CN104848314A - 一种节能卫生型热水供应系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种节能卫生型热水供应系统主要由太阳能集热器、空气源热泵机组、热源控制箱、热源循环泵、容积式换热器、热水消毒装置、热水循环泵、控制柜和热水管网组成，太阳能集热器和空气源热泵机组并联连接，太阳能集热器和空气源热泵机组分别与热源供水管连接进水，太阳能集热器和空气源热泵机组回水再分别热源回水管连接，热源供水管和热源回水管分别与设置的容积式换热器连接，容积式换热器包括第一换热单元和第二换热单元，容积式换热器出水与热水供水管连接，在热水供水管上还装有热水消毒装置。本发明的有益效果是，本发明具有卫生、节能、高效、安全、环保和使用效果好等优点，可广泛适于住宅、酒店、办公、商场、洗浴中心等的集中热水供应系统。

Description

一种节能卫生型热水供应系统

技术领域

本发明涉及热水技术领域，具体地说是一种节能卫生型热水供应系统。

背景技术

随着社会的发展和人们生活水平的不断提高，人们对生活热水供应的要求越来越高。国家有关标准提出：生活热水水质应符合现行国家生活饮用水水质标准的要求，但生活热水系统与冷水给水系统有着不同的特性，生活热水系统的供水水温一般在55℃～60℃，回水温度在45℃，有些在管道中的热水水温在35℃～40℃，而在热水水温低于55℃时，则不易杀死滋生在温水中的各种细菌，尤其是军团菌之类致病菌。因此，建立生活热水水质消毒保证技术是保证人民身体健康的重要措施。目前，生活热水水质消毒保证技术主要分为化学消毒和物理消毒两种，化学消毒（如氯、二氧化氯和臭氧等）能够杀死大多数病原体，但有消毒副产物，而且在热水系统中不便于控制和投加；物理消毒更适合住宅和公共建筑热水系统的消毒，如紫外消毒杀菌、金属离子消毒、热力灭菌等，而且具有较好的使用效果和推广应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用太阳能集热器和空气源热泵机组联合为容积式换热器提供热源的节能卫生型热水供应系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种节能卫生型热水供应系统主要由太阳能集热器、空气源热泵机组、热源控制箱、热源循环泵、容积式换热器、热水消毒装置、热水循环泵、控制柜和热水管网组成，太阳能集热器和空气源热泵机组并联连接，太阳能集热器和空气源热泵机组分别与热源供水管连接进水，太阳能集热器和空气源热泵机组回水再分别热源回水管连接，且太阳能集热器进水装有电磁阀一控制，空气源热泵机组进水装有电磁阀二控制，在太阳能集热器出水连接热源回水管之前设有温度传感器一，温度传感器一、空气源热泵机组、电磁阀一和电磁阀二再分别由电缆线与就近设置的热源控制箱连接。

所述热源供水管和热源回水管分别与设置的容积式换热器连接，容积式换热器包括第一换热单元和第二换热单元，热源供水管和热源回水管分别与容积式换热器的第一换热单元连接，并作为容积式换热器的第一热源，且在热源供水管上装有热源循环泵，热源供水管在热源循环泵之前还设有压力传感器二和温度传感器三、并连接有膨胀罐一和补水稳压装置，容积式换热器的第二换热单元分别与辅热源供水管和辅热源回水管连接，第二换热单位作为容积式换热器的第二热源，并在辅热源供水管上装有温控阀，当第一热源供热不足时，第二热源自动投入运行和进行补偿加热，在容积式换热器上还装设有温控变送器和安全阀，容积式换热器进水与冷水供水管连接，冷水供水管连接在容积式换热器的底部，且在冷水供水管上装有水质处理器，冷水供水管上在水质处理器之后装有止回阀一，容积式换热器出水与热水供水管连接，热水供水管连接在容积式换热器的顶部，在热水供水管上设有压力传感器一和温度传感器二，热水供水管上还装有热水消毒装置，热水供水管在经过热水消毒装置之后再与热水管网连接，热水管网回水与热水回水管连接，热水回水管再与冷水供水管连接，且热水回水管连接在止回阀一之后的冷水供水管上，在热水回水管上装有过滤器，热水回水管在过滤器之后装有热水循环泵，热水回水管在过滤器之后、热水循环泵之前还设有温度传感器四和压力传感器三、并连接有膨胀罐二，热水回水管在热水循环泵之后装有止回阀二，热水回水管在经过止回阀二之后与冷水供水管连接。

