一种基于太阳能和空气源热泵的集中热水系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于太阳能和空气源热泵的集中热水系统，由太阳能光热系统、空气源热泵系统、末端用户系统及控制系统组成；太阳能光热系统通过一号水箱与空气源热泵系统相连接，空气源热泵系统通过二号水箱与末端用户系统相连接；控制系统用于控制太阳能光热系统、空气源热泵系统、末端用户系统的工作；太阳能光热系统包括太阳能集热器、自来水补水管；空气源热泵系统包括空气源热泵机组；末端用户系统包括末端用户设备；本发明专利技术实现优先和最大化利用太阳能可再生能源、利用空气能来保证热水系统热量和温度需求的目的，同时具有灵活的控制系统，不仅便利了运营，同时实现了显著的能源节约、降低了建筑热水系统的运营成本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于太阳能和空气源热泵的集中热水系统
本专利技术涉及一种集中热水系统，尤其涉及一种基于太阳能和空气源热泵的集中热水系统。
技术介绍
在我国，商业建筑热水主要采用煤炭锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、电锅炉等形式提供，民用建筑热水主要采用电热水器、燃气热水器、太阳能热水器等形式提供。以上几种形式的能耗利用率不高，造成能源的大量浪费，尤其是传统燃煤或燃油供暖会造成的大气污染，不适用于大力推广应用，因此使用清洁能源是顺应时代的趋势，对我国缓解和解决大气污染具有重要意义。目前，虽然太阳能和空气源热泵集中热水系统已有应用，但仍存在着一些缺陷：1、未能充分利用太阳能常规的太阳能和空气源热泵集中热水系统只有一个热水箱，自来水先经过供水管由水泵输送至太阳能集热器加热后，立即输送至热水箱中，由空气源热泵机组通过不断循环加热来实现热水温度要求。这个过程中，自来水仅循环一次太阳能光热系统，没有充分利用太阳能资源，造成资源浪费。2、控制系统不够灵活民用建筑集中热水系统的传统控制系统中控制模式和输出信号一经程序编制后，只能通过机房内的设备监控系统进行调整，不能实现客户端模式的移动灵活控制；并且传统的控制系统的控制功能单一，不能灵活的针对功能需求进行控制，使用性差，应用范围十分局限，不利于运营管理和成本节约。
技术实现思路
为了解决上述技术所存在的不足之处，本专利技术提供了一种基于太阳能和空气源热泵的集中热水系统。为了解决以上技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种基于太阳能和空气源热泵的集中热水系统，由太阳能光热系统、空气源热泵系统、末端用户系统及控制系统组成；太阳能光热系统通过一号水箱与空气源热泵系统相连接，空气源热泵系统通过二号水箱与末端用户系统相连接；控制系统用于控制太阳能光热系统、空气源热泵系统、末端用户系统的工作；太阳能光热系统包括太阳能集热器、一号水泵、自来水补水管、一号供水管、一号回水管；自来水补水管连接在一号水箱上，用于一号水箱的补水，保证一号水箱的液位和水量；一号供水管一端连接在一号水箱一侧的下部、另一端与太阳能集热器相连接，一号供水管上设置有一号水泵；一号回水管一端连接在一号水箱的顶部、另一端与太阳能集热器的相连接；一号供水管为太阳能光热系统的供水管路，一号水箱内的水经一号供水管由一号水泵输送至太阳能集热器进行加热，太阳能集热器中被加热的水经一号回水管回到一号水箱中；空气源热泵系统包括二号供水管、二号水泵、三号供水管、二号回水管、空气源热泵机组；二号供水管一端连接在一号水箱的另一侧下部、另一端与二号水箱相连接，二号供水管上设置有二号水泵，一号水箱内的水经二号供水管由二号水泵输送至二号水箱中，补充二号水箱中热水消耗；三号供水管一端连接在二号水箱的一侧下部、另一端与空气源热泵机组相连接；二号回水管一端连接在二号水箱的顶部、另一端与空气源热泵机组相连接；三号供水管为空气源热泵系统的供水管路，二号水箱内的水经三号供水管输送至空气源热泵机组中进一步加热，加热后的水经由二号回水管回收到二号水箱中；末端用户系统包括四号供水管、三号水泵、末端用户设备、三号回水管；四号供水管的一端连接在二号水箱的另一侧下部、另一端与连接在末端用户设备上，四号供水管上设置有三号水泵；三号回水管一端连接在二号水箱的顶部、另一端与用户端设备相连接；四号供水管为末端用户系统的供水管路，二号水箱的热水经四号供水管由四号水泵输送至末端用户设备上，末端用户设备内剩余的水低于设定温度时，经由三号回水管回收到二号水箱中。