CN102679432B - 一种空气源混合动力地暖系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空气源混合动力地暖系统，包括：动力供给装置，包括空气热源泵和动力源，空气源热泵与所述动力源以串联的方式连接；热交换装置，热交换装置包括源端和负载端，其中，源端包括源端进口和源端出口，负载端包括负载进口和负载出口，源端进口与出水口连接；源端出口通过一止逆阀和第一循环泵与进水口连接；壁挂炉，壁挂炉进口一端与负载出口连接；地暖装置，其进口端通过分水器与第二循环泵连接，第二循环泵分别与壁挂炉的出口一端和负载出口连接；地暖装置的出口端通过集水器与负载进口连接；联动控制装置，联动控制装置与第一循环泵和第二循环泵连接，联动控制装置与分水器相连接。

Description

一种空气源混合动力地暖系统

技术领域

本发明一般涉及暖通技术领域，更确切地说，本发明涉及一种利用多种能源的加热产生的混合动力进行地暖供暖的系统。

背景技术

地暖，又称之为地板辐射采暖，其是以整个地面为散热器，通过地板辐射层中的热媒，均匀加热整个地面，利用地面自身的蓄热和热量向上辐射的规律由下至上进行传导，来达到取暖的目的。

地暖因其舒适，节能的特点成为一种重要的取暖方式，其主要特征包括蓄热能力强，保温持续时间长，而且根据需求，地暖能够进行分区域定时加热，减少能源浪费。

在现有的采暖系统技术中，主要采用的能源包括以下几种：天然气，煤，电等，如图1中所示的一种现有技术中的地暖供暖系统，利用传统的能源提供装置10，例如，锅炉等为地暖装置7供热。然而，传统的这种利用天然气、煤、电作为地暖能源供给，能耗大而且费用高昂；不利于其长期的使用和发展。空气源热水器是最近几年推出的新型热水节能产品，它不同于普通热水器的加热方式，其利用热泵原理(即逆卡诺循环原理)，从空气中吸取热量加压形成热能的一种热水供给设备，其只要输出效率达到普通电热水器四倍，燃油锅炉的两至三倍，是一种相当节能的产品。但是，由于冬天室外温度较低，容易结霜从而影响空气源热水器的使用，因而，通常空气源热水器只应用于生活热水，不能单独用于地暖系统。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种空气源混合动力地暖系统，利用空气源热泵以及普通热水器，例如容积式燃气热水器和容积式电热水器，组合使用的方式作为地暖的能源供给装置，能够达到节约能源的积极效果。

具体是通过下述技术方案实现的：

一种空气源混合动力地暖系统，其中，包括：

动力供给装置，所述动力供给装置包括空气源热泵和动力源，所述空气源热泵与所述动力源以串联的方式连接，所述空气源热泵的进口为所述动力供给装置的进水口；所述动力源的出口为所述动力供给装置的出水口；

热交换装置，所述热交换装置包括源端和负载端，其中，所述源端包括源端进口和源端出口，所述负载端包括负载进口和负载出口，所述源端进口与所述动力供给装置的出水口相连接；所述源端出口通过一止逆阀和第一循环泵与所述动力供给装置的进水口相连接；

壁挂炉，所述壁挂炉进口端与所述负载出口相连接；

地暖装置，所述地暖装置的进口端通过分水器与第二循环泵相连接，所述第二循环泵分别与所述壁挂炉的出口端和所述负载出口相连接；所述地暖装置的出口端通过集水器与所述负载进口相连接；

联动控制装置，所述联动控制装置与所述第一循环泵和所述第二循环泵连接，并且所述联动控制装置与所述分水器相连接。

上述的空气源混合动力地暖系统，其中，在所述出水口设置第一温度探测装置，所述第一温度探测装置与控制装置、所述动力供给装置相连接。

上述的空气源混合动力地暖系统，其中，所述动力源包括一个或多个串联的热水器，所述动力源的进口与所述空气源热泵的出口相连接，所述动力源的出口与所述热交换装置的源端进口相连接；还包括第二温度探测装置，所述第二温度探测装置分别与所述动力源和所述控制装置相连接。

上述的空气源混合动力地暖系统，其中，所述热水器可以是容积式燃气热水器或容积式电热水器。

上述的空气源混合动力地暖系统，其中，所述动力供给装置的出水口与生活用水装置相连接。

上述的空气源混合动力地暖系统，其中，所述动力供给装置的出口连接在第一三通管的进口端，所述生活用水装置的一端连接所述第一三通管的第一出口端，所述热交换装置的源端进口连接在所述第一三通管的第二出口端。

上述的空气源混合动力地暖系统，其中，还包括一第二三通管，所述第二三通管的第一进口端与所述热交换装置的源端出口相连接，所述第二三通管的第二进口端与一冷水供给装置相连接，所述第二三通管的出口端与所述动力供给装置的进水口相连接。

