CN102853582A - 改进的热泵机组与太阳能联动的供冷暖和生活热水装置 - Google Patents

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Abstract

一种改进的热泵机组与太阳能联动的供冷暖和生活热水装置，包括主热泵机组、保温水箱、生活水换热器、冷热缓冲水箱、太阳能集热装置、太阳能热能传递装置、至少一个副热泵机组和控制装置;还包括稳流管，太阳能热能传递装置与导水管连通，供水水泵设置在导水管上，所述稳流管一端与太阳能热能传递装置和供水水泵之间的导水管连通、另一端与冷热缓冲水箱连通；所述供水水泵与散热器的进水管连通、散热器的回水管与冷热缓冲水箱连通；副热泵机组的室内换热器的回水管和主热泵机组的室内换热器的回水管与冷热缓冲水箱连通；所述太阳能热能传递装置与冷热缓冲水箱连通。（1）从提高了整个***的可靠性；（2）提高了整个***的能效，更加节能。

Description

改进的热泵机组与太阳能联动的供冷暖和生活热水装置
技术领域
本发明涉及一种热泵机组和太阳能联动装置，尤其是一热泵机组与太阳能联动的供冷暖和生活热水的装置。
背景技术
中国专利ZL201110197985.8，发明创造名称：一种热泵机组与太阳能联动的供冷暖和生活热水装置。如图1、图3所示，一种热泵机组与太阳能联动的供冷暖和生活热水装置，包括主热泵机组1A、保温水箱2、生活水换热器3、冷热缓冲水箱13、太阳能集热装置6和控制装置，主热泵机组1A包括热泵室外机11和室内换热器12，室内换热器12包括循环水泵121及水-冷媒换热器122；主热泵机组1A的室内换热器12的出水管连接电动三通阀7的进口，电动三通阀7的第一出水口71连通保温水箱2，并从保温水箱2通过回水管到室内换热器12的回水口，电动三通阀7的第二出水口2连通到冷热缓冲水箱12；散热器10的回水管与主热泵机组1A的室内换热器12的回水管连通；
还包括副热泵机组1B和一溢水管8，溢水管8一端与散热器10的回水管连通、另一端与冷热缓冲水箱13连通；所述副热泵机组1B的室内换热器12的出水管连接到冷热缓冲水箱13，其回水管与溢水管8和散热器10的回水管的交接处连通；冷热缓冲水箱13通过供水水泵4向若干个负载末端散热器10供冷或供热。副热泵机组1B可以设置一个，也可以设置二个以上；当设置二个以上副热泵机组1B时，副热泵机组1B的室内换热器12的出水管并联、进水管并联。存在问题是：因末端散热器***中排空不好，气泡会从末端散热器进入主机影响主机运行，整机可靠性差；冷热缓冲水箱中的温度代表的出水温度，冷热缓冲水箱散热或散冷损失大，能效低。
发明内容
本发明的目的是：提供一种改进的热泵机组与太阳能联动的供冷暖和生活热水装置，它具有能效高，整机运行可靠性提高。
本发明是这样实现的：一种改进的热泵机组与太阳能联动的供冷暖和生活热水装置，包括主热泵机组、保温水箱、生活水换热器、冷热缓冲水箱、太阳能集热装置、太阳能热能传递装置、至少一个副热泵机组和控制装置; 保温水箱上有***补水管，生活水换热器设置在保温水箱内; 
所述太阳能集热装置包括太阳能集热器和太阳能循环水泵；太阳能集热器通过太阳能循环水泵与保温水箱连成循环管路；
主热泵机组包括热泵室外机和室内换热器，室内换热器包含一个保温箱体，一个循环水泵及一个水—冷媒换热器；
室内换热器通过一电动三通阀与保温水箱相连通, 保温水箱的回水管与主热泵机组的室内换热器的回水管连通；副热泵机组的室内换热器的出水管和电动三通阀的第二出水口与导水管连通；其特殊之在于：还包括稳流管，
太阳能热能传递装置与导水管连通，供水水泵设置在导水管上，所述稳流管一端与太阳能热能传递装置和供水水泵之间的导水管连通、另一端与冷热缓冲水箱连通；
所述供水水泵与散热器的进水管连通、散热器的回水管与冷热缓冲水箱连通；
副热泵机组的室内换热器的回水管和主热泵机组的室内换热器的回水管与冷热缓冲水箱连通；所述太阳能热能传递装置与冷热缓冲水箱连通。
所述的改进的热泵机组与太阳能联动的供冷暖和生活热水装置，其特殊之处在于：所述太阳能热能传递装置包括温度传感器、第二水泵和电动二通阀，温度传感器设置在保温水箱内；
第二水泵和电动二通阀通过管路将保温水箱和导水管连通，一保温水箱的回水管与主热泵机组的室内换热器的回水管连通。
本发明一种改进的热泵机组与太阳能联动的供冷暖和生活热水装置，由于采用这样的结构，（1）主、副热泵机组从冷热缓冲水箱中回水，末端散热器内的空气，可以很容易通过冷热缓冲水箱进行排空；相比现有技术，可以防止因末端散热器排空不好，气泡进入主机影响主、副热泵机组的运行，从提高了整个***的可靠性；（2）无任何供冷或供热时，冷热缓冲水箱中的温度代表的是回水温度，与现有技术中冷热缓冲水箱中温度代表的是出水温度相比，本***中冷热缓冲水箱的散热或散冷损失更小，提高了整个***的能效，更加节能。
