CN104515302B - 一种燃气热水器与空气源热泵组成的复合系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种燃气热水器与空气源热泵组成的复合系统，结构中包括燃气热水器和空气源热泵，空气源热泵的出水口与燃气热水器的进水口相连，燃气热水器的出水口设置有温度传感器，燃气热水器的出水口连接至用户端；燃气热水器的排气管连接至换热盘管，空气源热泵的冷媒通过换热盘管后流入蒸发器，蒸发器外侧设置有套管，套管的进口处设置有四通阀，四通阀分别连接至换热盘管的排气出口、套管的进口、第一通气管和第二通气管，第二通气管上设置有鼓风机，套管内设置有若干个紊流板。本发明能够解决现有技术的不足，提高了高温尾气的余热利用率，并同时简化了除霜装置的结构，提高了设备运行的可靠性。

Description

一种燃气热水器与空气源热泵组成的复合系统
技术领域
本发明涉及暖通技术领域，尤其是一种燃气热水器与空气源热泵组成的复合系统。
背景技术
随着人们对节能环保的重视，提高暖通设备的能源利用率成为了技术人员研究的重要方向之一。空气源热泵就是近些年新兴的一种暖通设备，其具有比一般暖通设备更高的能源利用，且废气排放少。但是，单独的空气源热泵系统存在冬季能效低，外部蒸发器除霜困难的问题。针对这个缺陷，中国专利CN102003835B公开了一种扫描除霜式空气源燃气热泵，解决了除霜困难的问题。但是，还是存在除霜装置结构复杂，运动器件多，故障率高的缺点；同时，燃气发动机的高温尾气仅仅用于除霜，余热利用率低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种气热水器与空气源热泵组成的复合系统，能够解决现有技术的不足，提高了高温尾气的余热利用率，并同时简化了除霜装置的结构，提高了设备运行的可靠性。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
一种燃气热水器与空气源热泵组成的复合系统，结构中包括燃气热水器和空气源热泵，空气源热泵的出水口与燃气热水器的进水口相连，燃气热水器的出水口设置有温度传感器，燃气热水器的出水口连接至用户端；燃气热水器的排气管连接至换热盘管，空气源热泵的冷媒通过换热盘管后流入蒸发器，蒸发器外侧设置有套管，套管的进口处设置有四通阀，四通阀分别连接至换热盘管的排气出口、套管的进口、第一通气管和第二通气管，第二通气管上设置有鼓风机，套管内设置有若干个紊流板。
作为本发明的一种优选技术方案，所述换热盘管采用双层管结构，内管与蒸发器相连，外管与排气管相连，内管与外管的外径之比为1：4。
作为本发明的一种优选技术方案，所述紊流板在所述套管内部交叉设置，紊流板向气流方向倾斜，紊流板上设置有若干个通孔。
作为本发明的一种优选技术方案，所述燃气热水器和空气源热泵之间设置有单向阀。
作为本发明的一种优选技术方案，所述排气管设置有过滤器。
作为本发明的一种优选技术方案，所述燃气热水器采用天然气热水器。
作为本发明的一种优选技术方案，所述过滤器的结构中包括依次串联的干燥剂层、碱性吸附剂层和HEPA过滤层。
采用上述技术方案所带来的有益效果在于：在夏季，外界气温高，不使用燃气热水器时，调节四通阀，使第二通气管与套管的进口相通，通过鼓风机提高套管内的空气流通速度，进而提高蒸发器的换热效率。在冬季，为了提高出水温度，使用燃气热水器对空气源热泵的出水进行二次加热。燃气热水器的高温尾气首先经过换热盘管和冷媒进行第一次热交换，形成中温尾气，中温尾气通过四通阀进入套管内，一方面对蒸发器进行除霜，同时与蒸发器中的冷媒进行第二次热交换，形成低温尾气排出。整个装置中出了一台鼓风机，没有其它运动部件，大大提高了设备的运行可靠性；尾气经过两次热交换，并同时进行散热除霜，充分利用了余热。换热盘管的内管与外管的外径之比为1：4，在换热盘管体积不变和保持冷媒流量不变的同时最大限度的提高了热交换速率。紊流板的设计可以提高套管内的气流均匀性，提高换热效率，紊流板向气流方向倾斜，可以减少紊流板对气流的阻力，通孔可以提高气流的通过面积。使用天然气作为燃料，排放的废气少，节约了尾气处理的设备成本。干燥剂层用于吸收为其中的水蒸气，碱性吸附剂层用于吸收二氧化碳和硫化物，HEPA过滤层用于过滤固体颗粒。
附图说明
图1是本发明一个具体实施方式的示意图。
图2是本发明一个具体实施方式中换热盘管的结构图。
图3是本发明一个具体实施方式中套管的结构图。
图4是本发明一个具体实施方式中过滤器的结构图。
图中：1、燃气热水器；2、空气源热泵；3、温度传感器；4、排气管；5、换热盘管；6、蒸发器；7、套管；8、四通阀；9、第一通气管；10、第二通气管；11、鼓风机；12、紊流板；13、内管；14、外管；15、通孔；16、单向阀；17、过滤器；18、干燥剂层；19、碱性吸附剂层；20、HEPA过滤层。
具体实施方式
参照图1-4，一种燃气热水器与空气源热泵组成的复合系统，结构中包括燃气热水器1和空气源热泵2，空气源热泵2的出水口与燃气热水器1的进水口相连，燃气热水器1的出水口设置有温度传感器3，燃气热水器1的出水口连接至用户端；燃气热水器1的排气管4连接至换热盘管5，空气源热泵2的冷媒通过换热盘管5后流入蒸发器6，蒸发器6外侧设置有套管7，套管7的进口处设置有四通阀8，四通阀8分别连接至换热盘管5的排气出口、套管7的进口、第一通气管9和第二通气管10，第二通气管10上设置有鼓风机11，套管7内设置有若干个紊流板12。
值得注意的是，所述换热盘管5采用双层管结构，内管13与蒸发器6相连，外管14与排气管4相连，内管13与外管14的外径之比为1：4。
值得注意的是，所述紊流板12在所述套管7内部交叉设置，紊流板12向气流方向倾斜，紊流板12上设置有若干个通孔15。
值得注意的是，所述燃气热水器1和空气源热泵2之间设置有单向阀16。
值得注意的是，所述排气管4设置有过滤器17。
值得注意的是，所述燃气热水器1采用天然气热水器。
此外，所述过滤器17的结构中包括依次串联的干燥剂层18、碱性吸附剂层19和HEPA过滤层20。
其中，对换热盘管5的内管13与外管14的外径之比的优选范围进行的对比试验，结果如下。
内管与外管的外径之比 吸热率
1：2 46J/cm2·s
1：3 51J/cm2·s
1：4 69J/cm2·s
1：5 63J/cm2·s
1：6 59J/cm2·s
上述描述仅作为本发明可实施的技术方案提出，不作为对其技术方案本身的单一限制条件。