上述的空气源混合动力地暖系统，其中，还包括膨胀水箱，所述膨胀水箱分别与所述分水器和所述第二循环泵相连接。

上述的空气源混合动力地暖系统，其中，所述联动控制装置包括多个温度控制器，所述温度控制器分别与所述分水器相连接。

上述的空气源混合动力地暖系统，其中，还包括定时装置，所述定时装置与所述动力供给装置相连接。

本领域的技术人员阅读以下较佳实施例的详细说明，并参照附图之后，本发明的这些和其他方面的优势无疑将显而易见。

本发明采用空气源混合动力地暖系统，采用空气源热泵与普通容积式燃气热水器和/或容积式电热水器组合的方式作为供暖动力装置，通过此中空气组合方式，可以在地暖需要较高热量时，通过启动容积式电热水器和/或容积式燃气热水器以弥补空气源热泵不满足热量的需求；在保温状态下，则可以仅采用空气源热泵实现保温需求，从而可以很好地减少能耗，并且本发明在满足地暖需求的同时，还可以通过该动力供热装置，提供日常生活的其他热水使用，节约日常生活热水能耗。

附图说明

图1是现有技术中的一种地暖系统的机构示意图。

图2是本发明的一种空气源混合动力地暖系统的结构示意图。

图3是本发明和现有技术的地暖地面温度-时间对比曲线图。

图4是本发明的一种空气源混合动力地暖系统的控制系统电路图。

具体实施方式

参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例，然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。

本发明的一种空气源混合动力地暖系统的最佳实施例主要过程为：

请参见图2所示。动力供给装置1，该动力供给装置1包括进水口110和出水口111，在出水口111设置第一温度探测装置112，第一温度探测装置112与控制装置113、动力供给装置1相连接，具体地，动力供给装置1包括一空气源热泵11，还包括动力源(图中未标示)，该动力源可以有一个或多个普通热水器串联而成，并且该动力源与空气源热泵11相连接，在本发明的一个实施例中，动力源包括容积式电热水器12，还包括一容积式燃气热水器13，其中,空气源热泵11的进口为动力供给装置1的进水口110，将该空气源热泵11的出口与容积式电热水器12的进水口相连接，将容积式电热水器12的出水口与容积式燃气热水器13的进水口相连接，容积式燃气热水器13的出口即为动力供给装置1的出水口111。在本发明的变化实例中，还可以根据需要，设置多个容积式燃气热水器13和/或容积式电热水器12串联而成的动力源。另外，在实施中，还包括多个第二温度探测装置(图中未标示)，该第二温度探测装置分别与动力源中容积式电热水器12或容积式燃气热水器13相连接，用以测得容积式电热水器12或容积式燃气热水器13中的水温。并且，第二温度探测装置还分别与控制装置113相连接，用以控制动力源的工作。

进一步地，本发明还包括有热交换装置2，热交换装置2包括源端21和负载端22，其中，源端21包括源端进口211和源端出口212，负载端包括负载进口221和负载出口222，源端进口211与动力供给装置1的出水口111相连接；源端出口212通过一止逆阀3和第一循环泵41与动力供给装置1的进水口110相连接；在本发明的一个实施例中，动力供给装置1、热交换装置2和生活用水装置9通过第一三通管连接，其中，第一三通管包括两个出口端——第一出口端和第二出口端以及一进口端，其中，动力供给装置1的出水口111与第一三通管的进口端相连接，生活用水装置9与该第一三通管的第一出口端相连接，该生活用水装置9可以是淋浴装置或其它生活用水装置，将第一三通管的第二出口端与热交换装置2的源端进口211连接，从而，利用动力供给装置1不仅可以向地暖提供热能，而且还可以向其它生活用水装置供应热水。

还包括壁挂炉5，将壁挂炉5的进口端与热交换装置2的负载出口222相连接。进一步地，壁挂炉5的出口端通过一第二循环泵42、分水器61与地暖装置7相连接，另外，该地暖装置7还可以通过第二循环泵42、分水器61与热交换装置2的负载出口222相连接，可以直接通过热交换装置2向地暖装置7供热。地暖装置7的出水端通过集水器62与热交换装置2的负载进口221连接。

进一步地，还包括有膨胀水箱14，膨胀水箱14分别与分水器61和第二循环泵42相连接，以此使得膨胀水箱14与壁挂炉5、分水器61和热交换装置2形成循环回路。通过膨胀水箱14来为本发明的地暖系统吸收热膨胀量和补偿系统中水的胀缩量。

