一种热水优化节能系统及太阳能耦合热源制热水节能方法技术方案

本发明专利技术公开了一种综合利用冷热能、利用谷电蓄能、避免浪费、节约能源的热水优化节能系统及太阳能耦合热源制热水节能方法。节能系统包括太阳能集热模块(10)、低谷电蓄热模块(20)、热回收模块(30)、热水储存模块(40)，太阳能集热模块(10)在白天提供热水储存模块(40)的热源，低谷电蓄热模块(20)在夜晚或成品水温不达标时提供热水储存模块(40)的热源，热回收模块(30)将空调系统工质制冷循环产生的冷凝热和/或冷却塔的余热进行回收，向热水储存模块(40)提供热源，热水储存模块(40)接收太阳能集热模块(10)、低谷电蓄热模块(20)、热回收模块(30)提供的热源对水加热并提供热水。节能方法以空调余热能、冷却设备的余热能、空气能为辅助热源，以蓄热作为保障热源。本发明专利技术可广泛应用于节能领域。

An optimized energy saving system for hot water and energy saving method for making hot water with solar coupling heat source

The invention discloses a hot water saving method with a comprehensive utilization of cold heat energy, the use of a valley electric energy storage, a hot water optimization system to avoid waste and energy conservation, and a solar energy coupled heat source for heating water. The energy saving system includes the solar energy collecting module (10), the low valley electric storage module (20), the heat recovery module (30), the hot water storage module (40), the solar collector module (10) providing the heat source of the hot water storage module (40) during the day. The low valley electric storage module (20) provides the heat source of the hot water storage module (40) when the night or finished water temperature is not reached. The recovery module (30) reclaims the heat of the condensing heat and / or cooling tower produced by the refrigerating cycle of the air conditioning system, and provides the heat source to the hot water storage module (40). The hot water storage module (40) receives the solar heat collector module (10), the low valley electric storage module (20), the heat recovery module (30) and provides the hot water to the water. The energy saving method takes the residual heat energy of the air conditioning, the residual heat energy of the cooling equipment, the air energy as the auxiliary heat source, and the heat storage as the guarantee heat source. The invention can be widely used in the field of energy saving.

