CN104848371A - 多热源热水供应系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了多热源热水供应系统，主要由集热贮热水箱、太阳能集热器、板式换热器、空气源热泵机组、循环泵、热水变频泵、膨胀罐、控制柜和热水管网组成，集热贮热水箱底部分别连接有循环管和热水供水管，且热水供水管与热水管网连接，热水管网回水与热水回水管连接，热水回水管再与集热贮热水箱连接，在循环管上装有循环泵，循环泵出水与配水总管连接，再由配水总管分别与太阳能供水管、热泵供水管和换热供水管连接。本发明的有益效果是，本发明采用太阳能集热器与空气源热泵机组及板式换热器之间的优化集成与组合，实现了多热源热水供应系统，这不但提高了热水全年应用的安全性，而且节能、环保，可无人值守。

Description

多热源热水供应系统

技术领域

本发明涉及生活热水技术领域，具体地说是一种多热源热水供应系统。

背景技术

随着社会发展和生活水平提高，热水供应系统在住宅、酒店、办公、洗浴中心、会所等场所广泛使用。目前市场的热水供应系统大多数是采用锅炉、空气源热泵热水机组等单一热源，存在安全隐患，也不利于热源的优化组合。

发明内容

本发明的目的在于提供一种节能高效、且安全性高、使用效果好的多热源热水供应系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：多热源热水供应系统主要由集热贮热水箱、太阳能集热器、板式换热器、空气源热泵机组、循环泵、热水变频泵、膨胀罐、控制柜和热水管网组成，在集热贮热水箱内设有温度传感器四和水位传感器，集热贮热水箱底部分别连接有循环管和热水供水管，且热水供水管与热水管网连接，热水管网回水与热水回水管连接，热水回水管再与集热贮热水箱连接，在热水供水管装有热水变频泵，热水供水管在热水变频泵之后设有压力传感器和温度表、并装有膨胀罐，在热水回水管上装有过滤器三，热水回水管在过滤器三之后装有电磁阀四，热水回水管在过滤器三之后、电磁阀四之前还设有温度传感器五，集热贮热水箱还连接有补水管进水，且在补水管装有电磁阀一控制进水，补水管在电磁阀一之后设有软化水处理装置。

所述集热贮热水箱底部连接的循环管上装有循环泵，循环泵出水与配水总管连接，再由配水总管分别与太阳能供水管、热泵供水管和换热供水管连接，太阳能供水管与太阳能集热器进水连接，太阳能集热器出水与太阳能回水管连接，太阳能回水管再与集热贮热水箱连接，在太阳能集热器出水连接太阳能回水管之前设有温度传感器一，在太阳能供水管上装有电磁阀三，在热泵供水管上装有电磁阀二，热泵供水管在电磁阀二之后与设置的空气源热泵机组进水连接，空气源热泵机组出水设有热泵回水管与集热贮热水箱连接，在换热供水管上装有电磁阀五，换热供水管在电磁阀五之后与设置的板式换热器二次侧进口连接，板式换热器的二次侧出口与换热回水管连接，换热回水管的另一端与集热贮热水箱连接，板式换热器的一次侧接口分别与辅热源供水管和辅热源回水管连接，在辅热源供水管上装有过滤器一，辅热源供水管在过滤器一之后装有温控阀，辅热源供水管在温控阀之后设有温度传感器二，在辅热源回水管上装有超声波流量计，辅热源回水管在超声波流量计之后设有温度传感器三，所述温度传感器二、温度传感器三和超声波流量计用线分别与热能积算仪连接，热能积算仪用于计量板式换热器输出的热量。

所述温度传感器一、软化水处理装置、电磁阀一、温控阀、热能积算仪、空气源热泵机组、电磁阀二、电磁阀三、循环泵、温度传感器四、水位传感器、热水变频泵、压力传感器、温度传感器五、电磁阀四和电磁阀五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三打开循环，加热温度值用于控制电磁阀三关闭和停止循环。

所述水位传感器用于检测集热贮热水箱水位，并设有高水位点、低水位点和缺水水位点共三个控制点，高水位点用于控制集热贮热水箱停止进水，电磁阀一关闭，软化水处理装置失电停机；低水位点用于集热贮热水箱补水，电磁阀一打开，软化水处理装置得电开机；缺水水位点用于控制运行中的循环泵及热水变频泵停机保护、并报警，当集热贮热水箱水位恢复到低水位点及以上时，报警消除和系统恢复正常。

