一种太阳能空气能高效循环采暖系统技术方案

本发明专利技术公开一种太阳能空气能高效循环采暖系统，包括太阳能集热系统、储热水箱、空气源热泵和采暖末端，所述太阳能集热系统连接有采暖进液管路和采暖出液管路，采暖进液管路与采暖末端的出液口相连，采暖出液管路与采暖末端的进液口相连；在采暖出液管路上沿水流方向分别设有电动三通阀Ⅰ、循环泵Ⅰ、电动三通阀Ⅱ；所述储热水箱设有内胆，所述内胆通过热泵循环管路与空气源热泵连通，在电动三通阀Ⅲ与太阳能集热系统之间的采暖进液管路上设有电动三通阀Ⅳ。本系统通过4个电动三通阀控制管路的循环方向，使系统实现5种功能循环方式，可以有最大限度的利用太阳能，保证空气源热泵最高的COP，节约电能，保证采暖效果。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能空气能高效循环采暖系统
本专利技术涉及太阳能热利用
，特别是涉及一种太阳能空气能高效循环采暖系统。
技术介绍
现有的“太阳能+空气源热泵”在某些地区采暖项目上有应用，系统大多采用一个水箱，水箱白天储热太阳能的热量，当水箱内的水温达到采暖温度需求时，可以用来供暖。当水箱内的水温达不到采暖温度时，空气源热泵加热水箱内的水，等水温达到供热温度，继续供热。但空气源热泵的COP是随温度的降低而下降的，所以在夜间热泵COP偏低的时候，室外环境也比较冷，会造成室内的温度偏低。如北京工业大学（申请号：202011074660.6）。白天光照充足时，太阳能供暖装置足够承担用户的供暖需求，此时空气源热泵供暖回路处于关闭状态。采暖对热水器水箱内的水温有一定的要求，现在的厂家一般采用将太阳能热水器的水箱直径减小，以减小单只真空管对应的水量，借此来获得更高温的热水，以用来采暖。如河北道荣新能源科技有限公司（申请号：201920494951.7）内胆直径为250-300mm。热水器采用水箱侧面各有2个进出水口，水口采用上下布置，水箱出水采用下水口，这样在采暖时，循环回来的热水在水箱底部，容易再次被抽走进入采暖循环，造成热水在水箱的上层，而循环采暖水温度偏低，不能起到采暖的效果。综上所述，针对现有技术的缺陷，特别需要一种太阳能空气能高效循环采暖系统，以解决现有技术的不足。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，影响实际中的使用，本专利技术提出一种设计合理，能有效的获取热水的太阳能空气能高效循环采暖系统，已解决现有技术的缺陷。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种太阳能空气能高效循环采暖系统，包括太阳能集热系统、储热水箱、空气源热泵、控制中心和采暖末端，其特点是：所述太阳能集热系统连接有采暖进液管路和采暖出液管路，采暖进液管路与采暖末端的出液口相连，采暖出液管路与采暖末端的进液口相连；在采暖出液管路上沿水流方向分别设有电动三通阀Ⅰ、循环泵Ⅰ、电动三通阀Ⅱ；所述储热水箱设有内胆，所述内胆通过热泵循环管路与空气源热泵连通，热泵循环管路上设有循环泵Ⅱ；所述内胆上设有进水口和出水口，进水口上连接有进水管路，进水管路通过电动三通阀Ⅲ与采暖进液管路相连，在电动三通阀Ⅲ与太阳能集热系统之间的采暖进液管路上设有电动三通阀Ⅳ；所述出水口上连接有出水管路，出水管路与电动三通阀Ⅰ相连；所述内胆内设有换热器，换热器的进液端与电动三通阀Ⅱ连通，出液端与电动三通阀Ⅳ连通；在储热水箱和太阳能集热系统内均装有水温水位传感器，在室内设有室内温度传感器，所述水温水位传感器、室内温度传感器、四个电动三通阀和循环泵均与控制中心相连；当室内需要采暖时，并且太阳能集热系统的水温水位传感器测量到温度达到采暖温度时，控制中心控制打开电动三通阀Ⅰ、循环泵Ⅰ和电动三通阀Ⅱ，太阳能集热系统内的液体通过采暖进液管路和采暖出液管路与采暖末端循环实现采暖运行；如果室内温度达到预期，通过电动三通阀Ⅱ和电动三通阀Ⅳ的切换，将太阳能集热系统和换热器实现一个闭路循环，通过换热器加热储热水箱内胆内的液体，将热量储存在水箱内；控制中心可以具有物联网功能，可以联网预知当天及第二天的气温状况，白天在使用太阳能集热系统进行采暖的时候，控制中心控制空气源热泵同时工作给储热水箱内液体进行加热，并根据当天晚上及第二天的天气状况，计算室内供暖所需要的热量，