所述热源控制箱、压力传感器一、温度传感器二、热水消毒装置、温控变送器、补水稳压装置、压力传感器二、热源循环泵、温度传感器三、水质处理器、热水循环泵、温度传感器四、压力传感器三和温控阀各自分别敷设电缆线与控制柜连接。

所述温度传感器一用于检测太能能集热器温度，并设有循环温度值和加热温度值两个控制点，且循环温度值优选在2℃～5℃范围，加热温度值优选在0.5～1℃范围，循环温度值用于控制电磁阀一打开循环，加热温度值用于控制电磁阀一关闭和停止循环。

本发明的工作原理是，采用太阳能集热器和空气源热泵机组之间相互配合、并为容积式换热提供第一热源，同时实现优先利用太阳能集热器节能，正常运行时，太阳能集热器将太阳光能转换为热能，太阳能集热器温度升高，温度传感器一检测太阳能集热器温度，并设有循环温度值和加热温度值两个控制点，当温度传感器一检测到太阳能集热器温度高于设定的循环温度值时，电磁阀一打开，热源循环泵启动运行、并通过热源供水管将太阳能集热器内的水导出和进入容积式换热器的第一换热单元释放热量，太阳能集热器温度降低，直至太阳能集热器温度低于温度传感器一设定的加热温度值时，电磁阀一关闭，热源循环泵停止运行，太阳能集热器温度开始升高，当太阳能集热器温度高于温度传感器一设定的循环温度值时，电磁阀一重新打开，热源循环泵启动运行，如此反复，实现太阳能集热器间接加热容积式换热器热水达到节能效果；

与此同时，装设有容积式换热器上的温控变送器检测容积式换热器的热水温度、并设有热水恒温值，当温控变送器检测到容积式换热器的热水温度在太阳能集热器加热、但在设定的加热时间内仍低于设定的热水恒温值时，空气源热泵机组将自动投入运行和提供热源，此时电磁阀二打开，热源循环泵运行；在空气源热泵机组运行、但容积式换热器的热水温度尚未能达到设定的热水恒温值时，容积式换热器将自动启动第二换热单元作为补偿加热，此时，装在辅热源供水管的温控阀依据温控变送器设定的热水恒温值自适应地调节其开度，直至全开或关闭，当温控变送器检测到容积式换热器的热水温度高于设定的热水恒温值时，温控阀关闭，容积式换热器的第二换热单元停止加热；在空气源热泵机组运行过程中，当温控变送器检测到容积式换热器的热水温度高于设定的热水恒温值时，空气源热泵机组自动停机，电磁阀二关闭，此时仅启动太阳能集热器维持容积式换热器所需热量；

热源循环泵在电磁阀一或/和电磁阀二打开时自动启动，当电磁阀一和电磁阀二均处于关闭状态时，热源循环泵自动停机；装在热源供水管上的压力传感器一检测热源循环泵进水压力、并设有无水压力保护值，温度传感器二检测热源供水管温度；