所述软化水处理装置用于对集热贮热水箱的补水管进水进行软化，以降低Ca²⁺、Mg²⁺硬度。

本发明的工作原理是，利用太阳能集热器、空气源热泵机组及板式换热器各自对集热贮热水箱分别加热制备热水，再由热水变频泵从集热贮热水箱内抽取热水、经恒压后输送至热水管网供应，热水管网回水再经热水回水管回流至集热贮热水箱进行循环加热，温度传感器四检测集热贮热水箱温度、并设有储热恒温值，集热贮热水箱优先启动太阳能集热器加热，当启动太阳能集热器加热而集热贮热水箱温度尚未达到设定的储热恒温值时，集热贮热水箱相继启动空气源热泵机组和板式换热器加热；

集热贮热水箱启动太阳能集热器加热时，电磁阀三打开，集热贮热水箱的水经过循环泵加压、太阳能供水管输送至太阳能集热器置换，同时太阳能集热器内的水由太阳能回水管回流至集热贮热水箱，太阳能集热器温度降低，集热贮热水箱温度升高，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，电磁阀三关闭，循环泵停止运行，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，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，电磁阀三重新打开，循环泵启动运行，如此反复，达到太阳能集热器加热、集热贮热水箱储热效果；

当温度传感器四检测集热贮热水箱温度低于设定的储热恒温值时，首先由空气源热泵机组自动投入运行，并对集热贮热水箱进行补偿加热，电磁阀二打开，循环泵运行，且循环泵从集热贮热水箱内取水、经电磁阀二后进入空气源热泵机组加热，再由热泵回水管回流至集热贮热水箱，如此循环加热，使集热贮热水箱温度恒定在设定的储热恒温值上；在空气源热泵机组运行、但集热贮热水箱温度尚未能达到设定的储热恒温值时，再启动板式换热器加热，此时电磁阀五打开进水，同时板式换热器将由温控阀打开辅热源供水管提供辅助热源进行再加热，温控阀相对于温度传感器四设定的储热恒温值自适应地调节其开度，直至全开或关闭，当温度传感器四检测到集热贮热水箱温度高于设定的储热恒温值时，温控阀关闭进入板式换热器的辅助热源，板式换热器停止加热，电磁阀五关闭；在空气源热泵机组运行过程中，当温度传感器四检测集热贮热水箱温度高于设定的储热恒温值时，空气源热泵机组自动停机，电磁阀二关闭，此时集热贮热水箱仅由太阳能集热器加热节能；

与此同时，装在热水供水管上的压力传感器检测热水供水管压力、并设有热水出水恒压值，热水变频泵相对于压力传感器设定的热水出水恒压值进行变频恒压运行，当压力传感器检测到热水供水管压力低于设定的热水出水恒压值时，热水变频泵提高其转速，热水供水管压力升高，当压力传感器检测到热水供水管压力高于设定的热水出水恒压值时，热水变频泵降低其转速，热水供水管压力下降，从而使热水供水管压力始终保持在压力传感器设定的热水出水恒压值上运行；

装在热水回水管上的温度传感器五检测热水回水管温度、并设有开阀温度值和闭阀温度值，当温度传感器五检测到热水回水管温度低于设定的开阀温度值时，电磁阀四打开，当温度传感器五检测到热水回水管温度高于设定的闭阀温度值时，电磁阀四关闭和切断热水回水管回水；

在电磁阀二、电磁阀三及电磁阀五中的一个、二个或三个开启时，循环泵将自动启动运行，当电磁阀二、电磁阀三及电磁阀五均处于关闭时，循环泵停止。

本发明的有益效果是，本发明采用太阳能集热器与空气源热泵机组及板式换热器之间的优化集成与组合，实现了多热源热水供应系统，这不但提高了热水全年应用的安全性，而且节能、环保，可无人值守。

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、太阳能回水管，4、软化水处理装置，5、电磁阀一，6、补水管，7、电缆线，8、换热回水管，9、板式换热器，10、温度传感器二，11、温控阀，12、过滤器一，13、辅热源供水管，14、热能积算仪，15、温度传感器三，16、辅热源回水管，17、超声波流量计，18、空气源热泵机组，19、太阳能供水管，20、热泵供水管，21、电磁阀二，22、电磁阀三，23、循环泵，24、过滤器二，25、温度传感器四，26、循环管，27、集热贮热水箱，28、水位传感器，29、热水供水管，30、热水变频泵，31、压力传感器，32、温度表，33、膨胀罐，34、热水回水管，35、过滤器三，36、温度传感器五，37、电磁阀四，38、配水总管，39、热泵回水管，40、换热供水管，41、电磁阀五，42、控制柜，43、热水管网。

