CN103017245A - 一种多能源集成热水系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多能源集成热水系统，包括太阳能加热装置、燃气壁挂炉加热装置、空气能加热装置、水箱及主控制单元，太阳能换热盘管与太阳能集水器的进、出水管连接形成水循环回路，壁挂炉换热盘管与燃气壁挂炉加热装置的进、出水管连接形成水循环回路，太阳能换热盘管、壁挂炉换热盘管及空气能加热装置的冷凝器设置在水箱内，主控制单元的输出端与太阳能循环水泵、空气能循环泵及燃气循环泵电连接。该装置通过整合太阳能热水器、空气能热泵热水器和燃气壁挂炉热水器的长处，弥补各自的缺陷，在保证有热水使用的情况下，做到高效节能，同时燃气壁挂炉加热装置连接有地暖换热系统，提高了能量的利用率。

Description

一种多能源集成热水系统

技术领域

本发明涉及一种热水系统，特别是一种整合利用太阳能、空气能及燃气的多能源集成热水系统。 

背景技术

太阳能、空气能均是取之不尽用之不竭的能源，而且其不会对环境造成污染，然而传统的太阳能热水器在没有太阳的情况下不能工作，虽然也有辅助电加热功能的太阳能热水器，但其较为耗电，且电加热装置长期置于水中，容易引起漏电等安全隐患；空气能热泵热水器是利用压缩机将空气中的低温热能转化为高温热能来制热水温的一种热水器，其高效节能仅次于太阳能热水器，但其在气温非常低的情况下不能工作。目前，使用较多的燃气壁挂炉热水器因其采用燃气作为能源，工作不受自然环境条件限制，可以实现连续供给，但燃气为不可再生资源，使用成本高。 

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种多能源集成热水系统，其可以整合太阳能热水器、空气能热泵热水器和燃气壁挂炉热水器的长处，弥补各自的缺陷，提高能量的利用率，在保证有热水使用的情况下，做到高效节能。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 

一种多能源集成热水系统，包括太阳能加热装置、燃气壁挂炉加热装置、空气能加热装置、水箱及主控制单元，所述水箱设置有自来水进水口和卫生热水出水口，太阳能加热装置包括太阳能集热板、太阳能集水器及太阳能换热盘管，太阳能集水器的进水管上连接有太阳能循环水泵，太阳能集水器的进、出水管与太阳能换热盘管连接形成水循环回路，燃气壁挂炉加热装置包括燃气循环泵和壁挂炉换热盘管，燃气壁挂炉加热装置的进、出水管与壁挂炉换热盘管连接形成水循环回路，空气能加热装置包括压缩机、空气能循环泵和冷凝器，所述太阳能换热盘管、壁挂炉换热盘管及冷凝器设置在水箱内，主控制单元的输出端与太阳能循环水泵、空气能循环泵及燃气循环泵电连接。

作为上述技术方案的改进，所述水箱设置有安装于水箱上部的水箱上部温度传感器，太阳能集水器设置有与水箱上部温度传感器进行温度参照的太阳能集水器温度传感器，太阳能集水器温度传感器、水箱上部温度传感器与主控制单元的输入端连接。 

作为上述技术方案的进一步改进，所述水箱还设置有安装于水箱下部的水箱下部温度传感器，水箱下部温度传感器与主控制单元的输入端连接。 

进一步，所述水箱还设置有卫生热水回水口，卫生热水回水口和卫生热水出水口连接的管道上设置有回水水泵。 

进一步，所述太阳能集水器上设有用于散热的排气阀。 

进一步，所述空气能加热装置还包括蒸发器、风机及四通电磁阀，四通电磁阀并联连接压缩机、蒸发器及冷凝器，冷凝器与蒸发器之间的管道上连接有节流元件，压缩机、蒸发器、风机及四通电磁阀与主控制单元的输出端连接，主控制单元的输入端连接有用于检测室外环境温度的环境温度传感器。 

进一步，所述燃气壁挂炉加热装置连接有地暖换热系统。 

进一步，所述地暖换热系统设置有进、出水管，所述燃气壁挂炉加热装置的出水管上连接有三通电磁阀，三通电磁阀与地暖换热系统的进水管连接，地暖换热系统的出水管与燃气壁挂炉加热装置的进水管连通，三通电磁阀与主控制单元的输出端连接。 

本发明的有益效果是：本发明通过设置于水箱内的太阳能换热盘管、壁挂炉换热盘管及冷凝器，将太阳能加热装置、燃气壁挂炉加热装置及空气能加热装置整合利用，在阳光充足的时候，充分利用太阳能加热装置制热；在太阳能不能满足的情况下，利用空气能加热装置制热；在气温过低而且没有太阳能的情况下，利用燃气壁挂炉加热装置制热，从而保证了在任何情况下都有热水使用，同时最大程度地利用了高能效而且洁净能源。此外，燃气壁挂炉加热装置连接有地暖换热系统，在不影响水箱供热的情况下，可利用燃气壁挂炉加热装置对地暖换热系统进行供热，提高了本发明的能量利用率。 