热水供应时，容积式换热器由冷水供水管提供有压补水水源，水质处理器对进入容积式换热器的有压补水水源进行阻垢缓垢处理，进入容积换热器的水经过加热、恒温后，再由热水供水管导入热水消毒装置进行灭菌消毒处理，然后输送至热水管网供应，热水管网回水再通过热水回水管回流至容积式换热器循环加热，压力传感器三检测热水供水管压力，温度传感器四检测热水供水管温度，装在热水回水管上的温度传感器三检测热水回水管温度、并设有启泵温度值和停泵温度值，且停泵温度值高于启泵温度值，其温差值优选在3℃～8℃范围内，当温度传感器三检测到热水回水管温度低于设定的启泵温度值时，热水循环泵启动，热水管网通过热水循环泵由容积式换热器进行再加热、再循环，热水回水管温度升高，当温度传感器三检测到热水回水管温度高于设定的停泵温度值时，热水循环泵停止运行，这样既能保证热水供应效果，又有利于节能；在热水循环泵运行过程中，装在热水回水管上的压力传感器二检测热水循环泵进水压力、并设有缺水压力值，且缺水压力值优选在0.1～0.3MPa的范围内，当压力传感器二检测到热水循环泵进水压力低于设定的缺水压力值时，热水循环泵停机保护、并报警，当压力传感器二检测到热水循环泵进水压力高于设定的缺水压力值时，缺水报警自动消除，热水循环泵也将恢复正常。

本发明的有益效果是，本发明具有卫生、节能、高效、安全、环保和使用效果好等优点，可广泛适于住宅、酒店、办公、商场、洗浴中心等的集中热水供应系统，并具有很好的推广应用前景。

附图说明

附图1为本发明的结构示意图。

图中，1、太阳能集热器，2、温度传感器一，3、热源回水管，4、空气源热泵机组，5、热源控制箱，6、电磁阀一，7、电磁阀二，8、热水管网，9、热源供水管，10、压力传感器一，11、温度传感器二，12、热水消毒装置，13、容积式换热器，14、温控变送器，15、控制柜，16、第一换热单元，17、补水稳压装置，18、膨胀罐一，19、压力传感器二，20、热源循环泵，21、电缆线，22、温度传感器三，23、冷水供水管，24、水质处理器，25、止回阀一，26、止回阀二，27、热水循环泵，28、温度传感器四，29、压力传感器三，30、膨胀罐二，31、过滤器，32、热水回水管，33、辅热源回水管，34、第二换热单元，35、辅热源供水管，36、温控阀，37、安全阀。

具体实施方式

下面就附图1对本发明的一种节能卫生型热水供应系统作以下详细地说明。

如附图1所示，本发明的一种节能卫生型热水供应系统主要由太阳能集热器1、空气源热泵机组4、热源控制箱5、热源循环泵20、容积式换热器13、热水消毒装置12、热水循环泵27、控制柜15和热水管网8组成，太阳能集热器1和空气源热泵机组4并联连接，太阳能集热器1和空气源热泵机组4分别与热源供水管9连接进水，太阳能集热器1和空气源热泵机组4回水再分别热源回水管3连接，且太阳能集热器1进水装有电磁阀一6控制，空气源热泵机组4进水装有电磁阀二7控制，在太阳能集热器1出水连接热源回水管3之前设有温度传感器一2，温度传感器一2、空气源热泵机组4、电磁阀一6和电磁阀二7再分别由电缆线21与就近设置的热源控制箱5连接。

所述热源供水管9和热源回水管3分别与设置的容积式换热器13连接，容积式换热器13包括第一换热单元16和第二换热单元34，热源供水管9和热源回水管3分别与容积式换热器13的第一换热单元16连接，并作为容积式换热器13的第一热源，且在热源供水管9上装有热源循环泵20，热源供水管9在热源循环泵20之前还设有压力传感器二19和温度传感器三22、并连接有膨胀罐一18和补水稳压装置17，容积式换热器13的第二换热单元34分别与辅热源供水管35和辅热源回水管33连接，第二换热单位34作为容积式换热器13的第二热源，并在辅热源供水管35上装有温控阀36，当第一热源供热不足时，第二热源自动投入运行和进行补偿加热，在容积式换热器13上还装设有温控变送器14和安全阀37，容积式换热器13进水与冷水供水管23连接，冷水供水管23连接在容积式换热器13的底部，且在冷水供水管23上装有水质处理器24，冷水供水管23上在水质处理器24之后装有止回阀一25，容积式换热器13出水与热水供水管连接，热水供水管连接在容积式换热器13的顶部，在热水供水管上设有压力传感器一10和温度传感器二11，热水供水管上还装有热水消毒装置12，热水供水管在经过热水消毒装置12之后再与热水管网8连接，热水管网8回水与热水回水管32连接，热水回水管32再与冷水供水管23连接，且热水回水管32连接在止回阀一25之后的冷水供水管23上，在热水回水管32上装有过滤器31，热水回水管32在过滤器31之后装有热水循环泵27，热水回水管32在过滤器31之后、热水循环泵27之前还设有温度传感器四28和压力传感器三29、并连接有膨胀罐二30，热水回水管32在热水循环泵27之后装有止回阀二26，热水回水管32在经过止回阀二26之后与冷水供水管23连接。