具体实施方式

下面就附图1对本发明的多热源热水供应系统作以下详细地说明。

如附图1所示，本发明的多热源热水供应系统主要由集热贮热水箱27、太阳能集热器1、板式换热器9、空气源热泵机组18、循环泵23、热水变频泵30、膨胀罐33、控制柜42和热水管网43组成，在集热贮热水箱27内设有温度传感器四25和水位传感器28，集热贮热水箱27底部分别连接有循环管26和热水供水管29，且热水供水管29与热水管网43连接，热水管网43回水与热水回水管34连接，热水回水管34再与集热贮热水箱27连接，在热水供水管29装有热水变频泵30，热水供水管29在热水变频泵30之后设有压力传感器31和温度表32、并装有膨胀罐33，在热水回水管34上装有过滤器三35，热水回水管34在过滤器三35之后装有电磁阀四37，热水回水管34在过滤器三35之后、电磁阀四37之前还设有温度传感器五36，集热贮热水箱27还连接有补水管6进水，且在补水管6装有电磁阀一5控制进水，补水管6在电磁阀一5之后设有软化水处理装置4。

所述集热贮热水箱27底部连接的循环管26上装有循环泵23，循环泵23出水与配水总管38连接，再由配水总管38分别与太阳能供水管19、热泵供水管20和换热供水管40连接，太阳能供水管19与太阳能集热器1进水连接，太阳能集热器1出水与太阳能回水管3连接，太阳能回水管3再与集热贮热水箱27连接，在太阳能集热器1出水连接太阳能回水管3之前设有温度传感器一2，在太阳能供水管19上装有电磁阀三22，在热泵供水管20上装有电磁阀二21，热泵供水管20在电磁阀二21之后与设置的空气源热泵机组18进水连接，空气源热泵机组18出水设有热泵回水管39与集热贮热水箱27连接，在换热供水管40上装有电磁阀五41，换热供水管40在电磁阀五41之后与设置的板式换热器9二次侧进口连接，板式换热器9的二次侧出口与换热回水管8连接，换热回水管8的另一端与集热贮热水箱27连接，板式换热器9的一次侧接口分别与辅热源供水管13和辅热源回水管16连接，在辅热源供水管13上装有过滤器一12，辅热源供水管13在过滤器一12之后装有温控阀11，辅热源供水管13在温控阀11之后设有温度传感器二10，在辅热源回水管16上装有超声波流量计17，辅热源回水管16在超声波流量计17之后设有温度传感器三15，所述温度传感器二10、温度传感器三15和超声波流量计17用线分别与热能积算仪14连接，热能积算仪14用于计量板式换热器9输出的热量。

所述温度传感器一2、软化水处理装置4、电磁阀一5、温控阀11、热能积算仪14、空气源热泵机组18、电磁阀二21、电磁阀三22、循环泵23、温度传感器四25、水位传感器28、热水变频泵30、压力传感器31、温度传感器五36、电磁阀四37和电磁阀五41各自分别敷设电缆线7与控制柜42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三22打开循环，加热温度值用于控制电磁阀三22关闭和停止循环。

所述水位传感器28用于检测集热贮热水箱27水位，并设有高水位点、低水位点和缺水水位点共三个控制点，高水位点用于控制集热贮热水箱27停止进水，电磁阀一5关闭，软化水处理装置4失电停机；低水位点用于集热贮热水箱27补水，电磁阀一5打开，软化水处理装置4得电开机；缺水水位点用于控制运行中的循环泵23及热水变频泵30停机保护、并报警，当集热贮热水箱27水位恢复到低水位点及以上时，报警消除和系统恢复正常。

所述软化水处理装置4用于对集热贮热水箱27的补水管6进水进行软化，以降低Ca²⁺、Mg²⁺硬度。

本发明的工作原理是，利用太阳能集热器1、空气源热泵机组18及板式换热器9各自对集热贮热水箱27分别加热制备热水，再由热水变频泵30从集热贮热水箱27内抽取热水、经恒压后输送至热水管网43供应，热水管网43回水再经热水回水管34回流至集热贮热水箱27进行循环加热，温度传感器四25检测集热贮热水箱27温度、并设有储热恒温值，集热贮热水箱27优先启动太阳能集热器1加热，当启动太阳能集热器1加热而集热贮热水箱27温度尚未达到设定的储热恒温值时，集热贮热水箱27相继启动空气源热泵机组18和板式换热器9加热；

集热贮热水箱27启动太阳能集热器1加热时，电磁阀三22打开，集热贮热水箱27的水经过循环泵23加压、太阳能供水管19输送至太阳能集热器1置换，同时太阳能集热器1内的水由太阳能回水管3回流至集热贮热水箱27，太阳能集热器1温度降低，集热贮热水箱27温度升高，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，电磁阀三22关闭，循环泵23停止运行，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，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，电磁阀三22重新打开，循环泵23启动运行，如此反复，达到太阳能集热器1加热、集热贮热水箱27储热效果；