将储热水箱的温度加热到适当温度，如外界温度较低而且风比较大，需将水箱的水温加热到60-65℃；如外界温度适中而且风比较小，需将水箱的水温加热到55-60℃；如外界温度较高，需将水箱的水温加热到45-55℃；当太阳能集热系统内的液体温度下降，达不到采暖要求后，而室内温度低于设定温度时，打开电动三通阀Ⅰ、循环泵Ⅰ、电动三通阀Ⅱ和电动三通阀Ⅲ，储热水箱与采暖末端之间通过进水管路、出水管路、采暖进液管路和采暖出液管路连通，储热水箱与采暖末端循环实现采暖运行；太阳能集热系统与储热水箱之间构成一个防冻循环系统，当夜晚气温降低，管路内温度的达到设定温度后，一般设定为0-4℃，控制中心启动循环泵Ⅰ，将太阳能集热系统内的液体通过换热器与储热水箱内的热水进行热交换，循环时间一般设定为3-5分钟，使管路里的水加热实现防冻。本采暖系统内的循环介质可以为水或者防冻液。控制中心为现有技术中公开的任何一种适用于本系统的控制中心。本专利技术所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，所述太阳能集热系统为联箱式太阳能集热器。本专利技术所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，所述太阳能集热系统由至少一台真空管直插式集热器构成，所述真空管直插式集热器包括储水箱，储水箱的两侧分别设有进液接口和出液接口，采暖进液管路与进液接口相连，采暖出液管路与出液接口相连，进液接口和出液接口分别设在储水箱上部的1/3-2/3处，进液接口和出液接口中均装有循环管接头，在储水箱内侧设有与循环管接头配合的水流导流装置。本专利技术所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，所述水流导流装置包括倾斜设置的导流板，导流板为弧形板，其一端面与储热水箱端盖相接，导流板与储热水箱端盖之间构成V形水流涡旋腔，所述进液接口或者出液接口均处于水流涡旋腔中，出液接口处的水流涡旋腔开口向上设置，进液接口处的水流涡旋腔开口向下设置；导流板上靠近自由端处的板面上设有若干进出孔，进出孔可以增加水流速度；所述储热水箱内设有上置式水温水位传感器，水温水位传感器的末端设在出液接口处的水流涡旋腔中，能准确的检测到采暖水的温度。进水时，因为开口方向向下，冷水会流到水箱底部，出水时，因为开口方向向上，优先将上部的热水取出。本专利技术所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，所述导流板自由端部距储热水箱内壁的距离为储热水箱直径的2/3-1/5。本专利技术所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，所述水流导流装置包括与进液接口上的循环管接头相连的进水导流管，以及与出液接口上的循环管接头相连的出水导流管，进水导流管和出水导流管均为弧形管，进水导流管向下弯曲设置，出水导流管向上弯曲设置。使用进水导流管和出水导流管可以调整进出水方向，进水时，导流管方向向下，冷水流到水箱底部。出水时，导流管方向向上，优先将上部的热水取出。本专利技术所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，所述进水导流管和出水导流管均为喇叭形，在进水导流管和出水导流管的管壁上设有若干筛孔，筛孔的直径由其根部向端口方向逐渐增大设置；所述进水导流管和出水导流管的端部距储热水箱内壁的距离为储热水箱直径的2/3-1/5。本专利技术所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，所述储热水箱内设有上置式或下置式水温水位传感器，水温传感器的位置位于水箱内部3/5-3/4处，距离出水导流管20-40cm，以更精确地感知实际采暖水的温度。