专利名称：三热源热水器系统的制作方法
技术领域：
本实用新型技术涉及一种热水器系统，特别涉及一种三热源热水器系统。
背景技术：
热水器在住宅、别墅、宾馆、酒店、办公楼、医院、温水游泳池、疗养院、学校、研究 所、工厂等需要用热水的地方起着重要的作用。随着国民经济迅速发展和人民生活水平的 提高，对采暖、空调、生活热水等方面的能源需求是一般民用建筑物能源消耗的主要部分， 在发达城市中，夏季空调、冬季采暖与供热所消耗的能量已达到建筑物总能耗的40-50%。然 而，燃煤锅炉、燃油锅炉、电炉的大量使用，不仅给大气环境造成了极大的污染，而且也面临 着能源枯竭的困境。本着节约能耗的原则，最大化地利用取之不尽用之不竭的太阳能和空 气低品位热源，减少高品位燃料化工能源的消耗，是每一个工程设计人员追求的目标。因 此，几十年来各种节能热水器的开发与研究是一个始终倍受关注的课题。当前已出现了各类不同热水器的控制系统，如太阳能热水器控制系统、空气源热 泵热水器控制系统等，根据热水器的不同控制系统不同，其控制系统的侧重点和效果也有 所不同，对热水器的控制也不同。然而，无论是太阳能热水器控制系统，还是空气源热泵热水器控制系统，各自都是 单独分离工作的，因此，如何将太阳能和空气源热泵有效结合，给用户提供一种多热源的热 水系统，以最大化地利用各种热源，提高各种热源的利用率，已成为本领域技术人员亟待解 决的技术课题。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种三热源热水器系统，以实现太阳能、空气热源、电 能三者的优化利用。为达上述目的及其他目的，本实用新型的三热源热水器系统，包括具有进水管和 出水管的保温水箱，其中，在所述出水管上设置有循环泵，所述保温水箱中内置有受控电加 热器和感测水温的温度传感器；通过水管与所述保温水箱的进水管及循环泵连接且用于通 过太阳能加热水的太阳能集热器，其中，在与进水管及循环泵的连接处分别设置有第一电 磁阀；通过水管与所述保温水箱的进水管及循环泵连接的空气源热泵机组，其中，在与进水 管及循环泵的连接处分别设置有第二电磁阀；与所述空气源热泵机组和受控电加热器连接 且用于启动空气源热泵机组或受控电加热器的空气源热泵控制器；以及包含感光元件且输 出端分别连接太阳能集热器和空气源热泵控制器的触发电路，用于根据所感测的太阳光强 度而触发太阳能集热器或空气源热泵控制器。其中，所述三热源热水器系统还可包括与所述空气源热泵控制器连接的报警装置。其中，所述感光元件可为光敏电阻，相应所述触发电路可包括基极与集电极分别 与所述光敏电阻的一端连接且集电极接入电源电压的三极管、连接在所述三极管基极和地
3之间的电阻、连接在所述三极管发射极和地之间的继电器；而所述电阻可为可调电阻。其中，在保温水箱中可以设置两个温度传感器，相应所述空气源热泵控制器可包 括与所述触发电路连接的空气源热泵核心处理器、与所述空气源热泵核心处理器连接且 根据一个温度传感器所感测的水温而向所述空气源热泵核心处理器传送水温信号以便启 动空气源热泵机组的第一温度控制驱动装置、与所述第一温度控制驱动装置连接以便计时 到预设时间后启动所述受控电加热器的第一计时装置；与所述第一计时装置连接并当第一 计时装置所计时间到预设时间后即开始计时的第二计时装置；与另一个温度传感器连接且 用于根据所感测的水温控制所述受控电加热器和所述第二计时装置停止工作的第二温度 控制驱动装置。综上所述，本实用新型的三热源热水器系统就是将太阳能集热器、空气源热水器 及电加热器三种热水器装置结合，并利用感光元件来实现智能化的控制，使三热源热水器 系统在最佳的节能模式下运行。
图1是本实用新型的三热源热水器系统的结构示意简图；图2是本实用新型的三热源热水器系统的控制结构详图。
