太陽能空氣源水源聯(lián)合制熱系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能利用技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種太陽能空氣源水源聯(lián)合制熱系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著世界光伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，目前國家正在大力支持分布式光伏發(fā)電政策，同時，隨著居民對生活熱水需求的不斷增加，相應的生活熱水的能耗也越來越多，光伏太陽能熱水器應運而生。然而，由于利用太陽能制熱存在不穩(wěn)定性，而且效率較低，越來越多的光伏太陽能熱水系統(tǒng)采用熱泵機組作為輔助能源進行加熱。
[0003]熱泵機組是一種環(huán)保節(jié)能、結(jié)構(gòu)簡單且易于安裝的熱泵形式，但是其使用易受環(huán)境的影響，其供熱能力和性能系數(shù)會隨著室外空氣溫度的降低而降低，從而導致制冷和制熱不均衡。
[0004]傳統(tǒng)的太陽能熱泵機組聯(lián)合供熱的熱水系統(tǒng)通常具有以下4種工作模式:1、太陽能單獨加熱生活熱水；2、太陽能輔助熱泵機組加熱生活熱水；3、太陽能和熱泵機組同時加熱生活熱水；4、光伏太陽能電池板作為熱泵的電源，由機組單獨加熱生活熱水。其原理主要是根據(jù)季節(jié)或天氣的變化在上述4種工作模式中選擇適宜的制熱方式，并沒有充分發(fā)揮熱泵機組和太陽能的作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]基于此，有必要針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，提供一種適用性廣、效率高、運行成本低且能源利用率高的太陽能空氣源水源聯(lián)合制熱系統(tǒng)。
[0006]為實現(xiàn)本發(fā)明目的而提供的太陽能空氣源水源聯(lián)合制熱系統(tǒng)，包括熱水系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)，所述發(fā)電系統(tǒng)與所述熱水系統(tǒng)電連接；所述熱水系統(tǒng)包括太陽能換熱器、集熱水水箱、熱泵機組以及供水水箱；所述太陽能換熱器通過循環(huán)管路與所述集熱水水箱連接；所述集熱水水箱通過水管與所述供水水箱連接；所述熱泵機組通過循環(huán)管路分別連接所述供水水箱和所述集熱水水箱；所述集熱水水箱內(nèi)部設(shè)置有溫度傳感器，當所述溫度傳感器檢測到所述集熱水水箱中水的溫度小于用戶需求水溫，同時大于或等于外部環(huán)境中的空氣溫度時，所述集熱水水箱中的水一部分進入所述供水水箱中等待進一步加熱，另一部分留在所述集熱水水箱中，所述熱泵機組通過吸收所述集熱水水箱中的水的熱量，對所述供水水箱中的水進行進一步循環(huán)加熱。
[0007]在其中一個實施例中，當所述溫度傳感器檢測到所述集熱水水箱中水的溫度小于用戶需求水溫，同時小于所述外部環(huán)境中的空氣溫度時，所述集熱水水箱中的水全部進入所述供水水箱中，所述熱泵機組通過吸收外部環(huán)境中的空氣的熱量，對所述供水水箱中的水進行進一步循環(huán)加熱。
[0008]在其中一個實施例中，所述熱泵機組包括套管式蒸發(fā)器、氣液分離器、壓縮機、套管式冷凝器、儲液罐以及蒸發(fā)器；
[0009]所述套管式冷凝器通過循環(huán)管路連接所述供水水箱；
[0010]所述套管式蒸發(fā)器通過循環(huán)管路連接所述集熱水水箱；
[0011]所述氣液分離器、壓縮機、套管式冷凝器、儲液罐以及蒸發(fā)器依次連接形成空氣源熱泵制熱循環(huán)管路；
