[發明專利]利用太陽能預熱的熱泵熱水系統

在審

• 申請號: 201610055213.3
• 申請日: 2016-01-27
• 公開（公告）號: CN105650879A
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 發明（設計）人: 梁彩華;鹿琳;張小松
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: F24H9/00
• 分類號: F24H9/00;F24H9/20;F24J2/04;F24J2/48
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本發明屬于熱泵熱水器領域，涉及一種利用太陽能預熱的熱泵熱水系統。

背景技術

隨著人們生活水平的不斷提高，人們對于生活品質的要求也越來越高，生活用熱水也成為了提高生活品質不可缺少的一個方面，而傳統的電熱水器、鍋爐具有能耗大、污染嚴重等一系列的問題。傳統的太陽能熱水器又受到天氣的制約，天氣不好時，影響熱水供應量和供水品質，甚至不能持續供給熱水。熱泵熱水系統可以從低溫空氣中吸收熱量，將這部分熱量轉移到比空氣溫度要高的高溫水中，使水溫升高。熱泵熱水系統具有高效節能的特點，在耗電量相同的情況下，熱泵熱水系統產生的熱水量是電熱水器的3-4倍，廣泛應用于學校宿舍、酒店、洗浴中心等場所，熱泵熱水系統是集中供給生活熱水的最優方案之一。

目前我國市場上的熱泵熱水系統主要為單一儲水水箱系統，當向儲水水箱進行補水時，市政管網中的冷水補水與儲水水箱中的熱水混合，使供給用戶的熱水溫度大幅度下降，降低了熱水的質量，影響了用戶的舒適度。冷水補水與儲水水箱中的熱水混合，使熱泵熱水機組的冷凝溫度始終處于較高的狀態，降低了熱泵熱水機組加熱熱水時的平均cop，增加了熱泵熱水系統的耗能。

發明內容

技術問題：本發明的目的是提供一種利用太陽能預熱的熱泵熱水系統，避免市政管網的冷水補水與儲水水箱中的熱水混合，提高熱泵熱水機組加熱水時的平均cop，減少熱泵熱水機組的耗能。

技術方案：本發明的利用太陽能預熱的熱泵熱水系統包括儲水水箱加熱循環回路、市政管網補水管路、用戶側熱水循環回路；所述儲水水箱加熱循環回路包括沿水循環方向依次連接的儲水水箱、加熱循環水泵、熱泵熱水機組，所述熱泵熱水機組的熱水出口通過第一電磁閥與儲水水箱中設置的加熱水腔的進水口連接，熱泵熱水機組的熱水出口通過第二電磁閥與儲水水箱中設置的保溫水腔的進水口連接；所述儲水水箱側面和頂面外設置有太陽能受熱水腔，所述太陽能受熱水腔通過第四電磁閥與加熱水腔連通，太陽能受熱水腔上設置有用以與市政管網連通的補水口和第三電磁閥；所述加熱水腔的出水口通過第八電磁閥與保溫水腔的出口和供水熱水水泵進口之間的用戶側熱水循環管路連接，供水熱水水泵出口依次通過出水壓力罐、第五電磁閥與保溫水腔的進水口連接。

進一步的，本發明系統中，所述儲水水箱中設置的加熱水腔和保溫水腔之間通過內置保溫隔板分隔。

進一步的，本發明系統中，所述加熱水腔的出水口通過第六電磁閥與熱泵熱水機組的進水口連接，保溫水腔的出水口通過第七電磁閥與熱泵熱水機組的進水口連接。

進一步的，本發明系統中，該系統中，通過打開第一電磁閥和第六電磁閥，關閉第二電磁閥和第七電磁閥，實現對加熱水腔的加熱；通過打開第二電磁閥和第七電磁閥，關閉第一電磁閥和第六電磁閥，實現對保溫水腔的加熱。

進一步的，本發明系統中，所述太陽能受熱水腔的外表面敷設有太陽能吸收涂層，用以吸收太陽能并預熱進入加熱水腔的冷水。

本發明中，方形儲水水箱內置保溫隔板，將方形儲水水箱分隔為加熱水腔和保溫水腔，避免冷水補水與熱水混合，提高了用戶用熱水的舒適度，降低了熱泵熱水機組的工作溫度點，提高了熱泵熱水機組的平均cop，在加熱等量熱水的情況下，耗能更低。在加熱水腔的內部分別裝第一水位開關、第二水位開關和第一溫度傳感器，在保溫水腔的內部分別裝第三水位開關、第四水位開關和第二溫度傳感器。方形儲水水箱側面和頂面保溫層外加設太陽能受熱水腔，整個太陽能受熱水腔連通，在太陽能受熱水腔的表面，涂有吸收效率較高的黑色材料，使得太陽能受熱水腔可以通過吸收太陽能對冷水進行預加熱，提高補水溫度，降低熱泵熱水機組加熱補水時的能耗。

太陽能熱泵熱水系統包括儲水水箱加熱循環回路、市政管網補水管路、用戶側熱水循環回路。儲水水箱加熱循環回路包括加熱循環水泵、熱泵熱水機組、第一電磁閥、第二電磁閥、加熱水腔、保溫水腔、第六電磁閥、第七電磁閥及其相關連接管道；市政管網補水管路包括第三電磁閥、太陽能受熱水腔、第四電磁閥、加熱水腔、第八電磁閥、熱水供水水泵、第五電磁閥、保溫水腔及其相關連接管道；用戶側熱水循環回路包括保溫水腔、熱水供水水泵、第五電磁閥及其相關連接管道。