[发明专利]一种复合式太阳能热泵热水系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能热泵热水系统，特别涉及一种复合式太阳能热泵热水系统。

背景技术

随着经济的发展和人们生活水平的不断提高，在快速增长的建筑能耗中，生活热水所占的比例也在不断增加。目前生活热水的制取主要靠电热水器、燃气热水器、太阳能热水器等。相比直接采用消耗电能，太阳能热水器的利用对于缓解能源紧张、利用可再生能源具有重要意义。但是在实际应用中，太阳能热水器受到天气影响较大造成了使用的不稳定性，热泵与太阳能的结合弥补了这一不足。太阳能与空气源热泵结合组成并联式系统在很大程度上得到了认可，但在冬季由于太阳能集热器和空气源热泵的效率都大大降低使得系统总的效率降低，影响了系统的性能；而太阳能与水源热泵结合的串联式系统利用集热器对作为蒸发热源的蓄热水箱中较低水温的水进行加热，从而提高了水源热泵的效率，同时由于集热器的工作温度降低，也提高了集热器的效率。因此，将两种系统组合成为一种复合式系统，通过合理的优化控制来提高系统整体的运行效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够提高太阳能热泵系统的运行效率、减少电能等辅助能源消耗的复合式太阳能热泵热水系统。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：包括安装有出口三通阀的太阳能集热器，太阳能集热器通过出口三通阀的一个出口与水箱构成循环回路，太阳能集热器通过出口三通阀的另一出口与蓄热水箱、水源热泵和水箱串联连接构成循环回路，且在水箱上还并联有与水箱构成闭合循环回路的空气源热泵。

所述的太阳能集热器的入口还安装有入口三通阀，该入口三通阀分别与蓄热水箱、水箱的出口相连通。

所述的入口三通阀与太阳能集热器入口之间的管路上依次安装有集热器入口水泵和集热器入口温度传感器。

所述的太阳能集热器的出口与出口三通阀之间的管路上依次安装有集热器出口温度传感器和集热器流量传感器。

所述的蓄热水箱与水源热泵构成闭合循环回路，且在蓄热水箱的出口与水源热泵的入口之间的管路上安装有水源热泵水泵；水源热泵与水箱构成闭合循环回路，在水源热泵出口与水箱入口之间的管路上依次安装有水源热泵出口温度传感器、水源热泵出口流量传感器和水箱水泵，水箱出口与水源热泵入口之间的管路上还安装有水源热泵入口温度传感器。

所述的空气源热泵出口与水箱入口管路上依次安装有空气源热泵出口温度传感器、空气源热泵出口流量传感器和空气源热泵出口水泵，水箱出口与空气源热泵入口之间的管路上安装有空气源热泵入口温度传感器。

为了提高太阳能热泵系统的运行效率以及减少电能等辅助能源的消耗，本发明提出一种将串联式系统和并联式系统相结合的复合式太阳能热泵热水系统，由太阳能集热器与空气源热泵共同为水箱加热或者是水源热泵为水箱加热两种加热系统构成。对于太阳能集热器与空气源热泵并联的回路，太阳能集热器与空气源热泵同时对水箱加热，直到要求的水温；对于串联式回路，太阳能集热器对蓄热水箱中的水进行加热，蓄热水箱作为水源热泵的蒸发热源，在较高蒸发温度下对水箱进行加热直至要求的水温。另外，通过太阳能集热器的集热量分别在串联式系统或者并联式系统中占总加热量的比例，对系统的使用进行优化控制，分别得到串联式模式和并联式模式适合的运行范围，即在采用并联模式运行时，当太阳能集热器的瞬时集热量占系统总加热量(包括太阳能集热器和空气源热泵两部分的加热量)的比例小于0.3时，系统切换为串联模式运行，在采用串联模式运行时，当太阳能集热器的瞬时集热量占水源热泵加热量的比例大于0.7时，系统切换为并联模式运行。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图。

图中，1太阳能集热器，2蓄热水箱2，3水源热泵，4空气源热泵，5水箱，6集热器入口温度传感器，7集热器出口温度传感器，8集热器流量传感器，9水源热泵出口温度传感器、10水源热泵入口温度传感器，11水源热泵出口流量传感器，12空气源热泵出口温度传感器，13空气源热泵入口温度传感器，14空气源热泵出口流量传感器，15入口三通阀，16出口三通阀，17集热器入口水泵，18水源热泵水泵，19水箱水泵，20空气源热泵出口水泵。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。