生活熱水系統技術方案

本實用新型專利技術提供了一種生活熱水系統，其包括：供熱水箱，冷源側入口與自來水管道連接，冷源側出口與熱水管道連接；太陽能光伏光熱一體化子系統，經第一換熱器與供熱水箱的第一熱源側輸入輸出口連接；地源熱泵室外換熱子系統經第二換熱器與太陽能光伏光熱一體化子系統連接，以在春季和秋季工況下通過閥門組將太陽能轉化成電能時所產生的熱能向土壤淺層補熱；還與地源熱泵室內換熱子系統連接，以在冬季工況下通過閥門組將土壤淺層能量傳遞給地源熱泵室內換熱子系統；地源熱泵室內換熱子系統經第三換熱器與供熱水箱的第二熱源側輸入輸出口連接，以在冬季工況下通過閥門組將土壤淺層能量傳遞給供熱水箱。本實用新型專利技術實現了可再生能源的高效利用。

Domestic hot water system

The utility model provides a living hot water system, which comprises: heating water tank, cold source side entrance is connected with the tap water pipe, the cold source side outlet is connected with the hot water pipe; solar photovoltaic / thermal integrated subsystem, the first side of the first heat exchanger and the heating water tank of the input and output port connected by the second heat; is connected with a solar photovoltaic / thermal integrated subsystem heat exchange subsystem of ground source heat pump outdoor, through the valve group in the spring and fall under the condition of thermal energy conversion of solar energy into electrical energy generated by the shallow soil to fill hot; and the ground source heat pump connected indoor heat exchange subsystem, through the valve group in winter condition the energy of the shallow soil transmitted to the ground source heat pump indoor heat subsystem; second heat source side input and output by third ground source heat pump heat exchanger and the heating water tank heat exchange subsystem indoor port In order to transfer the energy of the shallow layer of soil to the heating water tank through the valve group under the winter condition. The utility model realizes the efficient utilization of renewable energy resources.