进一步地，一号水箱和二号水箱的内部均设有保温层。进一步地，一号供水管、一号回水管、二号供水管、三号供水管、二号回水管、四号供水管、三号回水管上均包裹有保温材料。进一步地，一号水泵、二号水泵、三号水泵均设置有配套的电磁阀，分别为一号电磁阀、二号电磁阀、三号电磁阀。进一步地，三号回水管上设置有四号电磁阀。本专利技术采用太阳能集热与空气源热泵联合集中加热的控制系统方式，实现优先和最大化利用太阳能可再生能源、利用空气能来保证热水系统热量和温度需求的目的，不仅可以有效确保用户端所需的热水量，同时仅通过少部分用电就能调动可再生能源和清洁能源，大大降低化传统能源消耗和环境污染；同时，由于具有灵活的控制系统，能够实现客户端监测，也将大大提高该集中热水系统的运营准确性和舒适性，具有运营费用低、节约环保的优点。附图说明图1为本专利技术的整体结构示意图。图中：1、一号水箱；2、太阳能集热器；3、一号水泵；4、自来水补水管；5、一号供水管；6、一号回水管；7、二号供水管；8、二号水泵；9、二号水箱；10、三号供水管；11、二号回水管；12、空气源热泵机组；13、四号供水管；14、三号水泵；15、末端用户设备；16、三号回水管；17、一号电磁阀；18、二号电磁阀；19、三号电磁阀；20、四号电磁阀；21、温度传感器一；22、温度传感器二；23、温度传感器三；24、温度传感器四；25、温度传感器五；26、液位传感器一；27、液位传感器二。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。如图1所示的一种基于太阳能和空气源热泵的集中热水系统，由太阳能光热系统、空气源热泵系统、末端用户系统及控制系统组成；太阳能光热系统通过一号水箱1与空气源热泵系统相连接，空气源热泵系统通过二号水箱9与末端用户系统相连接；控制系统用于控制太阳能光热系统、空气源热泵系统、末端用户系统的工作；太阳能光热系统包括太阳能集热器2、一号水泵3、自来水补水管4、一号供水管5、一号回水管6；自来水补水管4连接在一号水箱1上，用于一号水箱1的补水，保证一号水箱1的液位和水量；一号供水管5一端连接在一号水箱1一侧的下部、另一端与太阳能集热器2相连接，一号供水管5上设置有一号水泵3；一号回水管6一端连接在一号水箱1的顶部、另一端与太阳能集热器2的相连接；一号供水管5为太阳能光热系统的供水管路，一号水箱1内的水经一号供水管5由一号水泵3输送至太阳能集热器2进行加热，太阳能集热器2中被加热的水经一号回水管6回到一号水箱1中；空气源热泵系统包括二号供水管7、二号水泵8、三号供水管10、二号回水管11、空气源热泵机组12；二号供水管7一端连接在一号水箱1的另一侧下部、另一端与二号水箱9相连接，二号供水管7上设置有二号水泵8，一号水箱1内水的温度达到设定值Tx后经二号供水管7由二号水泵8输送至二号水箱9中，补充二号水箱9中热水消耗；三号供水管10一端连接在二号水箱9的一侧下部、另一端与空气源热泵机组12相连接；二号回水管11一端连接在二号水箱9的顶部、另一端与空气源热泵机组12相连接；三号供水管10为空气源热泵系统的供水管路，二号水箱9内的水经三号供水管10输送至空气源热泵机组12中进一步加热，加热后的水经由二号回水管11回收到二号水箱9中；末端用户系统包括四号供水管13、三号水泵14、末端用户设备15、三号回水管16；四号供水管13的一端连接在二号水箱9的另一侧下部、另一端与连接在末端用户设备15上，四号供水管13上设置有三号水泵14；三号回水管16一端连接在二号水箱9的顶部、另一端与用户端设备15相连接；四号供水管13为末端用户系统的供水管路，二号水箱9的热水达到设定值Ty后经四号供水管13由四号水泵17输送至末本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于太阳能和空气源热泵的集中热水系统，其特征在于：所述热水系统由太阳能光热系统、空气源热泵系统、末端用户系统及控制系统组成；所述太阳能光热系统通过一号水箱(1)与空气源热泵系统相连接，空气源热泵系统通过二号水箱(9)与末端用户系统相连接；所述控制系统用于控制太阳能光热系统、空气源热泵系统、末端