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。 

图1是本发明的结构原理图； 

图2是本发明中的主控制单元的连接关系图。

具体实施方式

参照图1和图2，其是本发明的一较佳实施例，一种多能源集成热水系统包括太阳能加热装置1、燃气壁挂炉加热装置3、空气能加热装置2、水箱5及主控制单元，所述太阳能加热装置1包括太阳能集热板11、太阳能集水器12及太阳能换热盘管15，太阳能集水器12连接有进、出水管及太阳能自来水进水管13，太阳能集水器12的进水管上连接有太阳能循环水泵6，太阳能集水器12的进、出水管与太阳能换热盘管15连接形成水循环回路。所述燃气壁挂炉加热装置3包括燃气循环泵（图未示）、壁挂炉换热盘管36、燃气自来水进水口34、燃气进气口33、燃气卫生热水出水口32、采暖系统回水口35及采暖系统出水口31，采暖系统回水口35、采暖系统出水口31分别与水箱5通过进、出水管相连，燃气壁挂炉加热装置3的进、出水管与壁挂炉换热盘管36连接形成水循环回路。所述空气能加热装置2包括压缩机21、冷凝器26、蒸发器22、风机23及四通电磁阀27，四通电磁阀27并联连接压缩机21、蒸发器22及冷凝器26，冷凝器26与蒸发器22之间的管道上连接有节流元件24。所述压缩机21、蒸发器22、风机23及四通电磁阀27与主控制单元的输出端连接，主控制单元的输入端连接有用于检测室外环境温度的环境温度传感器。 

所述太阳能换热盘管15、壁挂炉换热盘管36及冷凝器26设置在水箱5内，所述主控制单元的输出端与太阳能循环水泵6、空气能循环泵25及燃气循环泵电连接。太阳能换热盘管15、壁挂炉换热盘管36及冷凝器26分别与3个加热装置各自形成一个封闭的循环加热系统对水箱5内的卫生水进行制热，避免水箱5内的卫生水与各加热装置的零件接触而产生水垢，一方面避免水箱5内的卫生水受到污染，另一方面提高了水箱5及各加热装置的使用寿命。 

进一步，所述燃气壁挂炉加热装置3连接有地暖换热系统4。所述地暖换热系统（4）设置有进、出水管，所述燃气壁挂炉加热装置3的出水管上连接有三通电磁阀8，三通电磁阀8与地暖换热系统4的进水管连接，地暖换热系统4的出水管与燃气壁挂炉加热装置3的进水管连通，三通电磁阀8与主控制单元的输出端连接。 

所述水箱5设置有自来水进水口53和卫生热水出水口54，优选地，水箱5还设置有卫生热水回水口55，卫生热水回水口55和卫生热水出水口54连接的管道上设置有回水水泵7，回水水泵7使得卫生热水从水箱5内流至各处卫生热水使用端9更加顺畅，并保证了水压的稳定。 

由于水箱5的温度为上部高下部低，为了避免水箱5上下部温度相差太大时水箱5下部将水箱5上部的热量带走，本发明采用太阳能集水器温度与水箱5上部温度对比来开启太阳能加热装置1，即所述水箱5设置有安装于水箱5上部的水箱上部温度传感器51，太阳能集水器12设置有与水箱上部温度传感器51进行温度参照的太阳能集水器温度传感器，太阳能集水器温度传感器、水箱上部温度传感器51与主控制单元的输入端连接。同时也因为水箱5上下部温度的差异性，为了更准确、更安全地对水箱5内的卫生水进行制热，本发明采用水箱上下部温度传感器来控制太阳能加热装置1、燃气壁挂炉加热装置3和空气能加热装置2，所述水箱5还设置有安装于水箱5下部的水箱下部温度传感器52，水箱下部温度传感器52与主控制单元的输入端连接。 

进一步，所述太阳能集水器12上设有用于散热的排气阀14，当主控制单元检测到水箱5上部温度大于某一定值（如90℃）时，则开启排气阀14排出太阳能集水器12内的水蒸气，通过水蒸气带走热量降低太阳能集水器12内的温度，进而通过太阳能换热盘管15换热降低水箱5内卫生水的温度，当水箱5上部温度下降到小于某一定值（如75℃）时，主控制单元则关闭排气阀14。 

