[发明专利]太阳能热泵热水系统无效
申请号: | 201110083146.3 | 申请日: | 2011-04-02 |
公开(公告)号: | CN102109198A | 公开(公告)日: | 2011-06-29 |
发明(设计)人: | 章学来;戴祚晟;刘小微;王为;李志伟;李晓菲;于树轩;林原培;于美 | 申请(专利权)人: | 上海海事大学 |
主分类号: | F24D17/02 | 分类号: | F24D17/02;F24D19/10;F24J2/00 |
代理公司: | 上海天翔知识产权代理有限公司 31224 | 代理人: | 宋羽 |
地址: | 200135 上*** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 太阳能 热水 系统 | ||
技术领域
本发明涉及太阳能热水供应系统技术领域,特别是涉及一种太阳能热泵热水系统。
背景技术
随着经济的发展,人民生活水平的提高,生活热水的使用量越来越大,生活热水已经成为建筑耗能的重要方面。太阳能作为一种绿色能源近年来得到了很大推广,但太阳能的应用受天气影响明显,利用太阳能加热生活热水没有切实的保障,人们对此提出不少改进方案,目前一般采用对太阳能加热水箱增加专门的电辅助加热或燃气辅助加热设备的改进办法,由于采用专门的电辅助加热或燃气辅助加热设备,设备成本及运行费用都较高。因此,设计一种新型的,既能保证使用效果,又能使能源节约最大化的系统显得尤为重要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有的太阳能热水供应系统的不足,若要增加专门的电辅助加热或燃气辅助加热设备,设备复杂、投资大的缺陷,而提出的一种根据天气预报及逐时负荷预测确定利用太阳能、高效热泵及低谷电优化组合的节能型太阳能热泵热水系统,该系统既能保证热水供应的质量,又能根据不同环境条件及负荷条件,采用不同的加热方式,有利于节约能源。
本发明所要求解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现:
一种太阳能热泵热水系统,包括太阳能集热器、热水制备水箱、用户用水水箱、热泵、电加热器,所述太阳能集热器、热水制备水箱、用户用水水箱依次连接,所述热泵分别与热水制备水箱和用户用水水箱连接,所述电加热器连接在热水制备水箱上,所述热水制备水箱和用户用水水箱均连接自来水管。
所述太阳能集热器与热水制备水箱间、热泵与热水制备水箱间、热泵与用户用水水箱间为双向管路,其中太阳能集热器与热水制备水箱间的一套管路用于输送热水制备水箱中的冷水至太阳能集热器,在此管路上连有第一阀门和第一水泵,另一套管路用于输送太阳能集热器中已加热的热水至热水制备水箱,在此管路上连有第二阀门;热泵与热水制备水箱间的一套管路用于输送热水制备水箱中的热水至热泵,在此管路上连有第六阀门和第五水泵,另一套管路用于输送经热泵释放热量后的水至热水制备水箱,在此管路上装有第十阀门;热泵与用户用水水箱间的一套管路用于输送经热泵制备的热水于用户用水水箱,在此管路上连接有第十一阀门,另一套管路用于输送从用户用水水箱至热泵的来水,在此管路上连有第七阀门和第四水泵;所述热水制备水箱与用户用水水箱间为单向管路,在此管路上装有第三阀门和第二水泵,所述用户用水水箱与用户间为双向管路,一套管路用于向用户供热水,在此管路上装有第四阀门和第三水泵,另一套管路用于输送用户回水至水箱,在此管路上装有第五阀门。
所述第一水泵、第二水泵、第三水泵、第四水泵和第五水泵的两端间均连接止回阀。
所述热水制备水箱2和用户用水水箱均安装温度传感器和液位传感器,所述热水制备水箱和用户用水水箱连接自来水的管路上分别装有第八阀门和第九阀门。
所述各阀门为手动闸阀、碟阀或电磁阀。
在白天有太阳能时,热水制备水箱与用户供水水箱之间的阀门关闭,太阳能集热器加热系统与热水供应系统各自独立工作。太阳能集热器对热水制备水箱中的水加热,用户用水水箱对用户供应前一天储存的热水并适时检测用户供水水箱的水位、水温以便对用户供水水箱予以补充。当晚间没有太阳能时,关闭太阳能集热器侧的循环水泵,此时只有热水供应系统工作。在低谷电时刻前一段时间,热水供应系统停止工作,热水制备水箱与用户用水水箱之间的阀门打开,对热水制备水箱水温进行检测,若水温低于用户需要的温度而高于某一指定温度(该温度根据环境条件与负荷预测相结合,并结合当地低谷电价计算求得,此时单位热量制备价格最低)时则将热水制备水箱中的水利用水泵输送到用户用水水箱,由热泵继续加热升温,直至满足第二天的使用要求。若水温低于某一指定温度时,由电加热器加热至指定温度后方由水泵全部输送到用户用水水箱,再由热泵继续加热,直至满足使用要求。若水温高于用户所需温度,则可将热水制备水箱中部分热水输送至用户用水水箱,在水箱中加入冷水混合至用户所需水温。因热泵供热系数较高,相比电加热器加热又可节约大量电费。因为热泵在低温时供热系数小于电加热器,所以当温度较低时,可以先用电加热器加热至指定温度后,再由热泵进行加热更节约电费,且还可充分利用低谷电,节省运行费用明显。第二天,将热水制备水箱与用户用水水箱之间的阀门关闭,太阳能集热器加热系统与热水供应系统再次独立工作,如此循环。
由于采用了如上技术方案,本发明与现有技术相比,具有如下特点:成本低廉,设备简易,充分利用太阳能,根据不同情况下辅助采用高效热泵及电加热器的低谷供热措施,有利于节约能源。
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