[發明專利]一種即熱蓄熱熱泵與太陽能耦合熱水系統及控制方法

有效

• 申請號: 201810044839.3
• 申請日: 2018-01-17
• 公開（公告）號: CN108253643B
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 邱金友;戴貴龍;侯根富;郭永輝;李興友;方永林;陳曉明
• 申請（專利權）人: 福建工程學院
• 主分類號: F24S20/40
• 分類號: F24S20/40;F24S80/00;F24S50/00;F24H4/02;F24H9/00;F24H9/20
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 王曉彬

本發明公開了一種即熱蓄熱熱泵與太陽能耦合熱水系統，包括太陽能集熱器、即熱式套管換熱器、盤管靜態加熱式水箱，太陽能集熱器、即熱式套管換熱器、盤管靜態加熱式水箱并聯連接在水循環回路中，即熱式套管換熱器、盤管靜態加熱式水箱還并聯連接在制冷劑循環回路中，制冷劑循環回路中還設有風冷蒸發器、壓縮機、節流機構。本發明可以在三種運行模式下供應熱水，分別是套管冷凝器即熱式加熱供應熱水、盤管靜態加熱水箱供應熱水和太陽能供應熱水；盤管靜態加熱水箱和太陽能水箱為互補水箱，通過內循環可將太陽能熱水與盤管靜態加熱水箱互補，提高系統儲熱水能力。

技術領域

本發明涉及熱泵領域，尤其涉及一種即熱蓄熱熱泵與太陽能耦合熱水系統及控制方法。

背景技術

目前，太陽能熱水系統在民用建筑中廣泛應用，其應用過程中節能環保，但是其運行過程中受氣象條件的影響較大，熱水的供應穩定性受到很大影響。空氣源熱泵熱水系統，以消耗部分電能，從自然界的空氣側吸取熱量來加熱生活熱水，是一種節能的生活熱水供應方案，但是始終還是需要消耗電能，無法充分應用清潔能源。

發明內容

本發明的目的是設計一種即熱蓄熱熱泵與太陽能耦合熱水系統。

為實現上述發明目的，本發明的技術方案是：一種即熱蓄熱熱泵與太陽能耦合熱水系統，包括太陽能集熱器、即熱式套管換熱器、盤管靜態加熱式水箱，所述太陽能集熱器、即熱式套管換熱器、盤管靜態加熱式水箱并聯連接在水循環回路中，所述太陽能集熱器包括太陽能水箱，太陽能水箱內設有水溫傳感器，所述盤管靜態加熱式水箱為水溫分層水箱，通過中間的隔板將盤管靜態加熱式水箱分為上下兩層，上層為高溫水，下層為常溫水，隔板可在盤管靜態加熱式水箱內上下移動；所述水循環回路中設有自來水進水口、自來水出水口、循環水泵，通過第一二通閥控制即熱式套管換熱器中水流通斷，第二二通閥控制盤管靜態加熱式水箱中水流通斷，第三二通閥控制太陽能集熱器中水流通斷；第四二通閥、第五二通閥控制循環水泵的通斷、短路；

所述即熱式套管換熱器、盤管靜態加熱式水箱還并聯連接在制冷劑循環回路中，制冷劑循環回路中還設有風冷蒸發器、壓縮機、節流機構，第六二通閥控制即熱式套管換熱器中制冷劑通斷，第七二通閥控制盤管靜態加熱式水箱中制冷劑通斷；

盤管靜態加熱水箱和太陽能水箱為互補水箱，當太陽能充足時，通過內循環可將太陽能熱水儲存在盤管靜態加熱水箱，當太陽能不足時，通過內循環可將盤管靜態加熱水箱熱水儲存在太陽能水箱，提高系統儲熱水能力。

即熱蓄熱熱泵與太陽能耦合熱水系統的控制方法，具體如下：

運行方式一：當水溫傳感器檢測太陽能水箱水溫滿足使用需求時，第三二通閥、第四二通閥開啟，第一二通閥、第二二通閥、第五二通閥關閉，直接采用太陽能水箱供水；

運行方式二：當水溫傳感器檢測太陽能水箱水溫不滿足使用需求時，第二二通閥開啟，第一二通閥、第三二通閥、第四二通閥，第五二通閥關閉，采用盤管靜態加熱式水箱供水；

運行方式三：盤管靜態加熱式水箱供水中，當隔板上升到上層時，第一二通閥開啟，第二二通閥、第三二通閥、第四二通閥、第五二通閥關閉，即熱式套管換熱器開始供水，同時開啟第六二通閥，即熱式套管換熱器通入制冷劑；

運行方式四：即熱式套管換熱器供水情況下，停止用水后，若太陽能水箱中水溫滿足溫度要求，開啟循環水泵，將太陽能水箱熱水補充至盤管靜態加熱式水箱；若太陽能水箱中水溫不滿足溫度要求，啟動盤管靜態加熱式水箱，開啟第七二通閥，關閉第六二通閥，盤管靜態加熱式水箱中常溫水被加熱，當水溫達到設定值，第二二通閥、第三二通閥和第五二通閥閥開啟，關閉第四二通閥，啟動循環水泵，將盤管靜態加熱式水箱中熱水補充到太陽能水箱，直至太陽能水箱中水溫滿足溫度要求。

本發明的有益效果是：

1、本發明可以在三種運行模式下供應熱水，分別是套管冷凝器即熱式加熱供應熱水、盤管靜態加熱水箱供應熱水和太陽能供應熱水；