本发明的工作原理：当太阳能充足时，主控制单元检测到太阳能集水器12的温度高出水箱5上部温度一定设定值（如10℃），则启动太阳能循环水泵6对水箱5内的卫生水进行制热；当太阳能较弱或无阳光时，由于每天固定时间段内（如15:00~00:00），主控制单元都会检测水箱5下部温度是否达到设定值，一旦水箱5下部温度在固定时间段内未达到设定值，而环境温度在空气能加热装置2允许工作的范围内，并且空气能加热装置2设置为开启自动模式情况下，主控制单元则启动压缩机21、风机23、蒸发器22及空气能循环泵25，利用空气能加热装置2制热；当水箱5下部温度在固定时间段内未到达设定值，而环境温度低于空气能加热装置2允许工作的温度（如-5℃）时，在燃气壁挂炉加热装置3处于开启自动模式下，主控制单元启动燃气循环泵并控制三通电磁阀8动作，接通燃气换热盘管与燃气壁挂炉加热装置3的进水管管道，利用燃气壁挂炉加热装置3制热，从而保证在任何情况下都有热水使用，同时最大程度地利用了高能效而且洁净能源。当水箱5下部温度达到设定值时，可用主控制单元控制三通电磁阀8，接通地暖换热系统4的出水管与燃气壁挂炉加热装置3的进水管，实现燃气壁挂炉加热装置3对地暖换热系统4的供热，提高本发明的能量利用率。当然，空气能加热装置2、燃气壁挂炉加热装置3除了开启自动模式外，还可以是处于强制工作模式，即人为地强制开启或关闭空气能加热装置2、燃气壁挂炉加热装置3，其工作状态与主控制单元检测的温度无关。 

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的内容。 

Claims (8)

1.一种多能源集成热水系统，其特征在于：包括太阳能加热装置（1）、燃气壁挂炉加热装置（3）、空气能加热装置（2）、水箱（5）及主控制单元，所述水箱（5）设置有自来水进水口（53）和卫生热水出水口（54），太阳能加热装置（1）包括太阳能集热板（11）、太阳能集水器（12）及太阳能换热盘管（15），太阳能集水器（12）的进水管上连接有太阳能循环水泵（6），太阳能集水器（12）的进、出水管与太阳能换热盘管（15）连接形成水循环回路，燃气壁挂炉加热装置（3）包括燃气循环泵和壁挂炉换热盘管（36），燃气壁挂炉加热装置（3）的进、出水管与壁挂炉换热盘管（36）连接形成水循环回路，空气能加热装置（2）包括压缩机（21）、空气能循环泵（25）和冷凝器（26），所述太阳能换热盘管（15）、壁挂炉换热盘管（36）及冷凝器（26）设置在水箱（5）内，主控制单元的输出端与太阳能循环水泵（6）、空气能循环泵（25）及燃气循环泵电连接。

2.根据权利要求1所述的一种多能源集成热水系统，其特征在于：所述水箱（5）设置有安装于水箱（5）上部的水箱上部温度传感器（51），太阳能集水器（12）设置有与水箱上部温度传感器（51）进行温度参照的太阳能集水器温度传感器，太阳能集水器温度传感器、水箱上部温度传感器（51）与主控制单元的输入端连接。

3.根据权利要求2所述的一种多能源集成热水系统，其特征在于：所述水箱（5）还设置有安装于水箱（5）下部的水箱下部温度传感器（52），水箱下部温度传感器（52）与主控制单元的输入端连接。

4.根据权利要求1所述的一种多能源集成热水系统，其特征在于：所述水箱（5）还设置有卫生热水回水口（55），卫生热水回水口（55）和卫生热水出水口（54）连接的管道上设置有回水水泵（7）。

5.根据权利要求1所述的一种多能源集成热水系统，其特征在于：所述太阳能集水器（12）上设有用于散热的排气阀（14）。

6.根据权利要求1所述的一种多能源集成热水系统，其特征在于：所述空气能加热装置（2）还包括蒸发器（22）、风机（23）及四通电磁阀（27），四通电磁阀（27）并联连接压缩机（21）、蒸发器（22）及冷凝器（26），冷凝器（26）与蒸发器（22）之间的管道上连接有节流元件（24），压缩机（21）、蒸发器（22）、风机（23）及四通电磁阀（27）与主控制单元的输出端连接，主控制单元的输入端连接有用于检测室外环境温度的环境温度传感器。

7.根据权利要求1所述的一种多能源集成热水系统，其特征在于：所述燃气壁挂炉加热装置（3）连接有地暖换热系统（4）。

8.根据权利要求7所述的一种多能源集成热水系统，其特征在于：所述地暖换热系统（4）设置有进、出水管，所述燃气壁挂炉加热装置（3）的出水管上连接有三通电磁阀（8），三通电磁阀（8）与地暖换热系统（4）的进水管连接，地暖换热系统（4）的出水管与燃气壁挂炉加热装置（3）的进水管连通，三通电磁阀（8）与主控制单元的输出端连接。

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