所述热源控制箱5、压力传感器一10、温度传感器二11、热水消毒装置12、温控变送器14、补水稳压装置17、压力传感器二19、热源循环泵20、温度传感器三22、水质处理器24、热水循环泵27、温度传感器四28、压力传感器三29和温控阀36各自分别敷设电缆线21与控制柜15连接。

所述温度传感器一2用于检测太能能集热器1温度，并设有循环温度值和加热温度值两个控制点，且循环温度值优选在2℃～5℃范围，加热温度值优选在0.5～1℃范围，循环温度值用于控制电磁阀一6打开循环，加热温度值用于控制电磁阀一6关闭和停止循环。

本发明的工作原理是，采用太阳能集热器1和空气源热泵机组4之间相互配合、并为容积式换热13提供第一热源，同时实现优先利用太阳能集热器1节能，正常运行时，太阳能集热器1将太阳光能转换为热能，太阳能集热器1温度升高，温度传感器一2检测太阳能集热器1温度，并设有循环温度值和加热温度值两个控制点，当温度传感器一2检测到太阳能集热器1温度高于设定的循环温度值时，电磁阀一6打开，热源循环泵20启动运行、并通过热源供水管9将太阳能集热器1内的水导出和进入容积式换热器13的第一换热单元16释放热量，太阳能集热器1温度降低，直至太阳能集热器1温度低于温度传感器一2设定的加热温度值时，电磁阀一6关闭，热源循环泵20停止运行，太阳能集热器1温度开始升高，当太阳能集热器1温度高于温度传感器一2设定的循环温度值时，电磁阀一6重新打开，热源循环泵20启动运行，如此反复，实现太阳能集热器1间接加热容积式换热器13热水达到节能效果；

与此同时，装设有容积式换热器13上的温控变送器14检测容积式换热器13的热水温度、并设有热水恒温值，当温控变送器14检测到容积式换热器13的热水温度在太阳能集热器1加热、但在设定的加热时间内仍低于设定的热水恒温值时，空气源热泵机组4将自动投入运行和提供热源，此时电磁阀二7打开，热源循环泵20运行；在空气源热泵机组4运行、但容积式换热器13的热水温度尚未能达到设定的热水恒温值时，容积式换热器13将自动启动第二换热单元34作为补偿加热，此时，装在辅热源供水管35的温控阀36依据温控变送器14设定的热水恒温值自适应地调节其开度，直至全开或关闭，当温控变送器14检测到容积式换热器13的热水温度高于设定的热水恒温值时，温控阀36关闭，容积式换热器13的第二换热单元34停止加热；在空气源热泵机组4运行过程中，当温控变送器14检测到容积式换热器13的热水温度高于设定的热水恒温值时，空气源热泵机组4自动停机，电磁阀二7关闭，此时仅启动太阳能集热器1维持容积式换热器13所需热量；

热源循环泵20在电磁阀一6或/和电磁阀二7打开时自动启动，当电磁阀一6和电磁阀二7均处于关闭状态时，热源循环泵20自动停机；装在热源供水管9上的压力传感器一19检测热源循环泵20进水压力、并设有无水压力保护值，温度传感器二22检测热源供水管9温度；