【技术实现步骤摘要】
一种热水优化节能系统及太阳能耦合热源制热水节能方法
本专利技术涉及一种热水优化节能系统；另外，本专利技术还涉及一种太阳能耦合热源制热水节能方法。
技术介绍
目前，民用和商业很多场合在大量使用冷能的同时也在大量使用热能制取热水，冷能一般由空调系统提供，热能基本上都是由热水锅炉或蒸汽锅炉提供。一般这些场合还设有冷却塔，热量直排空气中造成热污染和热能的浪费。目前太阳能制热水也越来越多的出现，但是也一般是单机运行，或与空气能热泵配合使用或与电加热系统配合使用。对于综合利用冷热能及蓄能以节能方式制取热水有较大的需求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种综合利用冷热能、利用谷电蓄能、避免浪费、节约能源的热水优化节能系统。本专利技术还提供一种以太阳能为基础热源，以空调余热能、冷却设备的余热能、空气能为辅助热源，以蓄热作为保障热源的太阳能耦合热源制热水节能方法。本专利技术的热水优化节能系统所采用的技术方案是：本专利技术包括太阳能集热模块、低谷电蓄热模块、热回收模块、热水储存模块，所述太阳能集热模块用于在白天提供所述热水储存模块的热源，所述低谷电蓄热模块用于在夜晚或成品水温不达标时提供所述热水储存模块的热源，所述热回收模块用于将空调系统工质制冷循环产生的冷凝热和冷却塔的余热进行回收，以向所述热水储存模块提供热源，所述热水储存模块用于接收所述太阳能集热模块、所述低谷电蓄热模块、所述热回收模块提供的热源对水加热并提供符合温度要求的热水。所述太阳能集热模块包括太阳能集热器，所述太阳能集热器的进水管路上接有逆止阀，所述太阳能集热器的进、出口分别设有进水温度传感器、出水温度传感器。所述太阳能集热器包括若干个按热水同程供水方式排列的集热管，以利于各所述集热管的热水混合后温度均匀。所述低谷电蓄热模块包括将电能转换成热能并存储的高温蓄热体、循环风机、气液换热器，所述循环风机循环送风，将与所述高温蓄热体换热后的热风送入所述气液换热器，在所述气液换热器内对所述热水储存模块送来的循环水进行加热。所述高温蓄热体采用高密度镁金属陶瓷材料制成。所述热回收模块包括依次连接组成制冷剂循环回路的压缩机、气液分离器、蒸发器、节流阀、冷凝器、第一余热回收换热器的制冷剂侧，以及第二余热回收换热器、冷却塔，所述热水储存模块送来的循环水在所述第一余热回收换热器内与制冷剂进行换热，所述冷却塔的热侧通过第一循环泵与所述第二余热回收换热器的高温侧组成循环回路，在所述第二余热回收换热器与所述热水储存模块送来的循环水进行换热。所述热水储存模块包括中间热水箱、用户热水箱，所述中间热水箱的第一个出水口通过第一热水泵与所述逆止阀的入口相连接，所述中间热水箱的一个回水口通过第一电磁阀与所述太阳能集热器的出口相连接，所述中间热水箱的第二个出水口通过第二热水泵与所述用户热水箱的一个回水口相连接，所述用户热水箱的一个回水口还通过第二电磁阀与所述太阳能集热器的出口相连接，所述用户热水箱的一个出水口通过第三热水泵与所述逆止阀的入口相连接，所述用户热水箱的另一个出水口通过第四热水泵与所述气液换热器的冷侧入口相连接，所述气液换热器的冷侧出口与所述用户热水箱的另一个回水口相连接，所述第一余热回收换热器的水侧出口、所述第二余热回收换热器的低温侧出口分别与所述中间热水箱的另一个回水口相连接，所述中间热水箱的第三个出水口分别通过第二循环泵与所述第一余热回收换热器的水侧入口相连接、通过第三循环泵与所述第二余热回收换热器的低温侧入口相连接，所述中间热水箱设有中间温度传感器，所述用户热水箱设有用户温度传感器，所述用户热水箱上设有液位传感器。白天系统启动时，所述中间热水箱通过所述第一热水泵对所述太阳能集热器供水，此时所述电磁阀打开，所述第二电磁阀关闭，当所述出水温度传感器的温度T2大于或等于所述进水温度传感器的温度T1时，所述第一热水泵停止工作，所述太阳能集热器开始加热，当T2－T1达到第一设定值时，所述第一热水泵重新启动，所述中间热水箱内的水被循环加热；当所述中间温度传感器的温度T3达到第二设定值时，所述第二热水泵启动，将所述中间热水箱内的水输送至所述用户热水箱；当所述液位传感器检测到所述用户热水箱水位已满时，此时所述太阳能集热器由所述用户热水箱进水循环加热，所述第一热水泵停止工作，所述第三热水泵启动，此时所述电磁阀关闭，所述第二电磁阀打开，只要当T2－T1达到第一设定值时，所述第三热水泵就一直启动，对所述用户热水箱内的水循环加热。当所述中间温度传感器的温度T3低于第三设定值时，或者在设定时间段内，所述液位传感器检测到所述用户热水箱水位未达到要求而进行补水时，启动所述低谷电蓄热模块对所述用户热水箱内的水加热，此时所述第四热水泵启动。