专利名称：分体式太阳能热泵系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及供暖系统，具体地说，涉及一种分体式太阳能热泵系统。
背景技术：
目前的水源热泵系统的供热形式主要有水经过锅炉加热后直接进入风盘换热，水经过各种形式的锅炉加热后与压缩机内制冷剂换热以提高蒸发温度，另外采用井源热泵也是目前较为流行的方式。但是这些方式都有着各自的缺点，限制了其广泛应用。采用锅炉形式耗能大，费用高，对其安全性和噪声消除要求也很高；而目前应用较为成熟的井源热泵技术受地质环境限制较大，而且其维护难度较大。
由于当前常用制冷剂的物理性质，冬季户外温度达到5℃左右时，一般压缩机的工作状况恶劣，在温度降到更低的时候(例如东北地区-20℃)压缩机无法工作。故仅依靠当前的空调系统无法直接解决冬季供暖问题。
实用新型内容本实用新型的目的是克服上述缺陷，提供一种分体式太阳能热泵系统。
本实用新型所述的分体式太阳能热泵系统，包括加热装置、储水箱和连接管路和各管路中的阀门。所述加热装置为太阳能集热器，所述储水箱具有大小不一的两个水箱，其中大水箱与太阳能集热器管道连接，还具有设置在集热器、水箱内和管路上的信号采集传感器及通过阀门与大水箱和冬季循环水路回水管连通的冷却塔。
所述的太阳能集热器1包括至少一个模块化布置的热管式集热器，每个模块包括6-10根集热管。
所述信号采集传感器包括温度传感器、液位传感器和流量传感器，各传感器的安装位置是在集热器的水出口处设置有一个温度传感器；在大水箱内设液位传感器；在小水箱内设3-4个温度传感器；流量传感器设在集热循环水路上和热泵循环水路上。
所述小水箱内设置有电加热装置，大，小水箱之间设置有阀门。
本实用新型所述的分体式太阳能热泵系统还具有水源热泵主机，该主机采用变频式压缩机。
所述大，小水箱箱体外部具有保温材料。
太阳能这种已不是新能源的“新能源”在许多方面已大面积应用。随着其技术的成熟，尤其在冬季恶劣环境下的集热效率提高，已有太阳能集热器冬季集热效率已达到80％以上，给其与水源热泵系统的结合提供了条件。本实用新型所述的分体式太阳能热泵系统采用太阳能集热器，无污染，长期运行费用极低，安全性高，维护方便，舒适性强，太阳能提供了70％以上供暖热负荷所需能量。在保证冬季采暖期供暖的同时，可提供全年的生活热水，极大地节约能源。
图1是本实用新型所述的分体式太阳能热泵系统的结构示意图。
具体实施方式
参见图1，本实用新型所述的分体式太阳能热泵系统包括加热装置、储水箱、连接管路和各管路中的阀门。所述加热装置为太阳能集热器1，所述储水箱具有大小不一的水箱2、3，其中大水箱与太阳能集热器管道连接，还具有设置在集热器1、水箱2、3内和管路上的信号采集传感器及通过阀门与大水箱和冬季循环水路回水管连通的冷却塔4。
所述的太阳能集热器1包括至少一个模块化布置的热管式集热器6，其数量根据实际供暖面积确定，每个模块包括6-10根集热管，一般采用8根，集热管内不走水，集热效率高达80％以上，保证冬天低温情况下不会被冻裂。冬季，在保证室内温度在18度以上供暖温度时，太阳能集热面积与供暖面积的比例为1∶5。
由于太阳能集热器1采用模块化布置，夏季生活热水用水量远小于冬季供暖循环水量，因此，夏季工作时，可以采用管路切换，以控制模块数量。
