[实用新型]太阳能联合热泵加热系统节能控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及热水器，尤其是一种带有热泵且节能的太阳能热水器。

背景技术

传统太阳能热水器仅仅利用太阳能加热，受到日照长短的影响，水温不能得到保证。为了能全年全天候使用热水，在现在的太阳能热水器储水箱上都加装了辅助加热装置，辅助加热装置通过测量储水箱内水的温度来控制加热器工作状态，在天气晴朗时，采用太阳能产生热水，在阴雨或无日照时，通过辅助加热装置继续生产热水。现有的辅助加热装置多采用电加热，但仍有部分使用燃气或燃油加热，随着使用年限的增加，此类辅助加热装置若得不到正常维护，难免存在安全上的隐患。

这些带有辅助加热的太阳能热水器，通常仅对水温进行监测，无论白天或是晚上，只要水温低于设定温度，就自行开始加热，夜里的睡觉时段或是白天的上班时段，在没人用水的情况下，辅助加热装置依然会对储水箱内的水进行加热，造成大量能源被浪费；而且，通常储水箱的进水管一般都处于常开状态，使得储水箱均为满水状态，要维持储水箱内大量水的温度，也需要使用许多能源。

热泵技术是近年来在全世界倍受关注的新能源技术。热泵能从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热能，经过电力做功，为人们提供高品位热能。热泵在工作时，它本身随需消耗一部分能量，把环境介质中贮存的能量加以挖掘，通过传热循环系统提高温度进行利用，而整个热泵装置自身所消耗的能源仅占输出热能中的一小部分，其热效率可达460%，而运行费用仅为燃气、燃油热水器的1/3，电热水器的1/4，而且水电分离，无漏电危险，在运行过程中无废热、废水、废气产生，更加洁净、环保。

发明内容

本实用新型所要解决的就是现有带有辅助加热装置的太阳能热水器能源浪费严重的问题，提供一种节能的太阳能联合热泵加热系统节能控制装置。

本实用新型的一种太阳能联合热泵加热系统节能控制装置，包括太阳能板与储水箱，两者间用进水管和出水管连通，太阳能板加热的水通过进水管进入储水箱，储水箱内的水通过出水管进入太阳能板，太阳能板与储水箱均与冷水管连接，冷水通过冷水管补充入太阳能板及储水箱内，其特征在于该控制装置还包括热泵、传感装置和控制装置，热泵通过循环水管与储水箱连接，传感装置安装在太阳能板与储水箱内，控制装置与进水管、冷水管、热泵、循环水管及传感装置连接，控制装置根据传感装置检测的数据控制水流在进水管、冷水管和循环水管内的流动以及热泵的开启关闭。

所述的传感装置由水位传感器和水温传感器组成，水位传感器为三个，分别安装在储水箱的满水位处、1/2水位处和1/4水位处；水温传感器分别安装在太阳能板与进水管的连接处以及储水箱下部。

所述的控制装置包括单片机、水温控制模块、水位控制模块、水流控制模块和时间控制模块，四个控制模块集成在单片机上。

所述的进水管、冷水管及循环水管上均设置水流开关，水流开关与水流控制模块连接。

太阳能板与进水管连接处测得的水温为a，储水箱内水温为b，设定四个时间点T1、T2、T3和T4，如将T1至T2设定为白天时段，T2至T3设定为下午下班前时段，T3至T4为晚上用水时段，T4至T1为夜间休眠时段；然后设定太阳能板与进水管连接处的水温x以及储水箱内水温y，传感装置将测得的温度、水温数据传递至单片机，单片机根据时间段及设定的水温对热泵和水流开关进行控制，具体控制步骤为：

（1）T1至T2时段内，开启与太阳能板相连接的冷水管上的水流开关，太阳能板内补充冷水，当太阳能板内的水温a大于设定值x时，进水管内的水流开关开启，热水进入储水箱，储水箱内的冷水进入太阳能板，若太阳能板内的水温a小于设定值x，则进水管内的水流开关关闭；

（2）T2至T3时段内，储水箱内的水位传感器和水温传感器分别检测水位数据及水温数据，若箱内水位低于满水位时，与储水箱连接的冷水管内的水流开关开启，直至储水箱内补满冷水；同时储水箱内的水温传感器将检测到的水温传递回单片机，若储水箱内水温b低于设定值y，则开启热泵及循环水管内的水流开关，利用热泵加温；反之，当水温b高于设定值y时，则关闭热泵及循环水管内的水流开关；

（3）T3至T4时段内，控制装置通过储水箱内的水温传感器及1/2处的水位传感器，保证储水箱内的水温b不低于设定值y，水位高度不低于1/2水位；若水温或水位下降，则开启热泵加热或冷水管补水；

（4）T4至T1时段内，控制装置保证储水箱内水位不低于储水箱的1/4，同时保证储水箱内水温b不定于设定值y，为用户提供少量热水，以备用户使用，同时由于水量减少，热泵加热时也能节省能源；