当温度传感器四25检测集热贮热水箱27温度低于设定的储热恒温值时，首先由空气源热泵机组18自动投入运行，并对集热贮热水箱27进行补偿加热，电磁阀二21打开，循环泵23运行，且循环泵23从集热贮热水箱27内取水、经电磁阀二21后进入空气源热泵机组18加热，再由热泵回水管39回流至集热贮热水箱27，如此循环加热，使集热贮热水箱27温度恒定在设定的储热恒温值上；在空气源热泵机组18运行、但集热贮热水箱27温度尚未能达到设定的储热恒温值时，再启动板式换热器9加热，此时电磁阀五41打开进水，同时板式换热器9将由温控阀11打开辅热源供水管13提供辅助热源进行再加热，温控阀11相对于温度传感器四25设定的储热恒温值自适应地调节其开度，直至全开或关闭，当温度传感器四25检测到集热贮热水箱27温度高于设定的储热恒温值时，温控阀11关闭进入板式换热器9的辅助热源，板式换热器9停止加热，电磁阀五41关闭；在空气源热泵机组18运行过程中，当温度传感器四25检测集热贮热水箱27温度高于设定的储热恒温值时，空气源热泵机组18自动停机，电磁阀二21关闭，此时集热贮热水箱27仅由太阳能集热器1加热节能；

与此同时，装在热水供水管29上的压力传感器31检测热水供水管29压力、并设有热水出水恒压值，热水变频泵30相对于压力传感器31设定的热水出水恒压值进行变频恒压运行，当压力传感器31检测到热水供水管29压力低于设定的热水出水恒压值时，热水变频泵30提高其转速，热水供水管29压力升高，当压力传感器31检测到热水供水管29压力高于设定的热水出水恒压值时，热水变频泵30降低其转速，热水供水管29压力下降，从而使热水供水管29压力始终保持在压力传感器30设定的热水出水恒压值上运行；

装在热水回水管34上的温度传感器五36检测热水回水管34温度、并设有开阀温度值和闭阀温度值，当温度传感器五36检测到热水回水管34温度低于设定的开阀温度值时，电磁阀四37打开，当温度传感器五36检测到热水回水管34温度高于设定的闭阀温度值时，电磁阀四37关闭和切断热水回水管34回水；

在电磁阀二21、电磁阀三22及电磁阀五41中的一个、二个或三个开启时，循环泵23将自动启动运行，当电磁阀二21、电磁阀三22及电磁阀五41均处于关闭时，循环泵23停止。

Claims (6)

1.一种多热源热水供应系统主要由集热贮热水箱、太阳能集热器、板式换热器、空气源热泵机组、循环泵、热水变频泵、膨胀罐、控制柜和热水管网组成，在集热贮热水箱内设有温度传感器四和水位传感器，其特征在于，集热贮热水箱底部分别连接有循环管和热水供水管，且热水供水管与热水管网连接，热水管网回水与热水回水管连接，热水回水管再与集热贮热水箱连接，在循环管上装有循环泵，循环泵出水与配水总管连接，再由配水总管分别与太阳能供水管、热泵供水管和换热供水管连接，太阳能供水管与太阳能集热器进水连接，太阳能集热器出水与太阳能回水管连接，太阳能回水管再与集热贮热水箱连接，在太阳能供水管上装有电磁阀三，在热泵供水管上装有电磁阀二，热泵供水管在电磁阀二之后与设置的空气源热泵机组进水连接，空气源热泵机组出水设有热泵回水管与集热贮热水箱连接，在换热供水管上装有电磁阀五，换热供水管在电磁阀五之后与设置的板式换热器二次侧进口连接，板式换热器的二次侧出口与换热回水管连接，换热回水管的另一端与集热贮热水箱连接。

2.根据权利要求1所述的多热源热水供应系统，其特征在于，在热水供水管装有热水变频泵，热水供水管在热水变频泵之后设有压力传感器和温度表、并装有膨胀罐。

3.根据权利要求1所述的多热源热水供应系统，其特征在于，在热水回水管上装有过滤器三，热水回水管在过滤器三之后装有电磁阀四，热水回水管在过滤器三之后、电磁阀四之前还设有温度传感器五。

4.根据权利要求1所述的多热源热水供应系统，其特征在于，集热贮热水箱还连接有补水管，且在补水管装有电磁阀一，补水管在电磁阀一之后设有软化水处理装置。

5.根据权利要求1所述的多热源热水供应系统，其特征在于，在太阳能集热器出水连接太阳能回水管之前设有温度传感器一。

6.根据权利要求1所述的多热源热水供应系统，其特征在于，板式换热器的一次侧接口分别与辅热源供水管和辅热源回水管连接，在辅热源供水管上装有过滤器一，辅热源供水管在过滤器一之后装有温控阀，辅热源供水管在温控阀之后设有温度传感器二，在辅热源回水管上装有超声波流量计，辅热源回水管在超声波流量计之后设有温度传感器三，所述温度传感器二、温度传感器三和超声波流量计用线分别与热能积算仪连接。