[實用新型]一種太陽能與地源熱泵復合熱水系統

有效

• 申請號: 201520208474.5
• 申請日: 2015-04-08
• 公開（公告）號: CN204612185U
• 公開（公告）日: 2015-09-02
• 發明（設計）人: 朱宏杰
• 申請（專利權）人: 上海沃特奇能源科技股份有限公司
• 主分類號: F24J2/00
• 分類號: F24J2/00;F24J2/34;F24J2/40
• 代理公司: 上海脫穎律師事務所 31259
• 代理人: 李強

技術領域

本實用新型涉及一種太陽能與地源熱泵復合熱水系統。

背景技術

太陽能作為一種清潔可再生能源，具有供給量大、分布廣、時間長久、無需開采和運輸、無污染、安全等優點，其開發和利用既是目前急需的能源補充，也是未來能源的基礎。我國太陽能資源豐富，2/3以上地區的年太陽輻照量大于5000MJ/m2，年日照時數超過2200h。充分利用太陽能對于我國經濟的健康可持續發展具有重要意義。當前在太陽能產業的發展中，太陽能熱水器的熱利用轉換技術無疑是最為成熟的。我國太陽能熱水器行業經歷了近30年的發展，產品的生產、研發技術已經日臻成熟，目前，我國已成為世界上最大的太陽能光熱應用市場，我國太陽能熱水器保有量超過2億平方米。大型太陽能熱水系統主要包括太陽能集熱裝置、儲熱換熱裝置、備份能源裝置(輔助加熱系統)、循環管路裝置、泵、控制系統、熱水供應系統等。

由于太陽能熱水系統在全年運行中受天氣的影響很大，其獨立應用存在間歇性、不穩定性和地區差異性，因此，太陽能熱水系統一般都采用熱水保障系統(輔助加熱系統)來確保太陽能熱水系統全天候穩定供應熱水。常用的輔助加熱方式如電加熱、鍋爐加熱、地源熱泵/空氣源熱泵輔助加熱等。

地源熱泵系統是利用可再生的淺層地熱能(巖土、地表水、城市污水等蘊含的低品位熱能)，為建筑物、工農業生產提供采暖、制冷、生活熱水、工藝冷卻或加熱。對地源熱泵系統輸入少量高品位的能源(通常為電能)，能夠得到大約4～5倍的熱量或冷量，因此節能效果顯著，可以作為大型太陽能熱水系統的熱水保障系統(輔助加熱系統)。

地源熱泵作為大型太陽能熱水系統的輔助加熱系統時，需要消耗電能。目前我國電網用電結構發生了很大變化，空調、制冷已成為高峰用電的主要對像，尤其是在夏季，空調的大量使用使得原本已是波浪型電力負荷的高峰時段負荷激增，高峰與低谷間的電力負荷差日趨增大。我國目前電力供應狀況存在著三個主要矛盾：(1)與國際水平相比，裝機容量遠高于發達國家水平，但發電機組年負荷率遠低于發達國家；(2)在全國范圍內，發電機組裝機容量很高，但設備和電網使用率低；(3)大多數城市電網高峰電力不夠用，低谷電力用不完。我國火電機組平均利用小時數較低，據不完全統計，全國近20多GW裝機僅在負荷高峰運行數百小時，造成發電資源很大閑置。

實用新型內容

本實用新型的目的是為了克服現有技術的不足，提供一種具有高效能的太陽能與地源熱泵復合熱水系統。

為實現以上目的，本實用新型通過以下技術方案實現：

一種太陽能與地源熱泵復合熱水系統，包括：

太陽能系統，用于將太陽能轉換為熱水的熱能，并且利用熱能制備熱水；

蓄能裝置，陽光充足時將超過熱水水箱需求熱量的熱能儲存，用于陽光不足的時段提供熱量制備熱水；

地源熱泵系統，用于夜間或陰天等太陽光不足的時段制備熱水；

控制系統，通過邏輯控制，優先使用太陽能集熱器陣列提供熱能制備熱水；當太陽能不足時，采用地源熱泵系統提供的熱能制備熱水；

熱水水箱，用于儲存太陽能系統和地源熱泵系統制備好的熱水；

熱水用戶端設備，用于使用熱水水箱內的熱水。

在上述的一種太陽能與地源熱泵復合熱水系統中，所述的太陽能系統包括太陽能集熱器陣列，所述的太陽能集熱器陣列為平板型集熱器，所述的平板型集熱器具有高性能吸熱涂層。

在上述的一種太陽能與地源熱泵復合熱水系統中，所述的蓄能裝置為高溫相變蓄能裝置。當白天太陽光比較充足，產生的熱能超過熱水水箱的熱量需求時，可以將熱能蓄積在高溫相變蓄能裝置，蓄積的熱能可以用于夜間或陰天等太陽光不足的時段制備熱水，從而提高系統的熱水保證率。

在上述的一種太陽能與地源熱泵復合熱水系統中，所述的地源熱泵系統包括地源熱泵主機以及通過管道連接在地源熱泵主機上的地埋管換熱器，所述的地埋管換熱器從土壤中吸收熱量。地源熱泵系統的能效比較高，一般能達到4以上，所以與傳統電加熱或燃油、燃氣鍋爐相比，系統節能效果顯著。

在上述的一種太陽能與地源熱泵復合熱水系統中，所述的控制系統包括中央控制器，所述的中央控制器采用DDC、PLC、單片機等設備。

在上述的一種太陽能與地源熱泵復合熱水系統中，所述的熱水用戶端設備包括生活熱水的水龍頭、淋浴噴頭、采暖熱水的散熱器、風機盤管、地板采暖、毛細管網等設備。