当所述用户温度传感器的温度T4低于第四设定值时，启动所述低谷电蓄热模块对所述用户热水箱内的水加热，此时所述第四热水泵启动，直到T4达到第五设定值时，停止所述低谷电蓄热模块加热。本专利技术的太阳能耦合热源制热水节能方法所采用的技术方案是：本专利技术的太阳能耦合热源制热水节能方法利用热水优化节能系统运行，所述热水优化节能系统包括太阳能集热模块、低谷电蓄热模块、热回收模块、热水储存模块，所述太阳能集热模块包括太阳能集热器，所述太阳能集热器的进水管路上接有逆止阀，所述太阳能集热器的进、出口分别设有进水温度传感器、出水温度传感器，所述低谷电蓄热模块包括将电能转换成热能并存储的高温蓄热体、循环风机、气液换热器，所述热回收模块包括依次连接组成制冷剂循环回路的压缩机、气液分离器、蒸发器、节流阀、冷凝器、第一余热回收换热器的制冷剂侧，以及第二余热回收换热器、冷却塔，所述热水储存模块送来的循环水在所述第一余热回收换热器内与制冷剂进行换热，所述冷却塔的热侧通过第一循环泵与所述第二余热回收换热器的高温侧组成循环回路，在所述第二余热回收换热器与所述热水储存模块送来的循环水进行换热，所述热水储存模块包括中间热水箱、用户热水箱，所述中间热水箱的第一个出水口通过第一热水泵与所述逆止阀的入口相连接，所述中间热水箱的一个回水口通过第一电磁阀与所述太阳能集热器的出口相连接，所述中间热水箱的第二个出水口通过第二热水泵与所述用户热水箱的一个回水口相连接，所述用户热水箱的一个回水口还通过第二电磁阀与所述太阳能集热器的出口相连接，所述用户热水箱的一个出水口通过第三热水泵与所述逆止阀的入口相连接，所述用户热水箱的另一个出水口通过第四热水泵与所述气液换热器的冷侧入口相连接，所述气液换热器的冷侧出口与所述用户热水箱的另一个回水口相连接，所述第一余热回收换热器的水侧出口、所述第二余热回收换热器的低温侧出口分别与所述中间热水箱的另一个回水口相连接，所述中间热水箱的第三个出水口分别通过第二循环泵与所述第一余热回收换热器的水侧入口相连接、通过第三循环泵与所述第二余热回收换热器的低温侧入口相连接，所述中间热水箱设有中间温度传感器，所述用户热水箱设有用户温度传感器，所述用户热水箱上设有液位传感器；所述太阳能耦合热源制热水节能方法包括以下步骤：(a)系统启动时，计算所述出水温度传感器的温度T2与所述进水温度传感器的温度T1的差值T2－T1，判断T2－T1是否达到第一设定值，如果未达到，则自动关闭所述第一热水泵，否则进入步骤(b)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热水优化节能系统，其特征在于：包括太阳能集热模块(10)、低谷电蓄热模块(20)、热回收模块(30)、热水储存模块(40)，所述太阳能集热模块(10)用于在白天提供所述热水储存模块(40)的热源，所述低谷电蓄热模块(20)用于在夜晚或成品水温不达标时提供所述热水储存模块(40)的热源，所述热回收模块(30)用于将空调系统工质制冷循环产生的冷凝热和冷却塔的余热进行回收，以向所述热水储存模块(40)提供热源，所述热水储存模块(40)用于接收所述太阳能集热模块(10)、所述低谷电蓄热模块(20)、所述热回收模块(30)提供的热源对水加热并提供符合温度要求的热水。

【技术特征摘要】
1.一种热水优化节能系统，其特征在于：包括太阳能集热模块(10)、低谷电蓄热模块(20)、热回收模块(30)、热水储存模块(40)，所述太阳能集热模块(10)用于在白天提供所述热水储存模块(40)的热源，所述低谷电蓄热模块(20)用于在夜晚或成品水温不达标时提供所述热水储存模块(40)的热源，所述热回收模块(30)用于将空调系统工质制冷循环产生的冷凝热和冷却塔的余热进行回收，以向所述热水储存模块(40)提供热源，所述热水储存模块(40)用于接收所述太阳能集热模块(10)、所述低谷电蓄热模块(20)、所述热回收模块(30)提供的热源对水加热并提供符合温度要求的热水。2.根据权利要求1所述的热水优化节能系统，其特征在于：所述太阳能集热模块(10)包括太阳能集热器(1)，所述太阳能集热器(1)的进水管路上接有逆止阀(11)，所述太阳能集热器(1)的进、出口分别设有进水温度传感器(52)、出水温度传感器(51)；所述太阳能集热器(1)包括若干个按热水同程供水方式排列的集热管，以利于各所述集热管的热水混合后温度均匀。3.