申请日2010.10.15
公开(公告)日2011.01.26
IPC分类号F24H4/04; F24J2/04; F24H9/20
摘要
本发明公开了一种全天候太阳能与污水能混合辅助热泵热水器系统，本发明能最大程度的利用太阳能和污水能，减少高品位能源的利用，有效解决热泵冬季结霜问题，有比较大的节能效果，全天候的提供热水和供热制冷等特点。通过收集家用优质杂排水，不仅可以有效节约冲厕、家用绿化灌溉用水，而且可以有效利用这些优质杂排水所蕴藏的丰富的冷量热量，提高热泵的制冷制热效率，并可以有效解决热泵冬季结霜。该系统能够完成传统太阳能热水器和热泵的供热水供热制冷的功能，并且相比传统的太阳能热水器和热泵系统，更节能，更能适应气候的变化。
翻译权利要求书
1.一种全天候太阳能与污水能混合辅助热泵热水器系统，其特征在于，它包括：压缩机(1)、四通换向阀(2)、冷凝器(3)、三套管换热器(4)、第一节流元件(5)、蒸发器(6)、太阳能集热器(7)、第一水泵(8)、水箱(9)、第二水泵(10)、第一电磁阀(11)、第二电磁阀(13)、污水水箱(15)、第三水泵(17)、第三电磁阀(18)、第四电磁阀(19)、第五电磁阀(21)、第六电磁阀(22)、第七电磁阀(23)、第八电磁阀(24)、第九电磁阀(25)、第十电磁阀(26)、第十一电磁阀(27)、第二节流元件(28)、第十二电磁阀(29)。
2.根据权利要求1所述全天候太阳能与污水能混合辅助热泵热水器系统，其特征在于，所述压缩机(1的出口通过四通换向阀(2)与冷凝器(3)相连，冷凝器(3)的另一端依次通过第十电磁阀(26)、第九电磁阀(25)与三套管换热器(4)中间通道的入口相连，冷凝器(3)的另一端同时还依次通过第十二电磁阀(29)、第二节流元件(28)、第十一电磁阀(27)与三套管换热器(4)中间通道的入口相连。三套管换热器(4)中间通道的出口分为两路，一路依次通过第六电磁阀(22)、第七电磁阀(23)、四通换向阀(2)与压缩机(1)的入口相连，另一路依次通过第五电磁阀(21)、第一节流元件(5)、蒸发器(6)、第八电磁阀(24)、四通换向阀(2)与压缩机(1)的入口相连。
3.根据权利要求1所述全天候太阳能与污水能混合辅助热泵热水器系统，其特征在于，所述污水水箱(15)、第三水泵(17)、第三电磁阀(18)、三套管换热器(4)的内层通道、第四电磁阀(19)依次串联成一个回路。
4.根据权利要求1所述全天候太阳能与污水能混合辅助热泵热水器系统，其特征在于，所述水箱(9)、第二电磁阀(13)、三套管换热器(4)外层通道、第二水泵(10)、第一电磁阀(11)依次串联成一个回路。
5.根据权利要求1所述全天候太阳能与污水能混合辅助热泵热水器系统，其特征在于，所述水箱(9)、太阳能集热器(7)和第一水泵(8)依次串联成一个回路。
6.根据权利要求1所述全天候太阳能与污水能混合辅助热泵热水器系统，其特征在于，还包括第二截断阀(14)、第三截断阀(16)、第四截断阀(20)和第一截断阀(12)。
说明书
全天候太阳能与污水能混合辅助热泵热水器系统
技术领域
本发明涉及一种热泵热水器系统，尤其涉及全天候太阳能与污水能混合辅助热泵热水器系统。
背景技术
目前在人们使用的常规能源中，化石能源占有主要地位。但是一方面化石能源属于不可再生能源，随着不断的消耗，可供人们使用的化石能源越来越少;另一方面，在使用化石能源的同时会产生大量二氧化碳和二氧化硫等对环境有害的物质。人类社会常年使用化石能源带来的危害，如能源的枯竭和环境恶化等问题已经相当严重。
