[實用新型]太陽能聯合熱泵加熱系統節能控制裝置

有效

• 申請號: 201120374600.6
• 申請日: 2011-09-28
• 公開（公告）號: CN202303996U
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 王彥平;范玉剛
• 申請（專利權）人: 云南滇新能源有限公司
• 主分類號: F24J2/40
• 分類號: F24J2/40
• 代理公司: 昆明祥和知識產權代理有限公司 53114
• 代理人: 唐德林

技術領域

本實用新型涉及熱水器，尤其是一種帶有熱泵且節能的太陽能熱水器。

背景技術

傳統太陽能熱水器僅僅利用太陽能加熱，受到日照長短的影響，水溫不能得到保證。為了能全年全天候使用熱水，在現在的太陽能熱水器儲水箱上都加裝了輔助加熱裝置，輔助加熱裝置通過測量儲水箱內水的溫度來控制加熱器工作狀態，在天氣晴朗時，采用太陽能產生熱水，在陰雨或無日照時，通過輔助加熱裝置繼續生產熱水。現有的輔助加熱裝置多采用電加熱，但仍有部分使用燃氣或燃油加熱，隨著使用年限的增加，此類輔助加熱裝置若得不到正常維護，難免存在安全上的隱患。

這些帶有輔助加熱的太陽能熱水器，通常僅對水溫進行監測，無論白天或是晚上，只要水溫低于設定溫度，就自行開始加熱，夜里的睡覺時段或是白天的上班時段，在沒人用水的情況下，輔助加熱裝置依然會對儲水箱內的水進行加熱，造成大量能源被浪費；而且，通常儲水箱的進水管一般都處于常開狀態，使得儲水箱均為滿水狀態，要維持儲水箱內大量水的溫度，也需要使用許多能源。

熱泵技術是近年來在全世界倍受關注的新能源技術。熱泵能從自然界的空氣、水或土壤中獲取低品位熱能，經過電力做功，為人們提供高品位熱能。熱泵在工作時，它本身隨需消耗一部分能量，把環境介質中貯存的能量加以挖掘，通過傳熱循環系統提高溫度進行利用，而整個熱泵裝置自身所消耗的能源僅占輸出熱能中的一小部分，其熱效率可達460%，而運行費用僅為燃氣、燃油熱水器的1/3，電熱水器的1/4，而且水電分離，無漏電危險，在運行過程中無廢熱、廢水、廢氣產生，更加潔凈、環保。

發明內容

本實用新型所要解決的就是現有帶有輔助加熱裝置的太陽能熱水器能源浪費嚴重的問題，提供一種節能的太陽能聯合熱泵加熱系統節能控制裝置。

本實用新型的一種太陽能聯合熱泵加熱系統節能控制裝置，包括太陽能板與儲水箱，兩者間用進水管和出水管連通，太陽能板加熱的水通過進水管進入儲水箱，儲水箱內的水通過出水管進入太陽能板，太陽能板與儲水箱均與冷水管連接，冷水通過冷水管補充入太陽能板及儲水箱內，其特征在于該控制裝置還包括熱泵、傳感裝置和控制裝置，熱泵通過循環水管與儲水箱連接，傳感裝置安裝在太陽能板與儲水箱內，控制裝置與進水管、冷水管、熱泵、循環水管及傳感裝置連接，控制裝置根據傳感裝置檢測的數據控制水流在進水管、冷水管和循環水管內的流動以及熱泵的開啟關閉。

所述的傳感裝置由水位傳感器和水溫傳感器組成，水位傳感器為三個，分別安裝在儲水箱的滿水位處、1/2水位處和1/4水位處；水溫傳感器分別安裝在太陽能板與進水管的連接處以及儲水箱下部。

所述的控制裝置包括單片機、水溫控制模塊、水位控制模塊、水流控制模塊和時間控制模塊，四個控制模塊集成在單片機上。

所述的進水管、冷水管及循環水管上均設置水流開關，水流開關與水流控制模塊連接。

太陽能板與進水管連接處測得的水溫為a，儲水箱內水溫為b，設定四個時間點T1、T2、T3和T4，如將T1至T2設定為白天時段，T2至T3設定為下午下班前時段，T3至T4為晚上用水時段，T4至T1為夜間休眠時段；然后設定太陽能板與進水管連接處的水溫x以及儲水箱內水溫y，傳感裝置將測得的溫度、水溫數據傳遞至單片機，單片機根據時間段及設定的水溫對熱泵和水流開關進行控制，具體控制步驟為：

（1）T1至T2時段內，開啟與太陽能板相連接的冷水管上的水流開關，太陽能板內補充冷水，當太陽能板內的水溫a大于設定值x時，進水管內的水流開關開啟，熱水進入儲水箱，儲水箱內的冷水進入太陽能板，若太陽能板內的水溫a小于設定值x，則進水管內的水流開關關閉；

（2）T2至T3時段內，儲水箱內的水位傳感器和水溫傳感器分別檢測水位數據及水溫數據，若箱內水位低于滿水位時，與儲水箱連接的冷水管內的水流開關開啟，直至儲水箱內補滿冷水；同時儲水箱內的水溫傳感器將檢測到的水溫傳遞回單片機，若儲水箱內水溫b低于設定值y，則開啟熱泵及循環水管內的水流開關，利用熱泵加溫；反之，當水溫b高于設定值y時，則關閉熱泵及循環水管內的水流開關；

（3）T3至T4時段內，控制裝置通過儲水箱內的水溫傳感器及1/2處的水位傳感器，保證儲水箱內的水溫b不低于設定值y，水位高度不低于1/2水位；若水溫或水位下降，則開啟熱泵加熱或冷水管補水；

（4）T4至T1時段內，控制裝置保證儲水箱內水位不低于儲水箱的1/4，同時保證儲水箱內水溫b不定于設定值y，為用戶提供少量熱水，以備用戶使用，同時由于水量減少，熱泵加熱時也能節省能源；