[0012]所述氣液分離器、壓縮機、套管式冷凝器、儲液罐以及套管式蒸發(fā)器依次連接形成水源熱泵制熱循環(huán)管路。
[0013]在其中一個實施例中，所述集熱水水箱與供水水箱之間的水管上設(shè)置有第一電磁閥，所述套管式蒸發(fā)器的兩端設(shè)置有第二電磁閥，所述蒸發(fā)器的兩端設(shè)置有第三電磁閥。
[0014]在其中一個實施例中，所述熱水系統(tǒng)還包括:
[0015]控制器，所述控制器分別連接所述溫度傳感器、第一電磁閥、第二電磁閥以及第三電磁閥。
[0016]在其中一個實施例中，所述供水水箱中設(shè)置有電加熱器。
[0017]在其中一個實施例中，所述熱水系統(tǒng)還包括地暖設(shè)備，所述地暖設(shè)備與所述供水水箱連接。
[0018]在其中一個實施例中，所述熱水系統(tǒng)還包括冷水箱，所述冷水箱連接所述集熱水水箱。
[0019]在其中一個實施例中，所述熱水系統(tǒng)還包括循環(huán)水泵，所述循環(huán)水泵設(shè)置在所述太陽能換熱器和所述集熱水水箱之間的循環(huán)管路上。
[0020]在其中一個實施例中，所述發(fā)電系統(tǒng)包括太陽能電池板、蓄電池、市電電網(wǎng)以及電能轉(zhuǎn)換器；所述太陽能電池板、蓄電池、市電電網(wǎng)分別連接所述電能轉(zhuǎn)換器。
[0021]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明提供的太陽能空氣源水源聯(lián)合制熱系統(tǒng)，當太陽能加熱不能達到用戶要求的水溫且加熱過的水的水溫高于環(huán)境溫度時，將集熱水水箱中經(jīng)過太陽能加熱過的水作為熱源，利用熱泵機組對供水水箱中的另一部分水繼續(xù)加熱，從而避免了熱泵機組直接利用室外的低溫空氣進行加熱，減小了其供熱能力和性能系數(shù)受環(huán)境溫度的影響，運行成本低、無污染、效率高、適用性廣，大大提升了能源利用率。
【附圖說明】
[0022]為了使本發(fā)明的太陽能空氣源水源聯(lián)合制熱系統(tǒng)的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體附圖及具體實施例，對本發(fā)明的太陽能空氣源水源聯(lián)合制熱系統(tǒng)進行進一步詳細說明。
[0023]圖1為本發(fā)明的太陽能空氣源水源聯(lián)合制熱系統(tǒng)的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2為圖1中所示的熱水系統(tǒng)的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3為圖1中所示的發(fā)電系統(tǒng)的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0026]下面將結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0027]參見圖1，本發(fā)明提供的太陽能空氣源水源聯(lián)合制熱系統(tǒng)的一個實施例，包括熱水系統(tǒng)100和發(fā)電系統(tǒng)200，發(fā)電系統(tǒng)200與熱水系統(tǒng)100電連接，用于向熱水系統(tǒng)100提供工作所需電量。
[0028]其中，熱水系統(tǒng)包括太陽能換熱器110、集熱水水箱120、熱泵機組130以及供水水箱140，太陽能換熱器110、集熱水水箱120以及供水水箱140分別連接自來水管。所述太陽能換熱器110通過循環(huán)管路與所述集熱水水箱120連接，所述集熱水水箱120通過水管與所述供水水箱140連接，所述熱泵機組130通過循環(huán)管路分別連接所述供水水箱140和所述集熱水水箱120。所述集熱水水箱120的內(nèi)部設(shè)置有溫度傳感器(未示出)，當所述溫度傳感器檢測到所述集熱水水箱120中水的溫度小于用戶需求水溫，同時大于或等于外部環(huán)境中的空氣溫度時，所述集熱水水箱120中的水一部分進入所述供水水箱140中等待進一步加熱，另一部分留在所述集熱水水箱120中，所述熱泵機組130通過吸收所述集熱水水箱120中的水的熱量，對所述供水水箱140中的水進行進一步循環(huán)加熱。