所述储水箱的大小不一的两个水箱2、3的体积视具体应用情况而定——主要取决于生活热水用量，大水箱2除起到储水作用外，还能对整个系统在运行时起定压、补水作用。小水箱内设置有电加热装置12。大储水箱2通过管道与集热器1连接，大，小储水箱之间设置有阀门23。
所述大，小水箱2、3箱体外部具有保温材料，该材料可采用7.5cm厚发泡聚氨酯作为保温材料。
所述冷却塔4可以采用风冷式冷却塔，经过通风冷却的冷却水从上方淋下，带走循环水的热量，将循环水温度降低。
冬季大小水箱串连使用，绝大部分与蒸发器换热的热水储存在大水箱中。从小水箱出水，出水方式为冷水挤出热水，使出水温度更加均匀。保证水温低于控制温度时，电加热装置对出水加热更加迅速。夏季，大小水箱并联使用，大水箱2储存与冷却塔4换热的冷水，并且起到了补水定压的作用。小水箱3储存经太阳能加热的生活热水。
本实用新型所述的分体式太阳能热泵系统还具有水源热泵主机8，该主机采用变频式压缩机。通过室温采集和蒸发器温度对变频压缩机的转速进行调接，其节能效果极佳。变化的蒸发器温度和室温对压缩机转速进行调控，能提供合理的输出功率。最大限度的达到节能目的，并且避免了传统空调中先冷后热的现象。
主机的工作原理及过程，供冷时，水/冷媒热交换器作为冷凝器，冷媒通过水循环系统来冷却；供热时，机组主机水/冷媒热交换器作为蒸发器，冷媒从循环水中取走热量。室内空气流经室内机热交换器(供冷时为蒸发器，供热时为冷凝器)后，进入房间进行制冷或采暖。
本实用新型所述的分体式太阳能热泵系统的循环水路包括集热循环水路和热泵循环水路。所述集热循环水路从集热器1的出水口13经小水箱下出水口14和循环水泵5、阀门36至集热器1的回水口16。所述热泵循环水路分为走热水的冬季循环水路和走冷水的夏季循环水路。冬季循环水路从小水箱的上出水口17经循环水泵18、主机8至大水箱的回水口19。为防止水泵出现意外情况，同时具有备用水泵18′；夏季循环水路从大水箱的上出水口20、阀门26、28、经循环水泵18、主机8、回水管、阀门32，进入冷却塔4，再经阀门30至大水箱的回水口19。
所述信号采集传感器包括温度传感器、液位传感器和流量传感器。各传感器的安装位置是在集热器1的水出口处设置有一个温度传感器9，该温度传感器依据采集的数据控制水泵和电磁阀，温度下降时，水泵停止工作，阀门关闭；温度升高时重新启动。在大水箱内设液位传感器10，液位传感元件控制电磁阀和补水泵，液位过低时，电磁阀开启，补水泵启动补水。在小水箱内设3-4个温度传感器11。通过对多个采集温度的综合分析，控制电加热装置12的启动温度下降，电加热启动，达到所需温度电加热关闭。在集热循环水路上和热泵循环水路上分别设有流量传感器15，根据采集流量对电磁阀36加以控制以调节流量。
所述集热器1，冷却塔4，储水箱2、3，循环泵5和18等宜置于屋顶，主机8挂于屋外，主机数量及布置具体位置应视实际情况而定。室内机可根据情况选用已有的机型。
工作过程冬季循环集热器1，大小水箱2、3串连使用，打开各模块间的阀门21，大、小水箱之间的阀门23，小水箱上出口17处的阀门25，大水箱2回水口19与冷却塔4回水管35和热泵循环水路连通点间的阀门27，关闭夏季使用模块与小水箱间的阀门22和24，大水箱上出口20与小水箱上出口17管路上的阀门26和28，冷却塔4出水管与大水箱回水口之间的阀门30，冷却塔4回水管35上的阀门32。白天，循环水在集热循环水路中不断循环，从集热器中吸收热量，温度升高；晚间集热循环水路关闭，已加热的循环水在热泵循环水路中循环，与主机8换热器交换热量。绝大部分热水储存在大水箱中，从小水箱出水，出水为冷水挤出热水，使出水温度更加均匀；由于小水箱体积小，小水箱内置电加热对出水加热更加迅速。
