一种太阳能、热泵和燃气耦合的热水系统及控制方法技术方案

本发明专利技术提供的太阳能、热泵和燃气耦合的热水系统及控制方法，涉及太阳能应用技术领域，包括太阳能热水器系统、热泵系统和处理器；太阳能热水系统包括太阳能集热管、太阳能集热水箱、循环水泵、太阳能辐射检测装置、第一电控阀门、第二电控阀门、第三电控阀门、第四电控阀门和第一温度检测装置；热泵系统包括冷凝器、蒸发器、压缩机、热泵盘管、第五电控阀门、第六电控阀门和第二温度检测装置，热泵系统通过将热泵盘管安装在太阳能集热管内吸收太阳能热量；本发明专利技术采用太阳能辐射检测装置和温度检测装置监测气候条件变化，以便控制电控阀门改变水与制冷剂的流向，启动不同运行模式，提高系统能源应用效率。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能、热泵和燃气耦合的热水系统及控制方法
本专利技术涉及太阳能应用
，具体涉及一种太阳能、热泵和燃气耦合的热水系统及控制方法。
技术介绍
太阳能具有资源丰富、无需开采费用等特点，是清洁的可再生能源。应用太阳能热泵系统对社会具有多方面的好处。太阳能热泵具有不但能吸收太阳能，又能吸收空气中的能量的优点，既环保，又节能。但是太阳能资源因为其固有的不稳定性、分散性、季节性等特点，太阳能直接加热热水用于生活所用，产生的热水波动很大，遇到极冷低温或阴雨天气甚至不能利用。现有技术中，太阳能热水系统是利用太阳能集热器收集太阳辐射能，并为用户制备和提供热水的系统。由于太阳辐射能密度较小、不稳定且非人工可控，无论系统规模大小，太阳能热水系统通常都配有贮热水箱。为了保证其提供热水水量和温度的可靠性，通常还配有辅助加热装置，利用电能转换为热能，热效率低。热泵属于一种逆向循环，其效率较高，尤其在小温差下的效率更高，但极端天气对热泵影响很大。现有技术中，太阳能热水系统与热泵热水系统独立存在，以串联的或者并联的形式存在。综合太阳能和热泵的特点，可以将热泵本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能、热泵和燃气耦合的热水系统，其特征在于，包括太阳能热水器系统、热泵系统和处理器；/n所述太阳能热水系统包括太阳能集热管、太阳能集热水箱、循环水泵、太阳能辐射检测装置、第一电控阀门、第二电控阀门、第三电控阀门、第四电控阀门和第一温度检测装置，所述太阳能辐射检测装置用于测定太阳能辐射量a，所述第一温度检测装置用于测定太阳能集热水箱出水口水温t1；/n所述热泵系统包括冷凝器、蒸发器、压缩机、热泵盘管、第五电控阀门、第六电控阀门和第二温度检测装置，所述热泵盘管安装在太阳能集热管内，所述第二温度检测装置用于测定冷凝器出水口水温t2；/n所述供水管道第一路自供水管道入口经第一电控阀门、太阳能...

【技术特征摘要】
1.一种太阳能、热泵和燃气耦合的热水系统，其特征在于，包括太阳能热水器系统、热泵系统和处理器；
所述太阳能热水系统包括太阳能集热管、太阳能集热水箱、循环水泵、太阳能辐射检测装置、第一电控阀门、第二电控阀门、第三电控阀门、第四电控阀门和第一温度检测装置，所述太阳能辐射检测装置用于测定太阳能辐射量a，所述第一温度检测装置用于测定太阳能集热水箱出水口水温t1；
所述热泵系统包括冷凝器、蒸发器、压缩机、热泵盘管、第五电控阀门、第六电控阀门和第二温度检测装置，所述热泵盘管安装在太阳能集热管内，所述第二温度检测装置用于测定冷凝器出水口水温t2；
所述供水管道第一路自供水管道入口经第一电控阀门、太阳能集热管和循环水泵连通至太阳能集热水箱，太阳能集热水箱出水口经第四电控阀门连通至供水管道出口；所述供水管道第二路自供水管道入口经第二电控阀门和冷凝器出水口连通至供水管道出口；所述供水管道第三路自供水管道入口经第三电控阀门连通至太阳能集热水箱；
所述制冷剂管道第一路自冷凝器制冷剂出口经第五电控阀门、热泵盘管和压缩机连通至冷凝器制冷剂入口；所述制冷剂管道第二路自冷凝器制冷剂出口经第六电控阀门、蒸发器和压缩机连通至冷凝器制冷剂入口；
所述处理器预设有太阳能辐射量临界值A、太阳能集热水箱出水口水温临界值T1和冷凝器出水口水温临界值T2，处理器响应于太阳能辐射检测装置、第一温度检测装置和第二温度检测装置的测定值与其对应的临界值的比较结果，分别控制第一电控阀门、第二电控阀门、第三电控阀门、第四电控阀门、第五电控阀门和第六电控阀门的开启或关闭，启动热水系统不同运行模式。


2.根据权利要求1所述太阳能、热泵和燃气耦合的热水系统，其特征在于，所述热水系统包括运行模式一、运行模式二、运行模式三和运行模式四；
所述运行模式一为太阳能热水系统独立运行，具体为：当a＞A，t1＞T1时，所述第一电控阀门、第四电控阀门开启，第二电控阀门、第三电控阀门、第五电控阀门和第六电控阀门关闭；
所述运行模式二为太阳能热水器系统和热泵系统交替运行，具体为：当a＞A，t1＜T1，t2＞T2时，所述第一电控阀门、第二电控阀门、第六电控阀门开启，第三电控阀门、第四电控阀门和第五电控阀门关闭；当a＞A，t1＞T1，t2＜T2时，所述第一电控阀门、第四电控阀门、第六电控阀门开启，第二电控阀门、第三电控阀门和第五电控阀门关闭；
所述运行模式三为太阳能热水器系统和热泵系统同时运行，具体为：当0＜a＜A，t1＜T1时，所述第一电控阀门、第二电控阀门、第三电控阀门、第五电控阀门开启，第四电控阀门和第六电控阀门关闭；
所述运行模式四为热泵系统独立运行，具体为：当a＝0，t2＜T2时，所述第二电控阀门、第六电控阀门开启，第一电控阀门、第三电控阀门、第四电控阀门和第五电控阀门关闭。


3.根据权利要求1所述的太阳能、热泵和燃气耦合的热水系统，其特征在于，所述供水管道出口设置有燃气热水器，燃气热水器用于辅助加热。


4.根据权利要求1所述的太阳能、热泵和燃气耦合的热水系统，其特征在于，所述制冷剂管道自冷凝器制冷剂出口至第五电控阀门或第六电控阀门之间设置有节流装置。


5.根据权利要求1所述的太阳能、热泵和燃气耦合的热水系统，其特征在于，所述热泵系统中冷凝器为水箱式冷凝器，蒸发器为风冷蒸发器。


6.根据权利要求3所述的太阳能、热泵和燃气耦合的热水系统，其特征在于，所述处理器预设有用于启动燃气热水器的供水管道出口水温临界值T3；
当热水系统设定的供水管道出口水温高于或等于供水管道出口水温临界值T3时，所述燃气热水器启动。

【专利技术属性】
技术研发人员：郭靖，
申请(专利权)人：华润南京市政设计有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32