在这种背景下，太阳能作为一种新型清洁的可再生能源越来越引起了人们的重视。太阳能总量巨大，自上世纪90年代以来世界各国都对太阳能利用进行了大量研究。我国也将太阳能作为能源发展的重要领域，投入了大量人力物力进行研究和开发，并且在十一五规划中明确提出要加快发展太阳能等可再生能源。但是太阳能的一些自身缺陷，如能流密度低、随气候变化大等问题大大限制了其利用价值。
与此同时，根据建设部《城市居民生活用水量标准(GB/T50331-2002)》的公告，我国长江中下游人均日用水量120L至180L，其中绝大部分为优质杂排水，也就是平均大约有300L左右的污水直接排放到环境，如果能够充分利用这些生活污水余热蕴藏的可利用能，可以达到节水节电的目的。
目前普通的太阳能热水器如果想全天候提供所需热水，必须另加辅助电加热器，这样不仅增加了成本，而且降低了其节能效益。而普通的热泵在冬天供暖时，对于长江中下游，某一段时间由于室外气温较低会产生结霜而使制冷量不足，能效比(COP)下降。
如能将所收集的污水、太阳能和热泵有机的结合起来，既可以利用污水所储藏的能量降低夏季的冷凝温度，提高制冷能力和COP，同时又可以提高蒸发温度，减缓冬季蒸发器结霜问题，并且和太阳能有机的结合，在不增加太阳能集热器面积、不增加成本的情况下全天候提供热水和根据需求供冷和供热，这对于长江中下游地区的节约用水及节能会起到非常积极的作用。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种全天候太阳能与污水能混合辅助热泵热水器系统，它能够利用太阳能及污水等低品位热能源，并且将太阳能，污水能和热泵有机的结合起来，使得系统消耗最少的电能，达到全天候供应热水和根据需求供热制冷，具有较大的节能潜力、实用性和推广性。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种全天候太阳能与污水能混合辅助热泵热水器系统，它包括：压缩机、四通换向阀、冷凝器、三套管换热器、第一节流元件、蒸发器、太阳能集热器、第一水泵、水箱、第二水泵、第一电磁阀、第二电磁阀、污水水箱、第三水泵、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀、第六电磁阀、第七电磁阀、第八电磁阀、第九电磁阀、第十电磁阀、第十一电磁阀、第二节流元件、第十二电磁阀，压缩机的出口通过四通换向阀与冷凝器相连，冷凝器的另一端依次通过第十电磁阀、第九电磁阀与三套管换热器中间通道的入口相连，冷凝器的另一端同时还依次通过第十二电磁阀、第二节流元件、第十一电磁阀与三套管换热器中间通道的入口相连。三套管换热器中间通道的出口分为两路，一路依次通过第六电磁阀、第七电磁阀、四通换向阀与压缩机的入口相连，另一路依次通过第五电磁阀、第一节流元件、蒸发器、第八电磁阀、四通换向阀与压缩机的入口相连。
污水水箱、第三水泵、第三电磁阀、三套管换热器的内层通道、第四电磁阀依次串联成一个回路。水箱、第二电磁阀、三套管换热器外层通道、第二水泵、第一电磁阀依次串联成一个回路。水箱、太阳能集热器和第一水泵依次串联成一个回路。
本发明与现有技术相比，具有的有益效果：
1)节能性：本发明通过将污水收集起来，可以在室外气候恶劣的时候，回收其中的部分冷量和热量，夏季降低热泵的冷凝温度，冬季升高热泵的蒸发温度，从而使热泵始终保持在高效运行。
2)环保性：充分再利用污水及其余热资源，节约了水资源。
3)舒适性：除霜逆向运转时，并不从室内空气取能，而是从污水和热水中取能，可以加快除霜，并且保证室内供热的舒适性。
4)全天候性：太阳能和污水能的加入，使得可以省去热泵和太阳能的辅助加热器，并且保证热泵冬季的供热量，和太阳能在阴雨季节的集热不足的问题。