夏季循环大小水箱并联使用，打开夏季使用模块与小水箱间的阀门22和24，大水箱上出口与小水箱上出口间管路上的阀门26和28，冷却塔4出水管与大水箱回水口之间的阀门30，冷却塔4回水管20上的阀门32，关闭各模块间的阀门21，大、小水箱之间的阀门23，小水箱上出口16处的阀门25，大水箱2回水口与冷却塔4回水管20和热泵循环水路连通点间的阀门27。冷却水从冷却塔内流出，集热器1与小水箱3串连使用，生活热水在集热循环水路中循环吸收热量被加热；冷却塔与大水箱串连使用，循环水经过冷却塔，大水箱在热泵循环水路中循环，与主机换热器交换热量。
权利要求1.分体式太阳能热泵系统，包括加热装置、储水箱、连接管路和各管路中的阀门，其特征是所述加热装置为太阳能集热器(1)，所述储水箱具有大小不一的两个水箱(2、3)，其中大水箱与太阳能集热器通过管道连接，还具有设置在集热器(1)、水箱(2、3)内和管路上的信号采集传感器及通过阀门与大水箱和冬季循环水路回水管连通的冷却塔(4)。
2.根据权利要求1所述的热泵系统，其特征是所述的太阳能集热器(1)包括至少一个模块化布置的热管式集热器(6)，每个模块包括6-8根集热管。
3.根据权利要求1或2所述的热泵系统，其特征是所述信号采集传感器包括温度传感器、液位传感器和流量传感器，各传感器的安装位置是在集热器(1)的出水口处设置有一个温度传感器(9)；在大水箱内设液位传感器(10)；在小水箱内设3-4个温度传感器(11)；流量传感器15设在集热循环水路上和热泵循环水路上。
4.根据权利要求1或2所述的热泵系统，其特征是所述小水箱内设置有电加热装置(12)，大储水箱(2)通过管道与集热器(1)连接，大，小水箱之间设置有阀门(23)。
5.根据权利要求3所述的热泵系统，其特征是所述小水箱内设置有电加热装置(12)，大储水箱(2)通过管道与集热器(1)连接，大，小水箱之间设置有阀门(23)。
6.根据权利要求1或2所述的热泵系统，其特征是还具有水源热泵主机8，该主机采用变频式压缩机。
7.根据权利要求3所述的热泵系统，其特征是还具有水源热泵主机8，该主机采用变频式压缩机。
8.根据权利要求4所述的热泵系统，其特征是还具有水源热泵主机8，该主机采用变频式压缩机。
9.根据权利要求5所述的热泵系统，其特征是还具有水源热泵主机8，该主机采用变频式压缩机。
10.根据权利要求1或2或7-9中任一项所述的热泵系统，其特征是所述大，小水箱(2、3)箱体外部具有保温材料。
专利摘要本实用新型涉及分体式太阳能热泵系统，包括加热装置、储水箱、连接管路和各管路中的阀门。所述加热装置为太阳能集热器，所述储水箱具有大小不一的两个水箱，其中大水箱与太阳能集热器通过管道连接，还具有设置在集热器、水箱内和管路上的信号采集传感器及通过阀门与大水箱和冬季循环水路回水管连通的冷却塔。该热泵系统无污染，长期运行费用极低，安全性高，维护方便，舒适性强，太阳能提供了70％以上供暖热负荷所需能量。在保证冬季采暖期供暖的同时，可提供全年的生活热水，极大地节约能源。
文档编号F25B30/06GK2569051SQ0225298
公开日2003年8月27日 申请日期2002年9月2日 优先权日2002年9月2日
发明者李瑞恒 申请人:李瑞恒