【技術實現步驟摘要】
生活熱水系統
本技術涉及能源利用領域，特別涉及一種生活熱水系統。
技術介紹
日常生活中，人們經常用到熱水。一般使用生活熱水系統來獲取熱水，其通常采用電加熱器加熱自來水的方式生成熱水，而電加熱器需要消耗電能，而電能多數來自于化石燃料的燃燒。光伏電池板是一種利用太陽能電池半導體材料的光伏效應，將太陽光輻射能直接轉換為電能的一種新型發電裝置。太陽能發電是新興的可再生能源技術。但是在太陽能電池將光能轉換成電能的過程中，并不是將全部的光能都轉換成電能。理論研究表明，單極單晶硅材料的太陽能電池在0℃時的轉換效率的理論物理極限為30％。在光強一定的條件下，當硅電池自身溫度升高時輸出功率將下降。在實際應用中，標準條件下，晶體硅電池平均效率在15％上下。也就是說，太陽能電池只能將15％的光能轉換成可用電能，其余的85％都被轉化為熱能。在轉換過程中，隨著熱能的增加，電池溫度不斷升高，除了光電轉換效率大大降低外，太陽能電池的使用壽命也將縮短。地源熱泵可以將陸地淺層能源通過輸入少量的高品位能源(如電能)實現由低品位熱能向高品位熱能的轉移。地源熱泵技術是一項利用可再生能源、保護環境的可持續發展技術。如何充分利用光伏電池板發電時產生的熱能和淺層地熱能，是一個技術難題。
技術實現思路
為了至少解決現有技術中存在的生活熱水系統輸出熱水需要消耗通過化石燃料燃燒獲得的電能，以及光伏電池板發電所產生的熱能和淺層地熱能不能充分利用的問題，本技術提供了一種生活熱水系統，其包括，所述生活熱水系統包括：供熱水箱、第一換熱器、第二換熱器、第三換熱器、太陽能光伏光熱一體化子系統、地源熱泵室外換熱子系統和地源熱泵室內換熱子系統；所述供熱水箱的冷源側入口與自來水管道連接以接收自來水，所述供熱水箱的冷源側出口與熱水管道連接以輸出生活熱水；所述太陽能光伏光熱一體化子系統用于將太陽能轉化成電能，并經所述第一換熱器與所述供熱水箱的第一熱源側輸入輸出口連接，以將太陽能轉化成電能時所產生的熱能傳遞給所述供熱水箱內的自來水；所述地源熱泵室外換熱子系統經所述第二換熱器與所述太陽能光伏光熱一體化子系統連接，以在春季和秋季工況下通過閥門組將太陽能轉化成電能時所產生的熱能向土壤淺層補熱；還與所述地源熱泵室內換熱子系統連接，以在冬季工況下通過所述閥門組將土壤淺層能量傳遞給所述地源熱泵室內換熱子系統；所述地源熱泵室內換熱子系統經所述第三換熱器與所述供熱水箱的第二熱源側輸入輸出口連接，以在冬季工況下通過所述閥門組將土壤淺層能量傳遞給所述供熱水箱內的自來水。在如上所述的生活熱水系統中，優選地，所述閥門組包括：第一閥門至第六閥門共六個閥門，所述第一閥門的一端與所述第二換熱器的冷源側輸入口連接，所述第一閥門的另一端與所述地源熱泵室外換熱子系統的流體出口連接，所述第二閥門的一端與所述第二換熱器的冷源側輸出口連接，所述第三閥門連接于所述第二閥門的另一端與所述第一閥門的另一端之間，所述第二閥門的另一端分別與所述第四閥門的一端和所述第六閥門的一端連接，所述第四閥門的另一端與所述地源熱泵室外換熱子系統的流體進口連接，所述第六閥門的另一端與所述地源熱泵室內換熱子系統的地源側流體進口連接，所述第五閥門連接與所述地源熱泵室外換熱子系統的流體進口和所述地源熱泵室內換熱子系統的地源側流體出口之間。在如上所述的生活熱水系統中，優選地，所述生活熱水系統還包括地源側循環水泵，所述地源側循環水泵連接于所述第四閥門的一端和所述第二閥門的另一端之間；所述地源側循環水泵還與所述太陽能光伏光熱一體化子系統連接，以使用所述太陽能光伏光熱一體化子系統提供的電能。在如上所述的生活熱水系統中，優選地，所述太陽能光伏光熱一體化子系統包括光伏發電設備、熱傳導設備、第四換熱器和儲熱裝置；所述光伏發電設備用于將太陽能轉化成電能；所述熱傳導設備貼附于所述光伏發電設備的表面，以回收所述光伏發電設備將太陽能轉化成電能時所產生的熱能，并經所述第四換熱器與所述儲熱裝置連接；所述儲熱裝置經所述第一換熱器與所述供熱水箱的第一熱源側輸入輸出口連接，還經所述第二換熱器與所述地源熱泵室外換熱子系統連接。在如上所述的生活熱水系統中，優選地，所述熱傳導設備具有導熱單元，所述導熱單元包含多個導熱件和一個流體通道；多個所述導熱件以并排方式貼附于所述光伏發電設備的表面，任一所述導熱件的一端與所述流體通道連接以加熱所述流體通道內的流體；所述流體通道與所述第四換熱器連接。在如上所述的生活熱水系統中，優選地，所述光伏發電設備包括多個光伏電池板；每個所述光伏電池板配置有一個導熱單元，多個導熱單元的多個流體通道依次串聯連接。在如上所述的生活熱水系統中，優選地，所述地源熱泵室內換熱子系統包括：地源熱泵機組，所述地源熱泵機組具有依次連接的蒸發器、壓縮機、冷凝器和膨脹閥；所述蒸發器與所述地源熱泵室外換熱子系統連接以吸收淺層地熱能，所述冷凝器與所述第三換熱器的熱源側輸入輸出口連接，所述第三換熱器的冷源側輸入輸出口與所述供熱水箱的第二熱源側輸入輸出口連接。在如上所述的生活熱水系統中，優選地，所述太陽能光伏光熱一體化子系統與所述壓縮機連接，以提供電能供所述壓縮機使用。在如上所述的生活熱水系統中，優選地，所述地源熱泵室外換熱子系統具有地埋管換熱器，所述地埋管換熱器包括：輸入管道、輸出管道和U形管，所述U形管的一端口與所述輸入管道的一端連接，所述輸入管道的另一端為所述地源熱泵室外換熱子系統的流體進口，所述U形管的另一端口與所述輸出管道的一端連接，所述輸出管道的另一端為所述地源熱泵室外換熱子系統的流體出口。本技術提供的技術方案帶來的有益效果是：冬季工況下，熱水需求量大，該生活熱水系統加熱自來水的熱源在此工況下有兩個，一個為光伏發電設備將太陽能轉化成電能時所產生的熱能，另一個為淺層地熱能，兩個熱源均不需要燃燒化石燃料獲得，減少了污染，促進了可再生能源的利用，同時解決了用熱水高峰的問題。春季、秋季和夏季工況下，熱水需求量相對較少，該生活熱水系統加熱自來水的熱源有一個，為光伏發電設備在將太陽能轉化成電能時所產生的熱能，但還可以將光伏發電設備發電時所產生的熱能向土壤淺層補熱，使得在冬季工況下，土壤淺層地熱能較高，提高用于加熱自來水的熱源的品質。附圖說明圖1為本技術實施例提供的一種生活熱水系統的結構示意圖。圖2為本技術實施例提供的一種光伏發電設備的結構示意圖。圖3為本技術實施例提供的一種熱傳導設備的結構示意圖。圖4為圖3中沿剖線A-A的結構示意圖。附圖標記說明如下：1熱傳導設備、11導熱件、12流體通道、13第一定壓罐、14第二定壓罐、2儲熱裝置、21貯熱水箱、211貯熱水箱的熱源側輸入輸出口、212貯熱水箱的冷源側輸入口、213貯熱水箱的冷源側輸出口、22第四換熱器、221第四換熱器的熱源側輸入輸出口、222第四換熱器的冷源側輸入輸出口、23第一換熱器、3地源熱泵室外換熱子系統、31地埋管換熱器、311地埋管換熱器的流體進口、312地埋管換熱器的流體出口、313U形管單元、32地源側循環水泵、321地源側循環水泵的出口、322地源側循環水泵的入口、33第三換熱器、34地源側集水器、35地源側分水器、41供熱水箱、42自來水管道、43熱水管道、44供熱水箱的第一熱源側本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種生活熱水系統，其特征在于，所述生活熱水系統包括：供熱水箱、第一換熱器、第二換熱器、第三換熱器、太陽能光伏光熱一體化子系統、地源熱泵室外換熱子系統和地源熱泵室內換熱子系統；所述供熱水箱的冷源側入口與自來水管道連接以接收自來水，所述供熱水箱的冷源側出口與熱水管道連接以輸出生活熱水；所述太陽能光伏光熱一體化子系統用于將太陽能轉化成電能，并經所述第一換熱器與所述供熱水箱的第一熱源側輸入輸出口連接，以將太陽能轉化成電能時所產生的熱能傳遞給所述供熱水箱內的自來水；所述地源熱泵室外換熱子系統經所述第二換熱器與所述太陽能光伏光熱一體化子系統連接，以在春季和秋季工況下通過閥門組將太陽能轉化成電能時所產生的熱能向土壤淺層補熱；還與所述地源熱泵室內換熱子系統連接，以在冬季工況下通過所述閥門組將土壤淺層能量傳遞給所述地源熱泵室內換熱子系統；所述地源熱泵室內換熱子系統經所述第三換熱器與所述供熱水箱的第二熱源側輸入輸出口連接，以在冬季工況下通過所述閥門組將土壤淺層能量傳遞給所述供熱水箱內的自來水。