具体实施方式
以下将结合附图对本实用新型的三热源热水器系统进行详细说明。请参阅图1和图2，本实用新型的三热源热水器系统可以包括保温水箱、太阳能 集热器、空气源热泵机组、空气源热泵控制器、触发电路、以及报警装置等。所述保温水箱具有进水管和出水管，且在所述出水管上设置有循环泵(未予图 示)，在所述保温水箱内设置有受控电加热器和感测水温的温度传感器。在本实施例中，保 温水箱中设置了两个温度传感器，即RTl温度传感器和RT2温度传感器。所述太阳能集热器通过水管与所述保温水箱的进水管及循环泵连接，一般设置于 建筑物的顶层，用于通过太阳能加热水，其中，在与进水管及循环泵的连接处分别设置有第 一电磁阀(未予图示)。所述空气源热泵机组通过水管与所述保温水箱的进水管及循环泵连接，其中，在 与进水管及循环泵的连接处分别设置有第二电磁阀(未予图示)。所述空气源热泵控制器与所述空气源热泵机组和受控电加热器连接，用于启动空 气源热泵机组或受控电加热器，其可包括与所述触发电路连接的空气源热泵核心处理器、 与所述空气源热泵核心处理器连接且根据RTl温度传感器所感测的水温而向所述空气源 热泵核心处理器传送水温信号以便启动空气源热泵机组的温度控制驱动装置1、与所述第 一温度控制驱动装置连接以便计时到预设时间后启动所述受控电加热器的计时装置1 ；与 所述计时装置1连接并当计时装置1所计时间到预设时间后即开始计时的计时装置2 ；与 RT2温度传感器连接且用于根据所感测的水温控制所述受控电加热器和所述计时装置2停 止工作的温度控制驱动装置2。所述触发电路包含感光元件，其输出端分别连接太阳能集热器和空气源热泵控制 器，用于根据所感测的太阳光强度而触发太阳能集热器或空气源热泵控制器。在本实施例
4中，所述感光元件采用光敏电阻，相应的触发电路可以采用三极管、电阻、继电器构成，如图 2所示，三极管TRl的基极与集电极分别与所述光敏电阻LDR的一端连接、集电极接入电源 电压，即9V的直流，电阻VRl连接在所述三极管TRl的基极和地之间，继电器连接在所述三 极管TRl发射极和地之间，所述电阻VRl可以是可调电阻。所述报警装置可由所述空气源热泵控制器的空气源热泵核心处理器和计时装置2 的信号来启动，以便实现对故障的报警。上述三热源热水器系统的工作过程如下首先，光敏电阻直接面对太阳并感测太阳光照的强弱，因光敏电阻阻值的大小受 太阳光照的强弱影响，由此，当光照强度升高到一定剂量时，光敏电阻阻值迅速减小，三极 管TRl导通，继电器源边通电，因此继电器开关接入太阳能集热器(即太阳能热水器)，进而 开启第一电磁阀，使保温水箱中的水被太阳能加热；而如果光照强度很小时，光敏电阻阻值 很大，三极管TRl不导通，继电器处于常闭状态，继电器开关接入空气源热泵核心控制器， 由此出于空气源热泵待机状态。接着，温度控制驱动装置1读取RTl温度传感器所感测的水温，如果水温没有达到 预设的温度，则空气源热泵核心控制器根据温度控制驱动装置1传送至地的水温信号向空 气源热泵机组发出启动信号，由此启动空气源热泵机组，同时计时装置1根据温度控制驱 动装置1传送的水温信号(通常为电压)开始计时，进而第二电磁阀被开启，使保温水箱中的 水被加热。随着水温的上升，当RTl温度传感器所感测的水温达到预设的值，空气源热泵核 心控制器向空气源热泵机组发出关闭信号以使空气源热泵机组停止工作，同时计时装置1 停止计时。但是，如果计时装置1计时达到预设的时间，而水温还未到预设的值，则计时装 置1计时到预设时间的信号使得受控电加热器和计时装置2被启动，同时也使空气源热泵 核心控制器控制空气源热泵机组停止工作，由此保温水箱中的水直接由受控电加热器来加 热。