本系统通过4个电动三通阀控制管路的循环方向，使系统实现5种功能的循环方式，可以有最大限度的利用太阳能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能空气能高效循环采暖系统，包括太阳能集热系统、储热水箱、空气源热泵、采暖末端和控制中心，其特征在于：所述太阳能集热系统连接有采暖进液管路和采暖出液管路，采暖进液管路与采暖末端的出液口相连，采暖出液管路与采暖末端的进液口相连；在采暖出液管路上沿水流方向分别设有电动三通阀Ⅰ、循环泵Ⅰ、电动三通阀Ⅱ；/n所述储热水箱设有内胆，所述内胆通过热泵循环管路与空气源热泵连通，热泵循环管路上设有循环泵Ⅱ；所述内胆上设有进水口和出水口，进水口上连接有进水管路，进水管路通过电动三通阀Ⅲ与采暖进液管路相连，在电动三通阀Ⅲ与太阳能集热系统之间的采暖进液管路上设有电动三通阀Ⅳ；所述出水口上连接有出水管路，出水管路与电动三通阀Ⅰ相连；所述内胆内设有换热器，换热器的进液端与电动三通阀Ⅱ连通，出液端与电动三通阀Ⅳ连通；/n在储热水箱和太阳能集热系统内均装有水温水位传感器，在室内设有室内温度传感器，所述水温水位传感器、室内温度传感器、四个电动三通阀和循环泵均与控制中心相连；/n当室内需要采暖时，并且太阳能集热系统的温度达到采暖温度时，打开电动三通阀Ⅰ、循环泵Ⅰ和电动三通阀Ⅱ，太阳能集热系统内的液体通过采暖进液管路和采暖出液管路与采暖末端循环实现采暖运行；如果室内温度达到预期，通过电动三通阀Ⅱ和电动三通阀Ⅳ的切换，将太阳能集热系统和换热器实现一个闭路循环，通过换热器加热储热水箱内胆内的液体，将热量储存在水箱内；/n白天在使用太阳能集热系统进行采暖的时候，空气源热泵同时工作给储热水箱内液体进行加热，当太阳能集热系统内的液体温度下降，达不到采暖要求后，打开电动三通阀Ⅰ、循环泵Ⅰ、电动三通阀Ⅱ和电动三通阀Ⅲ，储热水箱与采暖末端之间通过进水管路、出水管路、采暖进液管路和采暖出液管路连通，储热水箱与采暖末端循环实现采暖运行；/n太阳能集热系统与储热水箱之间构成一个防冻循环系统，当夜晚气温降低达到设定温度后，启动循环泵Ⅰ，将太阳能集热系统内的液体通过换热器与储热水箱内的热水进行热交换，使管路里的水加热实现防冻。/n...

【技术特征摘要】
1.一种太阳能空气能高效循环采暖系统，包括太阳能集热系统、储热水箱、空气源热泵、采暖末端和控制中心，其特征在于：所述太阳能集热系统连接有采暖进液管路和采暖出液管路，采暖进液管路与采暖末端的出液口相连，采暖出液管路与采暖末端的进液口相连；在采暖出液管路上沿水流方向分别设有电动三通阀Ⅰ、循环泵Ⅰ、电动三通阀Ⅱ；
所述储热水箱设有内胆，所述内胆通过热泵循环管路与空气源热泵连通，热泵循环管路上设有循环泵Ⅱ；所述内胆上设有进水口和出水口，进水口上连接有进水管路，进水管路通过电动三通阀Ⅲ与采暖进液管路相连，在电动三通阀Ⅲ与太阳能集热系统之间的采暖进液管路上设有电动三通阀Ⅳ；所述出水口上连接有出水管路，出水管路与电动三通阀Ⅰ相连；所述内胆内设有换热器，换热器的进液端与电动三通阀Ⅱ连通，出液端与电动三通阀Ⅳ连通；
在储热水箱和太阳能集热系统内均装有水温水位传感器，在室内设有室内温度传感器，所述水温水位传感器、室内温度传感器、四个电动三通阀和循环泵均与控制中心相连；
当室内需要采暖时，并且太阳能集热系统的温度达到采暖温度时，打开电动三通阀Ⅰ、循环泵Ⅰ和电动三通阀Ⅱ，太阳能集热系统内的液体通过采暖进液管路和采暖出液管路与采暖末端循环实现采暖运行；如果室内温度达到预期，通过电动三通阀Ⅱ和电动三通阀Ⅳ的切换，将太阳能集热系统和换热器实现一个闭路循环，通过换热器加热储热水箱内胆内的液体，将热量储存在水箱内；
白天在使用太阳能集热系统进行采暖的时候，空气源热泵同时工作给储热水箱内液体进行加热，当太阳能集热系统内的液体温度下降，达不到采暖要求后，打开电动三通阀Ⅰ、循环泵Ⅰ、电动三通阀Ⅱ和电动三通阀Ⅲ，储热水箱与采暖末端之间通过进水管路、出水管路、采暖进液管路和采暖出液管路连通，储热水箱与采暖末端循环实现采暖运行；
太阳能集热系统与储热水箱之间构成一个防冻循环系统，当夜晚气温降低达到设定温度后，启动循环泵Ⅰ，将太阳能集热系统内的液体通过换热器与储热水箱内的热水进行热交换，使管路里的水加热实现防冻。


2.根据权利要求1所述的一种太阳能空气能高效循环采暖系统，其特征在于：所述太阳能集热系统为联箱式太阳...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵玉磊，金华，刘宇阳，刘宇，姚克明，王为聚，
申请(专利权)人：江苏四季沐歌有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32