[0029]本實施例提供的太陽能空氣源水源聯(lián)合制熱系統(tǒng)的工作原理如下:
[0030]自來水通過太陽能換熱器110經(jīng)太陽能加熱后，進入集熱水水箱120中。若集熱水水箱120中水的溫度大于或等于用戶需求水溫，由于集熱水水箱120通過水管與所述供水水箱140連接，則集熱水水箱120中的熱水進入供水水箱140后就可以直接供給用戶使用，不需要熱泵機組130再進行加熱。
[0031]若集熱水水箱120中水的溫度小于用戶需求水溫，那么由集熱水水箱120中進入供水水箱140中的水由于水溫不夠，不可以直接供給用戶使用，還需要熱泵機組130進行進一步加熱。通常，熱泵機組130此時就會直接吸收外部空氣的熱量，對供水水箱140中的水進行進一步加熱。但是，本發(fā)明提供的太陽能空氣源水源聯(lián)合制熱系統(tǒng)，會進一步將集熱水水箱120中水的溫度和外部環(huán)境中的空氣溫度進行比較，選擇其中一個溫度更高的作為熱泵機組130的工作熱源，已獲得能源的更高效、更合理的利用。
[0032]具體為:當集熱水水箱120中水的溫度小于用戶需求水溫，同時集熱水水箱120中水的溫度大于或等于外部環(huán)境中的空氣溫度時，集熱水水箱120中的熱水一部分進入供水水箱140待進一步加熱，另一部分留在集熱水水箱120中作為熱源，熱泵機組130吸收留在集熱水水箱120中那部分水的熱量，循環(huán)加熱供水水箱140中的水，直到達到用戶要求的溫度。
[0033]本實施例提供的太陽能空氣源水源聯(lián)合制熱系統(tǒng)，相比較傳統(tǒng)的太陽能熱泵機組聯(lián)合供熱的熱水系統(tǒng)，發(fā)明了另一種熱泵機組的熱源“水”，即在傳統(tǒng)的四種工作模式的基礎(chǔ)上，增加了水源熱泵和太陽能同時加熱生活用水的工作模式。當太陽能加熱不能達到用戶要求的水溫且加熱過的水的水溫高于環(huán)境中的空氣溫度時，將溫度相對較高的集熱水水箱120中經(jīng)過太陽能加熱過的一部分水作為熱泵機組130的熱源，從而避免了熱泵機組130直接利用室外的低溫空氣進行加熱，運行成本低、無污染、效率高、適用性廣，大大提升了能源利用率。
[0034]作為一種可實施方式，當集熱水水箱120中水的溫度小于用戶需求水溫，同時集熱水水箱120中水的溫度小于外部環(huán)境中的空氣溫度時，集熱水水箱120中的熱水全部進入供水水箱140中待進一步加熱。此時，以外部空氣作為熱源，熱泵機組130吸收外部環(huán)境中的空氣的熱量，循環(huán)加熱供水水箱140中的水，直到達到用戶要求的溫度。
[0035]參見圖2，作為一種可實施方式，所述熱泵機組130包括套管式蒸發(fā)器131、氣液分離器132、壓縮機133、套管式冷凝器134、儲液罐135蒸發(fā)器136以及風機137。所述套管式冷凝器134通過循環(huán)管路連接所述供水水箱140，所述套管式蒸發(fā)器131通過循環(huán)管路連接所述集熱水水箱120。所述氣液分離器132、壓縮機133、套管式冷凝器134、儲液罐135以及蒸發(fā)器136依次連接形成空氣源熱泵制熱循環(huán)管路；所述氣液分離器132、壓縮機133、套管式冷凝器134、儲液罐135以及套管式蒸發(fā)器131依次連接形成水源熱泵制熱循環(huán)管路。
[0036]當檢測到集熱水水箱120中的水溫小于用戶需求水溫且大于或等于外部環(huán)境中的空氣溫度時，使得集熱水水箱120中的熱水一部分進入供水水箱140待進一步加熱，另一部分則留在集熱水水箱120中，水源熱泵制熱循環(huán)管路開始工作。若檢測到集