附图说明
图1是现有技术的示意图。
图2是本发明的示意图。
图3是图3的局部放大图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
如图2、图3所示，一种改进的热泵机组与太阳能联动的供冷暖和生活热水装置，包括主热泵机组1A、保温水箱2、生活水换热器3、冷热缓冲水箱13、太阳能集热装置6、太阳能热传递装置9、副热泵机组1B和控制装置，主热泵机组1A包括热泵室外机11和室内换热器12，室内换热器12包括循环水泵121及水-冷媒换热器122；主热泵机组1A的室内换热器12的出水管连接电动三通阀7的进口，电动三通阀7的第一出水口71连通保温水箱2，并从保温水箱2通过回水管到室内换热器12的回水口，电动三通阀7的第二出水口72通过一导水管14与供水水泵4连接；供水水泵4的出水口与散热器10的进水管连通；主热泵机组1A的室内换热器12的回水管与冷热缓冲水箱13连通。
所述副热泵机组1B的室内换热器12的出水管与导水管14连通，其回水管与冷热缓冲水箱13连通；供水水泵4向若干个负载末端散热器10供冷或供热。副热泵机组1B可以不设置或设置一个，也可以设置二个以上；当设置二个以上副热泵机组1B时，副热泵机组1B的室内换热器12的出水管并联、进水管并联。
还包括一稳流管8，所述太阳能热传递装置9与导水管14连通，供水水泵4设置在导水管14的端部，所述稳流管8一端与太阳能热能传递装置9和供水水泵4之间的导水管14连通、另一端与冷热缓冲水箱13连通；
所述供水水泵4与散热器10的进水管连通、散热器10的回水管与冷热缓冲水箱13连通；
副热泵机组1B的室内换热器的回水管和主热泵机组1A的室内换热器的回水管与冷热缓冲水箱13连通；所述太阳能热能传递装置9与冷热缓冲水箱13连通。
主热泵机组1A和副热泵机组1B的室内换热器12的回水管并联；采用这样的结构，主热泵机组1A可以做供冷供热及生活热水，副热泵机组1B则只做供冷供热，从而避免整个设备在满足供冷供热及生活热水需求时，不必要的冷热切换所引起的能量损失。
稳流管8的作用在于当供水水泵4的流量变化时，对室内换热器12循环水泵121几乎没有影响，从而不会影响到热泵机组的效率。
保温水箱2上有***补水管21，生活水换热器3设置在保温水箱2内。太阳能集热装置6包括太阳能集热器61和太阳能循环水泵62；保温水箱2和太阳能集热器61之间用太阳能循环水泵62连成循环管路，在保温水箱2中储存太阳能热能，将太阳能集热器61中的太阳能热能储存到保温水箱中。生活用水通过生活水换热器3从保温水箱2中吸热成为生活热水；
作为进一步改进：在保温水箱2和冷热缓冲水箱13之间有热能传递装置9, 热能传递装置9包括温度传感器91、第二水泵92、电动二通阀93，温度传感器91设置在保温水箱2内，用于感知太阳能是否充足；第二水泵92和电动二通阀93通过管路将保温水箱2和电动三通阀7的第二出口72与稳流管8之间导水管14连通，当温度传感器91判断太阳能在满足生活热水已有富余时，开启第二水泵92及电动二通阀93将保温水箱2中的太阳能热能经供水水泵4送到末端散热器10，再回到冷热缓冲水箱13,当供水水泵4的流量很小时，则通过稳流管8回到冷热缓冲水箱13，从冷热缓冲水箱13通过室内换热器12回水口、联接管22回到保温水箱2，形成一个太阳能供暖的热能传递水路循环。
所述室内换热器12包括保温箱体、循环水泵121和水-冷媒换热器122，在需要供热时，水-冷媒换热器122起冷凝器的作用，水-冷媒换热器122中的冷媒冷凝将热传递给水，在制冷时，水-冷媒换热器122起蒸发器的作用，水-冷媒换热器122中的冷媒蒸发吸收水中的热量。
生活热水换热器3在保温水箱2中，生活用水通过生活水换热器3从保温水箱2中吸热成为生活热水。
如图2所示，冷热缓冲水箱13的顶部设置有排空气管15，排空气管15上设置在排气阀16。
第一种工作模式，在春秋季节只需要生活热水时不需要供冷供热时，太阳能集热装置6工作，通过循环水泵62将太阳能集热器61中的太阳能热能储存到保温水箱2中；当太阳能不足以满足生活热水要求时，主热泵机组1A开始工作，室内换热器12产生热水，同时电动三通阀7的进水口和第一出水口71接通，第二出水口72关闭，主热泵机组1A将热能储存到保温水箱2中；生活水换热器3从保温水箱2中吸热成为生活热水；副热泵机组1B、冷热缓冲水箱13、供水水泵4及负载末端散热器不工作。