Claims (3)

1.一种燃气热水器与空气源热泵组成的复合系统，结构中包括燃气热水器(1)和空气源热泵(2)，其特征在于：空气源热泵(2)的出水口与燃气热水器(1)的进水口相连，燃气热水器(1)的出水口设置有温度传感器(3)，燃气热水器(1)的出水口连接至用户端；燃气热水器(1)的排气管(4)连接至换热盘管(5)，空气源热泵(2)的冷媒通过换热盘管(5)后流入蒸发器(6)，蒸发器(6)外侧设置有套管(7)，套管(7)的进口处设置有四通阀(8)，四通阀(8)分别连接至换热盘管(5)的排气出口、套管(7)的进口、第一通气管(9)和第二通气管(10)，第二通气管(10)上设置有鼓风机(11)，套管(7)内设置有若干个紊流板(12)；
所述换热盘管(5)采用双层管结构，内管(13)与蒸发器(6)相连，外管(14)与排气管(4)相连，内管(13)与外管(14)的外径之比为1：4；
所述紊流板(12)在所述套管(7)内部交叉设置，紊流板(12)向气流方向倾斜，紊流板(12)上设置有若干个通孔(15)；
所述排气管(4)设置有过滤器(17)；
所述过滤器(17)的结构中包括依次串联的干燥剂层(18)、碱性吸附剂层(19)和HEPA过滤层(20)。
2.根据权利要求1所述的燃气热水器与空气源热泵组成的复合系统，其特征在于：所述燃气热水器(1)和空气源热泵(2)之间设置有单向阀(16)。
3.根据权利要求1所述的燃气热水器与空气源热泵组成的复合系统，其特征在于：所述燃气热水器(1)采用天然气热水器。
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