[實用新型]用空氣源熱泵輔助加熱的太陽能熱水設備

無效

• 申請號: 200720081186.3
• 申請日: 2007-09-14
• 公開（公告）號: CN201083446Y
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發明（設計）人: 蒙沛南;鄧草丹;鄧鼎勛
• 申請（專利權）人: 廣西大學鄧草丹鄧鼎勛
• 主分類號: F24J2/00
• 分類號: F24J2/00;F24J2/46
• 代理公司: 廣西南寧公平專利事務所有限責任公司
• 代理人: 翁建華

技術領域

本實用新型屬用空氣源熱泵輔助加熱的太陽能熱水設備。

背景技術

太陽能是取之不盡、用之不竭的干凈環保可再生能源。太陽能熱水器已經、并將更多的進入千家萬戶。為保證太陽能熱水器在陽光不足的時候也能為用戶全天候供應熱水，目前相當數量的太陽能熱水器均采用電能作為輔助能源，即在太陽能熱水器水箱內安裝電熱管(功率一般為1.5～2.0kw)。將電熱管作為輔助加熱設備的缺點一是耗能大(電熱管熱效率約95％)，二是因電熱管直接與水接觸，有可能產生漏電、觸電等問題，存在安全隱患。

發明內容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種耗電少、使用安全的設備替代傳統的電熱管作為太陽能熱水設備的輔助加熱設施。

本實用新型以如下技術方案解決上述技術問題：

用空氣源熱泵輔助加熱的太陽能熱水設備，有集熱器1、熱水箱2和支架3，其特征是與熱水箱2連接的有一空氣源熱泵裝置4，熱水箱的自來水進口5接空氣源熱泵裝置4的上循環管10，熱水出口6接空氣源熱泵裝置的下循環管11。

采用本實用新型的自然循環式空氣源熱泵裝置替代傳統的電熱管作為太陽能熱水設備的輔助加熱裝置時，在輸出熱水條件相同的情況下，所需的電能僅為電熱的1/4左右；又因為其加熱過程是完全的水電隔離，確保了使用的安全。

附圖說明

圖1是本實用新型用空氣源熱泵輔助加熱的太陽能熱水設備的一種結構的示意圖。

圖2是圖1的右視圖。

圖3是空氣源熱泵的一種結構示意圖。

具體實施方式

使用空氣源熱泵裝置4作為加熱輔助裝置的太陽能熱水設備，集熱器1是主采熱設備，與熱水箱2連接的有一空氣源熱泵裝置4，熱水箱2的自來水進口(兼熱水循環口)5接空氣源熱泵裝置4的換熱水箱的上循環管10，熱水箱的熱水出口(兼下循環口)6接空氣源熱泵裝置的換熱水箱的下循環管11；熱水箱上還設有排氣口(兼測控傳感器進口)7、傳感器8。本裝置還有一電控設備測控儀，由測控儀接出測控儀電源線、傳感器信號線及熱泵電源線。圖2中以虛線所示的電熱管9是原常規設計的太陽能熱水器的電熱管的位置。

空氣源熱泵裝置的壓縮機12兩端以銅管分別與蒸發器13和冷凝器14的銅管一端相連接，蒸發器13和冷凝器14的銅管另一端分別接膨脹閥16的兩端；蒸發器的銅管與大氣接觸；冷凝器的銅管置于換熱水箱內，其四周為水。

在實踐中，只要將原常規設計的太陽能熱水器的電熱管電源線改為空氣源熱泵裝置的電源線即可。空氣源熱泵裝置由測控儀的時間及溫度控制啟動與停止。啟動時，測控儀自動接通熱泵壓縮機電源而工作(設電能輸入為Q₁)，使蒸發器工作，蒸發器內的工質吸收了空氣源中的能量Q₂后，再把能量Q₁+Q₂帶到換熱水箱內的冷凝器中與水交換能量，從而加熱水。水箱內水溫升高，密度變小，水往頂部運動，進而從上循環管10進入太陽能熱水箱2的上部；熱水箱下部的水則由于密度較大，從下循環口6經下循環管11到達換熱水箱的底部入口，如此不斷循環，把熱水箱整箱水加熱至所需溫度(一般≤60℃)，控制儀自動切斷壓縮機電源，停止工作。設熱水獲得的總能量為Q₃。

在整個加熱水的過程中，若不計損耗時，能量平衡方程為：

Q₃(熱水獲得的能量)＝Q₁(熱泵壓縮機消耗的電能)+Q₂(從空氣源獲得的熱能)。

以下是對本發明的兩種用空氣源熱泵輔助加熱的太陽能熱水設備的效能檢測報告：

1.型號1P(950W)，????壓縮機松下產，??水箱容量100L

環境溫度分別為??????????????????????23.5℃、????24.2℃、????25.1℃，

加熱后水箱內水溫分別為??????????????44.5℃、????48.3℃、????54.4℃時

采用空氣源熱泵加熱時耗能分別為??????0.4kwh??????0.5kwh??????0.8kwh

而采用電加熱時耗能分別為????????????2.45kwh?????2.91kwh?????3.65kwh

兩種加熱方式能耗比為????????????????1∶6.12?????1∶5.82?????1∶4.56

2.??型號1.5P(1350W)，????壓縮機松下產，??水箱容量200L