用户系统的工作；所述太阳能光热系统包括太阳能集热器(2)、一号水泵(3)、自来水补水管(4)、一号供水管(5)、一号回水管(6)；所述自来水补水管(4)连接在一号水箱(1)上，用于一号水箱(1)的补水，保证一号水箱(1)的液位和水量；所述一号供水管(5)一端连接在一号水箱(1)一侧的下部、另一端与太阳能集热器(2)相连接，一号供水管(5)上设置有一号水泵(3)；所述一号回水管(6)一端连接在一号水箱(1)的顶部、另一端与太阳能集热器(2)的相连接；所述一号供水管(5)为太阳能光热系统的供水管路，一号水箱(1)内的水经一号供水管(5)由一号水泵(3)输送至太阳能集热器(2)进行加热，太阳能集热器(2)中被加热的水经一号回水管(6)回到一号水箱(1)中；所述空气源热泵系统包括二号供水管(7)、二号水泵(8)、三号供水管(10)、二号回水管(11)、空气源热泵机组(12)；所述二号供水管(7)一端连接在一号水箱(1)的另一侧下部、另一端与二号水箱(9)相连接，二号供水管(7)上设置有二号水泵(8)，一号水箱(1)内的水经二号供水管(7)由二号水泵(8)输送至二号水箱(9)中，补充二号水箱(9)中热水消耗；所述三号供水管(10)一端连接在二号水箱(9)的一侧下部、另一端与空气源热泵机组(12)相连接；所述二号回水管(11)一端连接在二号水箱(9)的顶部、另一端与空气源热泵机组(12)相连接；所述三号供水管(10)为空气源热泵系统的供水管路，二号水箱(9)内的水经三号供水管(10)输送至空气源热泵机组(12)中进一步加热，加热后的水经由二号回水管(11)回收到二号水箱(9)中；所述末端用户系统包括四号供水管(13)、三号水泵(14)、末端用户设备(15)、三号回水管(16)；所述四号供水管(13)的一端连接在二号水箱(9)的另一侧下部、另一端与连接在末端用户设备(15)上，四号供水管(13)上设置有三号水泵(14)；所述三号回水管(16)一端连接在二号水箱(9)的顶部、另一端与用户端设备(15)相连接；所述四号供水管(13)为末端用户系统的供水管路，二号水箱(9)的水经四号供水管(13)由四号水泵(17)输送至末端用户设备(15)上，末端用户设备(15)内剩余的水经由三号回水管(16)回收到二号水箱(9)中。...

【技术特征摘要】
1.一种基于太阳能和空气源热泵的集中热水系统，其特征在于：所述热水系统由太阳能光热系统、空气源热泵系统、末端用户系统及控制系统组成；所述太阳能光热系统通过一号水箱(1)与空气源热泵系统相连接，空气源热泵系统通过二号水箱(9)与末端用户系统相连接；所述控制系统用于控制太阳能光热系统、空气源热泵系统、末端用户系统的工作；所述太阳能光热系统包括太阳能集热器(2)、一号水泵(3)、自来水补水管(4)、一号供水管(5)、一号回水管(6)；所述自来水补水管(4)连接在一号水箱(1)上，用于一号水箱(1)的补水，保证一号水箱(1)的液位和水量；所述一号供水管(5)一端连接在一号水箱(1)一侧的下部、另一端与太阳能集热器(2)相连接，一号供水管(5)上设置有一号水泵(3)；所述一号回水管(6)一端连接在一号水箱(1)的顶部、另一端与太阳能集热器(2)的相连接；所述一号供水管(5)为太阳能光热系统的供水管路，一号水箱(1)内的水经一号供水管(5)由一号水泵(3)输送至太阳能集热器(2)进行加热，太阳能集热器(2)中被加热的水经一号回水管(6)回到一号水箱(1)中；所述空气源热泵系统包括二号供水管(7)、二号水泵(8)、三号供水管(10)、二号回水管(11)、空气源热泵机组(12)；所述二号供水管(7)一端连接在一号水箱(1)的另一侧下部、另一端与二号水箱(9)相连接，二号供水管(7)上设置有二号水泵(8)，一号水箱(1)内的水经二号供水管(7)由二号水泵(8)输送至二号水箱(9)中，补充二号水箱(9)中热水消耗；所述三号供水管(10)一端连接在二号水箱(9)的一侧下部、另一端与空气源热泵机组(12)相连接；所述二号回水管(11)一端连接在二号水箱(9)的顶部...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄锦，魏庆芃，仇齐齐，胡昌志，
申请(专利权)人：青岛太和环境工程有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37