第二种工作模式，在冬季，既需要生活热水又需要供暖时，太阳能集热装置6工作，通过循环水泵62将太阳能集热器61中的太阳能热能储存到保温水箱2中；当太阳能不足以满足生活热水要求时，主热泵机组1A开始工作，室内换热器12产生热水，同时电动三通阀7的进水口和第一出水口71接通，第二出水口2关闭，主热泵机组1A将热能储存到保温水箱2中；生活水换热器3从保温水箱2中吸热成为生活热水；当生活热水要求满足时，主热泵机组1A转向制热工作，同时电动三通阀7的第一出水口71关闭，第二出水口72开启，主热泵机组向导水管14输送热能，同时副热泵机组1B也开始制热工作，向导水管14输送热能，通过供水水泵4向末端负载散热器10供热；当太阳能热能传递装置9的温度传感器91感应到储存在保温水箱2中的太阳能热能满足生活热水有富余时，第二水泵92工作同时电动二通阀93开启，将保温水箱2中的热水通过稳流管8送入冷热缓冲水箱13或经供水水泵4向末端负载散热器10供热，所述保温水箱2的回水管22与主热泵机组1A的回水管连通形成一个太阳能供暖的热能传递的循环水路；实现既利用太阳能供暖，又可以利用空气能供暖。
第三种工作模式，在夏季，既需要生活热水又需要供冷时，太阳能集热装置6工作，通过循环水泵62将太阳能集热器61中的太阳能热能储存到保温水箱2中；当太阳能不足以满足生活热水要求时，主热泵机组1A开始工作，室内换热器12产生热水，同时电动三通阀7的进水口和第一出水口71接通，第二出水口72关闭，主热泵机组将热能储存到保温水箱2中；生活水换热器3从保温水箱2中吸热成为生活热水；当生活热水要求满足时，主热泵机组1A转向制冷工作，室内换热器12变为蒸发器产生冷冻水，同时电动三通阀7的第一出水口71关闭，第二出水口72开启，主热泵机组1A向导水管14输送冷冻水，同时副热泵机组1B也开始制冷工作，室内换热器12变为蒸发器产生冷冻水，向导水管14输送冷冻水，通过供水水泵4向末端负载散热器10供冷；此时，太阳能热能传递装置9的第二水泵92停止工作，电动二通阀93关闭，以隔绝保温水箱和冷热缓冲水箱间的热传递。
由于负载末端散热器的复杂性，负载末端散热器所需要的循环水流量和热泵机组所需要的循环水流量，往往是不同的，供水水泵4难以同时满足热泵机组循环水量及负载末端散热器循环水量的要求，稳流管8的设置，使得当负载末端散热器所需要的循环水流量和热泵机组热泵机组所需要的循环水流量不同时，各自仍然可以正常工作。当负载末端散热器循环水流量大于热泵机组循环水流量时，冷热缓冲水箱13的水通过稳流管8进入导水管14连通；当负载末端散热器循环水流量小于热泵机组循环水流量时，导水管14的水经稳流管8进入冷热缓冲水箱；当负载末端散热器循环水流量小于热泵机组循环水流量时，稳流管8中的水几乎处于不流动的状态。
以上所述的仅是本发明的优先实施方式。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的情况下，还可以作出若干改进和变型，这也视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种改进的热泵机组与太阳能联动的供冷暖和生活热水装置，包括主热泵机组、保温水箱、生活水换热器、冷热缓冲水箱、太阳能集热装置、太阳能热能传递装置、副热泵机组和控制装置; 保温水箱上有***补水管，生活水换热器设置在保温水箱内; 
所述太阳能集热装置包括太阳能集热器和太阳能循环水泵；太阳能集热器通过太阳能循环水泵与保温水箱连成循环管路；
主热泵机组包括热泵室外机和室内换热器，室内换热器包含一个保温箱体，一个循环水泵及一个水—冷媒换热器；
室内换热器通过一电动三通阀与保温水箱相连通, 保温水箱的回水管与主热泵机组的室内换热器的回水管连通；副热泵机组的室内换热器的出水管和电动三通阀的第二出水口与导水管连通；其特征在于：还包括稳流管， 
太阳能热能传递装置与导水管连通，供水水泵设置在导水管上，所述稳流管一端与太阳能热能传递装置和供水水泵之间的导水管连通、另一端与冷热缓冲水箱连通；
所述供水水泵与散热器的进水管连通、散热器的回水管与冷热缓冲水箱连通；
副热泵机组的室内换热器的回水管和主热泵机组的室内换热器的回水管与冷热缓冲水箱连通；所述太阳能热能传递装置与冷热缓冲水箱连通。
2.根据权利要求1所述改进的热泵机组与太阳能联动的供冷暖和生活热水装置，其特征在于：所述太阳能热能传递装置包括温度传感器、第二水泵和电动二通阀，温度传感器设置在保温水箱内；
第二水泵和电动二通阀通过管路将保温水箱和导水管连通，一保温水箱的回水管与主热泵机组的室内换热器的回水管连通。
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