[发明专利]空气源热泵和锅炉辅助加热的太阳能热水系统及控制方法

说明书

空气源热泵和锅炉辅助加热的太阳能热水系统及控制方法，该系统包含太阳能集热器、空气源热泵机组、锅炉机组、接有进水阀的小水箱、接有补水泵和补水阀的大水箱、用户供水管上的供水泵、回水管上的回水阀和控制系统；室外设有温度传感器乙；本发明可以优先使用太阳能，尽量减少空气源热泵和锅炉开启次数和时间，在满足用户热水需求的同时，降低能源消耗。

技术领域

本发明属太阳能热水系统技术领域，尤其涉及空气源热泵和锅炉辅助加热的太阳能热水系统及控制方法。

背景技术

制备生活热水是人类活动中必不可少的一个部分，随着社会节能减排意识的不断强化，降低产出生活热水时的能耗成为了当前工作的重点。

太阳能是一种清洁的可再生能源，因此太阳能热水系统在我国得到了广泛的推广，在光照强度无法满足需求的地方，通常引入空气源热泵辅助加热太阳能系统；但当气候条件恶劣，部分用户又需要短时间内提供大量生活热水满足需求时，太阳能和空气源热泵由于效率降低，无法满足此类用户需求，又引入锅炉对系统辅助加热，从而形成了一种空气源热泵和锅炉辅助加热的太阳能热水系统。

空气源热泵和锅炉的引入必将增加太阳能热水系统的能耗，但如何合理只能的控制这三种系统的联动，从而最大限度的使用太阳能，在满足用户生活热水需求的同时，满足用户对生活热水的需求成为了迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明提供了一种空气源热泵和锅炉辅助加热的太阳能热水系统，其在正常使用中优先启用太阳能集热器进行加热，从而节约能源；并在不使用热水时，确保水管不会变凉或者因为温度过低而冻裂。

本发明提供了一种空气源热泵和锅炉辅助加热的太阳能热水系统的控制方法，优先使用太阳能进行加热，尽可能减少空气源热泵和锅炉辅助加热系统的使用，更精确地节能。

一种空气源热泵和锅炉辅助加热的太阳能热水系统，包含太阳能集热器、空气源热泵机组、锅炉机组、接有进水阀的小水箱、接有补水泵和补水阀的大水箱、用户供水管上的供水泵、回水管上的回水阀和控制系统；室外设有温度传感器乙；所述太阳能集热器的进水口和出水口用连通管甲同小水箱的太阳出水口和进水口对应相连，且所述连通管甲上设有太阳能循环泵；所述太阳能集热器内装有温度传感器甲；所述空气源热泵机组的进水口和出水口用连接管道丁分别同大水箱的热泵出水口和进水口相连，且所述连接管丁上设有热泵循环泵；所述锅炉进水口和出水口用管道丙分别与大水箱的锅炉出水口和进水口相连，且所述连接管丙上设有锅炉循环泵；所述小水箱的市政水进水管上设有进水阀，且小水箱内部安装温度传感器丙和液位传感器甲；所述大水箱内部安装温度传感器丁和液位传感器乙，且大水箱与用户相连的用户供水管道设有供水泵向用户提供热水。

为避免用户长时间不用热水时，用户出水管道中水温降低，所述用户供水管道设有温度传感器戊，且旁通一根回水管与大水箱连接；所述回水管上设有回水阀；所述小水箱和大水箱通过连通管乙相连，且所述连通管乙设有补水泵和补水阀；所述温度传感器甲、温度传感器乙、温度传感器丙、温度传感器丁、温度传感器戊和液位传感器甲、液位传感器乙信号输出端均与控制系统的输入端对应相连，控制系统输出端与太阳能循环泵、热泵循环泵、锅炉循环泵、补水阀、补水泵、供水泵和回水阀的工作电源的控制极相连。

其中，所述回水管是为了防止用户供水管中热水由于长时间不用变凉，而安装的一根与大水箱中热水相连的循环管道，由回水阀控制回水循环的开启与停止。

空气源热泵和锅炉辅助加热的太阳能热水系统的控制方法，步骤包括：

（1）太阳能循环泵的控制步骤

在小水箱内及太阳能集热器中分别安装有温度传感器丙和温度传感器甲，当太阳能集热器的温度与小水箱的水温差达到设定值时，太阳能循环泵开始工作，将小水箱内的水抽入太阳能集热器中加热，加热后的水流入小水箱中，直到太阳能集热器与小水箱温差低于设定值时，太阳能循环泵停止工作；

（2）热泵循环泵的控制步骤