进一步地，本发明还包括联动控制装置8，该联动控制装置8分别与第一循环泵41和第二循环泵42连接，并且联动控制装置8与分水器61相连接，实施中，该联动控制装置8包括多个温度控制器81，例如，该联动控制装置8连接有三个温度控制器81，该温度控制器81可以分别与地暖装置7连接，用以对地暖装置7的不同区域进行温度控制。

在本发明的一个实施例中，初次启动时,通过第一温度探测装置112探测到出水口111处的水温低于设定的温度，例如，低于52度,通过控制装置113启动空气源热泵11开始启动循环加热，空气源热泵11开始对其中的冷水进行加热,加热后的热水流经动力源，然后再经过热交换装置2、第一循环泵41、止逆阀3后进入空气源热泵11进行再加热,这样通过不断循环直到出水口111的水温到达设定的52度，通过控制装置113发出信号空气源热泵11停止加热。由于空气源热泵11的热效率可达400％，通过这种方法，可以在不启动动力源进行加热的情况下，就能以最节能的方法加热。

在本发明的另一个实施例，热交换装置2、冷水供给装置0以及动力供给装置11之间通过第二三通管连接，其中，热交换装置2的源端出口212与第二三通管的第一进口端相连接，第二三通管的第二进口端与冷水供给装置0相连接，该第二三通管的出口端与动力供给装置1的进水口110相连接。当地暖装置7启动时，启动联动控制装置8，第一循环泵41和第二循环泵42启动，热水从动力供给装置1的出水口111流出，通过第一三通管，从热交换装置2的源端进口211进入换交换装置2之中，经过热量交换后的热水则由换热交换装置2的源端出口212经止逆阀3，第一循环泵41，流回到空气源热泵11；热交换装置2通过热量交换把源端21的热量传递给负载端22，通过第二循环泵42、分水器61向地暖装置7进行供热形成地暖供热的循环系统。

在本发明的另一个实施例中，热水从动力供给装置1的出水口111流出，通过第一三通管，从热交换装置2的源端进口211进入换交换装置2之中，经过热量交换后的热水则由换热交换装置2的源端出口212经止逆阀3，第一循环泵41，流回到空气源热泵11；热交换装置2通过热量交换把源端21的热量传递给负载端22，通过壁挂炉5、第二循环泵42、分水器61向地暖装置7进行供热，经过地暖中装置7后的热水通过集水器62、热交换装置2的负载进口221、源端出口212流回至空气源热泵11，形成一地暖供热的循环系统。实施中，还可以通过壁挂炉5进行热水的再次加热，再从壁挂炉5中流出，提高了流向地暖装置7的水温。

进一步地，本发明还包括有一控制系统，如图4所示。包括有若干个分别与空气源热泵11、热交换装置2、温度控制器81和壁挂炉5相连接的继电器01、继电器02、继电器03和继电器04。该控制系统的具体工作如下：1.当继电器01的A端与空气源热泵11连接，并且空气源热泵11有220伏输入，而继电器02的C端无输入，则与继电器02连接的热交换装置2源端21的B端输出由空气源热泵11提供，但此时不会导致C端通电。2.当C端有220伏输入而空气源热泵11无输入，则热交换装置2源端21的输出由C端提供，但此时不会导致A端通电。3.如果空气源热泵11和C端同时有220伏输入，则热交换装置2源端21有输出，并且因为空气源热泵11的A端和C端是同相电不会造成产品损坏。4.继电器03D端的输入代表的是室内温度控制器81是否有加热需求，当D端有220伏输入，则可激发壁挂炉5的运行模式，该种模式有程序状态和非程序状态两种。其中，继电器04的E端和F端连接壁挂炉5的控制端口，连通时壁挂炉5运行，断开时壁挂炉5不工作。继电器04的G端代表采暖管路的流向，当G端有220伏输入时，采暖回水通过壁挂炉5加热后进入地暖装置7。5.上述的程序状态模式可以定位壁挂炉5的加热时间，并做到节能最大化。6.当所有温度控制器81关闭则表示壁挂炉5不需要工作。7.为了安全，热交换装置2负载端22后端必须安装一个压差旁通以保证循环泵使用。

在本发明中，可以根据室外温度情况进行负荷调节，以达到节能最大化。例如，当室外温度在一定的温度值时，例如，室外温度为5度以上时，可以仅开启空气源热泵11进行地暖装置7的保温；当室外温度更加降低时，例如，当室外温度降至0度时，可以进一步开启动力源中的一个或多个热水器进行加热保温，例如，可以开启容积式电热水器12的电加热进行地暖保温；当室外温度降至-2度以下时，可以进一步开启容积式燃气热水器13的燃气加热进行地暖保温。