当RT2温度传感器感测到水温达到预设温度，则温度控制驱动装置2使计时装置2停 止计时，同时使受控电加热器停止工作。此外，如果在计时装置1设定的时间范围内，空气热源泵机组不能正常工作，则空 气源热泵核心处理器启动报警装置发出报警命令。再有，如果当计时装置2计时时间到预 设时间，保温水箱中的水温还未到达预定温度，则计时装置2计时时间到预设时间的信号 会使报警装置被启动，从而提醒工作人员检修系统。综上所述，本实用新型的三热源热水器系统采用光敏电阻对太阳光强度的感测以 确定是采用太阳能还是采用空气源热泵来加热水，而当空气源热泵也不能将水温提高到所 需温度时，才开启电加热器，由此可实现三热源的优化利用，即可实现环保，有能有效节约 电能。上述实施例仅列示性说明本发明的原理及功效，而非用于限制本发明。任何熟悉 此项技术的人员均可在不违背本发明的精神及范围下，对上述实施例进行修改。因此，本发 明的权利保护范围，应如权利要求书所列。
权利要求一种三热源热水器系统，其特征在于包括具有进水管和出水管的保温水箱，其中，在所述出水管上设置有循环泵，所述保温水箱中内置有受控电加热器和感测水温的温度传感器；通过水管与所述保温水箱的进水管及循环泵连接且用于通过太阳能加热水的太阳能集热器，其中，在与进水管及循环泵的连接处分别设置有第一电磁阀；通过水管与所述保温水箱的进水管及循环泵连接的空气源热泵机组，其中，在与进水管及循环泵的连接处分别设置有第二电磁阀；与所述空气源热泵机组和受控电加热器连接且用于启动空气源热泵机组或受控电加热器的空气源热泵控制器；包含感光元件且输出端分别连接太阳能集热器和空气源热泵控制器的触发电路，用于根据所感测的太阳光强度而触发太阳能集热器或空气源热泵控制器。
2.如权利要求1所述的三热源热水器系统，其特征在于还包括与所述空气源热泵控 制器连接的报警装置。
3.如权利要求1所述的三热源热水器系统，其特征在于所述感光元件为光敏电阻，相 应所述触发电路包括基极与集电极分别与所述光敏电阻的一端连接且集电极接入电源电 压的三极管、连接在所述三极管基极和地之间的电阻、连接在所述三极管发射极和地之间 的继电器。
4.如权利要求3所述的三热源热水器系统，其特征在于所述电阻为可调电阻。
5.如权利要求1所述的三热源热水器系统，其特征在于设置的温度传感器有两个，由 此，所述空气源热泵控制器包括与所述触发电路连接的空气源热泵核心处理器、与所述空 气源热泵核心处理器连接且根据一个温度传感器所感测的水温而向所述空气源热泵核心 处理器传送水温信号以便启动空气源热泵机组的第一温度控制驱动装置、与所述第一温度 控制驱动装置连接以便计时到预设时间后启动所述受控电加热器的第一计时装置；与所述 第一计时装置连接并当第一计时装置所计时间到预设时间后即开始计时的第二计时装置； 与另一个温度传感器连接且用于根据所感测的水温控制所述受控电加热器和所述第二计 时装置停止工作的第二温度控制驱动装置。
专利摘要本实用新型提供一种三热源热水器系统，包括具有进水管和出水管的保温水箱，在所述保温水箱中内置有受控电加热器和感测水温的温度传感器，而太阳能集热器和空气源热泵机组各自通过水管与所述保温水箱的进水管及循环泵连接，在包含感光元件的触发电路的触发下可选择采用太阳能集热器或空气源热泵控制方式来加热保温水箱中的水，而在空气源热泵控制方式中，优先考虑采用空气源热泵，然后再考虑电加热器机组，由此可根据感光元件对太阳光强度的感测，而智能化控制三热源，实现热源的优化利用。
文档编号F24J2/46GK201748663SQ20102027454
公开日2011年2月16日 申请日期2010年7月29日 优先权日2010年7月29日
发明者吴辉, 张丹丹, 张银潇, 李科群, 齐鲁山 申请人:上海理工大学