热水供应时，容积式换热器13由冷水供水管23提供有压补水水源，水质处理器24对进入容积式换热器13的有压补水水源进行阻垢缓垢处理，进入容积换热器13的水经过加热、恒温后，再由热水供水管导入热水消毒装置12进行灭菌消毒处理，然后输送至热水管网8供应，热水管网8回水再通过热水回水管32回流至容积式换热器13循环加热，压力传感器三10检测热水供水管压力，温度传感器四11检测热水供水管温度，装在热水回水管32上的温度传感器三28检测热水回水管32温度、并设有启泵温度值和停泵温度值，且停泵温度值高于启泵温度值，其温差值优选在3℃～8℃范围内，当温度传感器三28检测到热水回水管32温度低于设定的启泵温度值时，热水循环泵27启动，热水管网8通过热水循环泵27由容积式换热器13进行再加热、再循环，热水回水管32温度升高，当温度传感器三28检测到热水回水管32温度高于设定的停泵温度值时，热水循环泵27停止运行，这样既能保证热水供应效果，又有利于节能；在热水循环泵27运行过程中，装在热水回水管32上的压力传感器二29检测热水循环泵27进水压力、并设有缺水压力值，且缺水压力值优选在0.1～0.3MPa的范围内，当压力传感器二29检测到热水循环泵27进水压力低于设定的缺水压力值时，热水循环泵27停机保护、并报警，当压力传感器二29检测到热水循环泵27进水压力高于设定的缺水压力值时，缺水报警自动消除，热水循环泵27也将恢复正常。

Claims (8)

1.一种节能卫生型热水供应系统主要由太阳能集热器、空气源热泵机组、热源控制箱、热源循环泵、容积式换热器、热水消毒装置、热水循环泵、控制柜和热水管网组成，其特征在于，太阳能集热器和空气源热泵机组并联连接，太阳能集热器和空气源热泵机组分别与热源供水管连接进水，太阳能集热器和空气源热泵机组回水再分别热源回水管连接，且太阳能集热器进水装有电磁阀一，空气源热泵机组进水装有电磁阀二，热源供水管和热源回水管分别与设置的容积式换热器连接，容积式换热器包括第一换热单元和第二换热单元，热源供水管和热源回水管分别与容积式换热器的第一换热单元连接，容积式换热器进水与冷水供水管连接，容积式换热器出水与热水供水管连接，在热水供水管上还装有热水消毒装置。

2.根据权利要求1所述的一种节能卫生型热水供应系统，其特征在于，在太阳能集热器出水连接热源回水管之前设有温度传感器一，温度传感器一、空气源热泵机组、电磁阀一和电磁阀二再分别由电缆线与就近设置的热源控制箱连接。

3.根据权利要求1所述的一种节能卫生型热水供应系统，其特征在于，在热源供水管上装有热源循环泵，热源供水管在热源循环泵之前还设有压力传感器二和温度传感器三、并连接有膨胀罐一和补水稳压装置。

4.根据权利要求1所述的一种节能卫生型热水供应系统，其特征在于，容积式换热器的第二换热单元分别与辅热源供水管和辅热源回水管连接，并在辅热源供水管上装有温控阀。

5.根据权利要求1所述的一种节能卫生型热水供应系统，其特征在于，在容积式换热器上还装设有温控变送器和安全阀。

6.根据权利要求1所述的一种节能卫生型热水供应系统，其特征在于，在冷水供水管上装有水质处理器，冷水供水管上在水质处理器之后装有止回阀一。

7.根据权利要求1所述的一种节能卫生型热水供应系统，其特征在于，在热水供水管上设有压力传感器一和温度传感器二。

8.根据权利要求1所述的一种节能卫生型热水供应系统，其特征在于，热水供水管在经过热水消毒装置之后与热水管网连接，热水管网回水与热水回水管连接，热水回水管再与冷水供水管连接，且热水回水管连接在止回阀一之后的冷水供水管上，在热水回水管上装有过滤器，热水回水管在过滤器之后装有热水循环泵，热水回水管在过滤器之后、热水循环泵之前还设有温度传感器四和压力传感器三、并连接有膨胀罐二，热水回水管在热水循环泵之后装有止回阀二。