在本发明的另一个实施例中，第一温度探测装置112探测到动力供给装置1的出水口111的水温低于一定的温度，空气源热泵11开始启动进行循环加热。若空气源热泵11所产生的热量小于热交换装置2传递给地暖装置7的热量时，出水口111的水温越来越低，此时，可以启动动力源的容积式电热水器12和容积式燃气热水器13进行加热，并且对容积式电热水器12和容积式燃气热水器13分别设定一加热温度。随着地暖装置7的不断加热，当容积式电热水器12内的水温到达其设定的温度，例如达到40℃，此时通过控制装置113停止容积式电热水器12的加热。当热水流进容积式燃气热水器13，可以进一步对热水进行加热，并且当容积式燃气热水器13中的水温到达其设定的温度时，通过控制装置113停止容积式燃气热水器13的加热工作。

在本发明中，还可以包括定时装置(图中未标示)，该定时装置与动力供给装置1相连接，实施中，该定时装置包括多个定时器，分别与空气源热泵11和动力源中的容积式电热水器12和容积式燃气热水器13连接，根据用户使用情况通过定时器进行负荷调节，可以对动力供给装置1进行定时工作，从而达到节能最大化。

在本发明的另一个实施例中，生活用水装置9需要使用热水时，可以直接打开生活用水装置9，冷水直接通过第二三通管依次进入到空气源热泵11、动力源进行加热后，最后经由第一三通管进入生活用水装置9的热水管中。

如图3中所示，在本发明中，利用空气源热泵与其他动力源结合，作为地暖的混合动力系统，为地暖装置提供动力，其与传统中的动力供给系统相比，例如，锅炉加热系统，利用本发明中的混合动力进行供暖的地暖具有稳定的、具有持续性保温效果。

通过说明和附图，给出了具体实施方式的特定结构的典型实施例，因此，尽管上述发明提出了现有的较佳实施例，然而，这些内容并不作为局限。对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正，在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。

Claims (10)

1.一种空气源混合动力地暖系统，其特征在于，包括：

动力供给装置，所述动力供给装置包括空气源热泵和动力源，所述空气源热泵与所述动力源以串联的方式连接，所述空气源热泵的进口为所述动力供给装置的进水口，所述动力源的出口为所述动力供给装置的出水口；

热交换装置，所述热交换装置包括源端和负载端，其中，所述源端包括源端进口和源端出口，所述负载端包括负载进口和负载出口，所述源端进口与所述动力供给装置的出水口相连接；所述源端出口通过一止逆阀和第一循环泵与所述动力供给装置的进水口相连接；

壁挂炉，所述壁挂炉进口端与所述负载出口相连接；

地暖装置，所述地暖装置的进口端通过分水器与第二循环泵相连接，所述第二循环泵分别与所述壁挂炉的出口端和所述负载出口并联连接；所述地暖装置的出口端通过集水器与所述负载进口相连接；

联动控制装置，所述联动控制装置与所述第一循环泵和所述第二循环泵连接，并且所述联动控制装置与所述分水器相连接。

2.根据权利要求1所述的空气源混合动力地暖系统，其特征在于，在所述动力供给装置的出水口设置第一温度探测装置，所述第一温度探测装置与控制装置、所述动力供给装置相连接。

3.根据权利要求2所述的空气源混合动力地暖系统，其特征在于，所述动力源包括一个或多个串联的热水器，所述动力源的进口与所述空气源热泵的出口相连接，所述动力源的出口与所述热交换装置的源端进口相连接；还包括第二温度探测装置，所述第二温度探测装置分别与所述动力源和所述控制装置相连接。

4.根据权利要求3所述的空气源混合动力地暖系统，其特征在于，所述热水器可以是容积式燃气热水器或容积式电热水器。

5.根据权利要求1所述的空气源混合动力地暖系统，其特征在于，所述动力供给装置的出水口与生活供水装置相连接。

6.根据权利要求5所述的空气源混合动力地暖系统，其特征在于，所述动力供给装置的出口连接在第一三通管的进口端，所述生活供水装置的一端连接所述第一三通管的第一出口端，所述热交换装置的源端进口连接在所述第一三通管的第二出口端。

7.根据权利要求1所述的空气源混合动力地暖系统，其特征在于，还包括一第二三通管，所述第二三通管的第一进口端与所述热交换装置的源端出口相连接，所述第二三通管的第二进口端与一冷水供给装置相连接，所述第二三通管的出口端与所述动力供给装置的进水口相连接。

8.根据权利要求1所述的空气源混合动力地暖系统，其特征在于，还包括膨胀水箱，所述膨胀水箱分别与所述分水器和所述第二循环泵相连接。

9.根据权利要求1所述的空气源混合动力地暖系统，其特征在于，所述联动控制装置包括多个温度控制器，所述温度控制器分别与所述分水器相连接。

10.根据权利要求1所述的空气源混合动力地暖系统，其特征在于，还包括定时装置，所述定时装置与所述动力供给装置相连接。