，蒸发器内的工质吸收了空气源中的能量Q₂后，再把能量Q₁+Q₂带到换热水箱内的冷凝器中与水交换能量，从而加热水。水箱内水温升高，密度变小，水往顶部运动，进而从上循环管10进入太阳能热水箱2的上部；热水箱下部的水则由于密度较大，从下循环口6经下循环管11到达换热水箱的底部入口，如此不断循环，把热水箱整箱水加热至所需温度(一般≤60℃)，控制仪自动切断压缩机电源，停止工作。设热水获得的总能量为Q₃。

在整个加热水的过程中，若不计损耗时，能量平衡方程为：

Q₃(热水获得的能量)＝Q₁(热泵压缩机消耗的电能)+Q₂(从空气源获得的热能)。

以下是对本发明的两种用空气源热泵辅助加热的太阳能热水设备的效能检测报告：

1.型号1P(950W)，    压缩机松下产，  水箱容量100L

环境温度分别为                      23.5℃、    24.2℃、    25.1℃，

加热后水箱内水温分别为              44.5℃、    48.3℃、    54.4℃时

采用空气源热泵加热时耗能分别为      0.4kwh      0.5kwh      0.8kwh

而采用电加热时耗能分别为            2.45kwh     2.91kwh     3.65kwh

两种加热方式能耗比为                1∶6.12     1∶5.82     1∶4.56

2.  型号1.5P(1350W)，    压缩机松下产，  水箱容量200L