【技術特征摘要】
1.一種生活熱水系統，其特征在于，所述生活熱水系統包括：供熱水箱、第一換熱器、第二換熱器、第三換熱器、太陽能光伏光熱一體化子系統、地源熱泵室外換熱子系統和地源熱泵室內換熱子系統；所述供熱水箱的冷源側入口與自來水管道連接以接收自來水，所述供熱水箱的冷源側出口與熱水管道連接以輸出生活熱水；所述太陽能光伏光熱一體化子系統用于將太陽能轉化成電能，并經所述第一換熱器與所述供熱水箱的第一熱源側輸入輸出口連接，以將太陽能轉化成電能時所產生的熱能傳遞給所述供熱水箱內的自來水；所述地源熱泵室外換熱子系統經所述第二換熱器與所述太陽能光伏光熱一體化子系統連接，以在春季和秋季工況下通過閥門組將太陽能轉化成電能時所產生的熱能向土壤淺層補熱；還與所述地源熱泵室內換熱子系統連接，以在冬季工況下通過所述閥門組將土壤淺層能量傳遞給所述地源熱泵室內換熱子系統；所述地源熱泵室內換熱子系統經所述第三換熱器與所述供熱水箱的第二熱源側輸入輸出口連接，以在冬季工況下通過所述閥門組將土壤淺層能量傳遞給所述供熱水箱內的自來水。2.根據權利要求1所述的生活熱水系統，其特征在于，所述閥門組包括：第一閥門至第六閥門共六個閥門，所述第一閥門的一端與所述第二換熱器的冷源側輸入口連接，所述第一閥門的另一端與所述地源熱泵室外換熱子系統的流體出口連接，所述第二閥門的一端與所述第二換熱器的冷源側輸出口連接，所述第三閥門連接于所述第二閥門的另一端與所述第一閥門的另一端之間，所述第二閥門的另一端分別與所述第四閥門的一端和所述第六閥門的一端連接，所述第四閥門的另一端與所述地源熱泵室外換熱子系統的流體進口連接，所述第六閥門的另一端與所述地源熱泵室內換熱子系統的地源側流體進口連接，所述第五閥門連接與所述地源熱泵室外換熱子系統的流體進口和所述地源熱泵室內換熱子系統的地源側流體出口之間。3.根據權利要求2所述的生活熱水系統，其特征在于，所述生活熱水系統還包括地源側循環水泵，所述地源側循環水泵連接于所述第四閥門的一端和所述第二閥門的另一端之間；所述地源側循環水泵還與所述太陽能光伏光熱一體化子系統連...

【專利技術屬性】
技術研發人員：蘇存堂，韓紅鳴，王哲，
申請(專利權)人：依科瑞德北京能源科技有限公司，
類型：新型
國別省市：北京,11