根据权利要求1所述的热水优化节能系统，其特征在于：所述低谷电蓄热模块(20)包括将电能转换成热能并存储的高温蓄热体(2)、循环风机(21)、气液换热器(22)，所述循环风机(21)循环送风，将与所述高温蓄热体(2)换热后的热风送入所述气液换热器(22)，在所述气液换热器(22)内对所述热水储存模块(40)送来的循环水进行加热；所述高温蓄热体(2)采用高密度镁金属陶瓷材料制成。4.根据权利要求1所述的热水优化节能系统，其特征在于：所述热回收模块(30)包括依次连接组成制冷剂循环回路的压缩机(3)、气液分离器(4)、蒸发器(5)、节流阀(6)、冷凝器(7)、第一余热回收换热器(8)的制冷剂侧，以及第二余热回收换热器(9)、冷却塔(31)，所述热水储存模块(40)送来的循环水在所述第一余热回收换热器(8)内与制冷剂进行换热，所述冷却塔(31)的热侧通过第一循环泵(32)与所述第二余热回收换热器(9)的高温侧组成循环回路，在所述第二余热回收换热器(9)与所述热水储存模块(40)送来的循环水进行换热。5.根据权利要求4所述的热水优化节能系统，其特征在于：所述热水储存模块(40)包括中间热水箱(12)、用户热水箱(13)，所述中间热水箱(12)的第一个出水口通过第一热水泵(41)与所述逆止阀(11)的入口相连接，所述中间热水箱(12)的一个回水口通过第一电磁阀(71)与所述太阳能集热器(1)的出口相连接，所述中间热水箱(12)的第二个出水口通过第二热水泵(42)与所述用户热水箱(13)的一个回水口相连接，所述用户热水箱(13)的一个回水口还通过第二电磁阀(72)与所述太阳能集热器(1)的出口相连接，所述用户热水箱(13)的一个出水口通过第三热水泵(43)与所述逆止阀(11)的入口相连接，所述用户热水箱(13)的另一个出水口通过第四热水泵(44)与所述气液换热器(22)的冷侧入口相连接，所述气液换热器(22)的冷侧出口与所述用户热水箱(13)的另一个回水口相连接，所述第一余热回收换热器(8)的水侧出口、所述第二余热回收换热器(9)的低温侧出口分别与所述中间热水箱(12)的另一个回水口相连接，所述中间热水箱(12)的第三个出水口分别通过第二循环泵(33)与所述第一余热回收换热器(8)的水侧入口相连接、通过第三循环泵(34)与所述第二余热回收换热器(9)的低温侧入口相连接，所述中间热水箱(12)设有中间温度传感器(53)，所述用户热水箱(13)设有用户温度传感器(54)，所述用户热水箱(13)上设有液位传感器(61)。6.根据权利要求5所述的热水优化节能系统，其特征在于：白天系统启动时，所述中间热水箱(12)通过所述第一热水泵(41)对所述太阳能集热器(1)供水，此时所述电磁阀(71)打开，所述第二电磁阀(72)关闭，当所述出水温度传感器(51)的温度T2大于或等于所述进水温度传感器(52)的温度T1时，所述第一热水泵(41)停止工作，所述太阳能集热器(1)开始加热，当T2－T1达到第一设定值时，所述第一热水泵(41)重新启动，所述中间热水箱(12)内的水被循环加热；当所述中间温度传感器(53)的温度T3达到第二设定值时，所述第二热水泵(42)启动，将所述中间热水箱(12)内的水输送至所述用户热水箱(13)；当所述液位传感器(61)检测到所述用户热水箱(13)水位已满时，此时所述太阳能集热器(1)由所述用户热水箱(13)进水循环加热，所述第一热水泵(41)停止工作，所述第三热水泵(43)启动，此时所述电磁阀(71)关闭，所述第二电磁阀(72)打开，只要当T2－T1达到第一设定值时，所述第三热水泵(43)就一直启动，对所述用户热水箱(13)内的水循环加热。7.根据权利要求5所述的热水优化节能系统，其特征在于：当所述中间温度传感器(53)的温度T3低于第三设定值时，或者在设定时间段内，所述液位传感器(61)检测到所述用户热水箱(13)水位未达到要求而进行补水时，启动所述低谷电蓄热模块(20)对所述用户热水箱(13)内的水加热，此时所述第四热水泵(44)启动；当所述用户温度传感器(54)的温度T4低于第四设定值时，启动所述低谷电蓄热模块(20)对所述用户热水箱(13)内的水加热，此时所述第四热水泵(44)启动，直到T4达到第五设定值时，停止所述低谷电蓄热模块(20)加热。8.一种太阳能耦合热源制热水节能方法，其特征在于：利用热水优化节能系统运行，所述热水优化节能系统包括太阳能集热模块(10)、...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐华结，刘双胜，胡祖燕，
申请(专利权)人：珠海市新源节能设备有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44