CN105674563A - 带换向阀的多能源互补双内胆水箱系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带换向阀的多能源互补双内胆水箱系统，由水箱储热内胆（15）、水箱辅热内胆（16）、换向阀（12）、单向阀（13）等组成，其特征在于：水箱辅热内胆（16）内安装有电辅助加热器（9）或换热器（14），换向阀（12）的入水端口与水箱储热内胆出水口（3）相连接，换向阀（12）低温出水端口（18）与水箱辅热内胆入水口（5）相连接，换向阀（12）高温出水端口（17）与水箱出水口（20）相连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种热水器水箱系统，特别是一种带换向阀的多能源互补双内胆水箱系统。
背景技术
在使用太阳能热水系统、地源热泵或空气源热泵等可再生能源的热水系统中，容积式水箱都是必须配备的系统构件，容积式水箱主要用于存储可再生能源产生的热水，在水箱内的热水温度不足时，有时利用水箱内的电辅助加热器等辅助能源对水箱内的热水进行加热，以便用户可以使用到温度合乎其要求的热水。
以目前在建筑中普遍采用的太阳能热水系统为例：当太阳能热水系统中经过换热的热水达到设定的出水温度，如在45℃以上时，用户可以直接使用水箱中的热水；但如果水箱中的热水没有达到设定的出水温度（如低于45℃）时，就需要采用辅助能源加热的方式来提高水箱内的热水温度。
这种情况在使用空气源热泵、地缘热泵等可再生能源的热水系统中都存在，所以，水箱就成为可再生能源热水系统的必要配置。
目前市场上与可再生能源热水系统配置使用的容积式水箱一般为单内胆结构，即在容积式水箱的内部安装有一个存储热水的内胆，由太阳能与在内胆中安装有辅助能源加热器，如电加热器共同对内胆中水进行加热。水箱中作为辅助能源的电加热器加热水箱中热水后，将降低太阳能换热效率以及热利用率，大量增加了辅助能源的消耗。
发明内容
为克服现有太阳能热水系统单内胆水箱的不足之处，提高可再生能源产生的热水的利用率，降低辅助能源的消耗，提出由两个独立水箱内胆和换向阀、单向阀等组成的可再生能源热水容积式双内胆水箱系统技术方案，其主要特点是：在其中的一个水箱内胆中存储来自太阳能等可再生能源形成的热水，另外一个水箱内胆中设置电加热器或其他的辅助能源换热器，并采用自力式恒温三通换向阀（ZL201220274480.7）或电动三通阀、电磁三通阀等换向阀进行两个水箱内胆之间的热水切换，就可以实现优先利用太阳能等可再生能源产生的热能，充分利用太阳能等可再生能源的余热，提高太阳能等可再生能源的利用率，减少使用电辅助加热等辅助能源的使用量，以达到大量节约辅助能源的目的。
本发明所采用的技术方案是：使用分别独立的水箱储热内胆和水箱辅热内胆双内胆水箱替换现在的单内胆水箱，两个独立水箱内胆间由自力式恒温三通换向阀或电磁三通阀等换向阀、单向阀及管路进行连接。
当水箱储热内胆中的水流经换向阀进水口、水温高于设定温度时，换向阀低温出水端关闭，水流从换向阀的高温出水端流出，直接供应用水点使用；当水箱储热内胆中的水流经恒温换向阀进水口、水温低于换向阀设定温度时，换向阀高温出水端关闭，水流从换向阀的低温出水端流入水箱辅热内胆，被太阳能等可再生能源预热过的冷水经辅助能源加热，达到水温要求的热水从水箱辅热内胆出水口流出，供用水点使用。
本发明的有益效果是：通过换向阀对水箱储热内胆出水水流不同水温时水流方向的转换，充分减少辅助能源的使用，实现太阳能或热泵等可再生能源加热的热水能够被优先利用，并且充分利用太阳能或可再生能源余热的目的：当水箱储热内胆内的水温高于设定温度时，优先使用水箱储热内胆的热水，当水箱储热内胆的水温低于设定温度时，水流经换向阀转换方向流入水箱辅热内胆，此时经过太阳能预热过的热水作为水箱辅热内胆的补水进行加热，提高了水箱辅热内胆的基础水温，达到充分利用太阳能余热的目的。
采用本发明所述的多能源互补双内胆水箱系统，可以显著提高可再生能源的利用效率，有益于大量节约电能等辅助能源。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
图1是换热器和电加热器在水箱内的单内胆水箱结构示意图。
图2是换热器在水箱外、电加热器在水箱内的单内胆水箱结构示意图。
图3是换向阀管路端口示意图。
图4是换向阀连接在水箱管路上、可再生能源换热器在储热水箱内胆内﹢辅热水箱内胆内电辅助加热器的多能源互补双内胆水箱系统示意图。
图5是换向阀连接在水箱管路上、可再生能源换热器在储热水箱内胆外﹢辅热水箱内胆内电辅助加热器的多能源互补双内胆水箱系统示意图。
图6是换向阀连接在水箱管路上、可再生能源换热器在储热水箱内胆外﹢辅热水箱内胆内辅助能源换热器的多能源互补双内胆水箱系统示意图。
图7是换向阀连接在水箱管路上、可再生能源换热器在储热水箱内胆内﹢辅热水箱内胆内辅助能源换热器的多能源互补双内胆水箱系统示意图。
附图中：1为水箱外壁；2为水箱隔板；3为水箱储热内胆出水口；4为水箱储热内胆入水口；5为水箱辅热内胆入水口；6为水箱辅热内胆热水出口；7为可再生能源换热介质出口；8为可再生能源换热介质入口；9为电辅助加热器；10为辅助能源换热介质出口；11为辅助能源换热介质入口；12为换向阀；13为单向阀；14为换热器；15为水箱储热内胆；16为水箱辅热内胆；17为换向阀高温出水端；18为换向阀低温出水端；19换向阀进水端口；20为水箱出水端。
具体实施方式
本发明所述的带换向阀的多能源互补双内胆水箱系统，可以采用多种方式予以实现，以下结合说明书附图及实施例，对本发明的技术方案进行进一步说明：
图1是目前市场上常见的单内胆水箱结构示意图。在单内胆水箱中，使用太阳能等可再生能源的换热器14和电加热器9安装在同一个水箱内胆中，如果水箱内胆中的水温达不到使用要求，可以采用电加热器9对内胆中的水进行加热后使用。
图2是可再生能源换热器安装在水箱外、电加热器安装在水箱内胆内的单内胆水箱结构示意图。单内胆水箱可以把可再生能源换热器14安装在水箱外、只在内胆中安装电加热器9，这种形式的单内胆水箱也是比较常见的。
图3是换向阀管路端口示意图，在换向阀12的阀体上，分别有高温出水端17、低温出水端18、换向阀进水端口19。
实施例一：图4是换向阀连接在水箱管路上、可再生能源换热器在水箱储热内胆内﹢水箱辅热内胆内电辅助加热器的多能源互补双内胆水箱系统实施例示意图：水箱由水箱储热内胆15和水箱辅热内胆16两个独立内胆组成；在水箱储热内胆15中安装有可再生能源的内置换热器14，在水箱辅热内胆16中安装有电辅助加热器9，水箱储热内胆15内的热水通过出水口3与换向阀12连接；自来水通过入水口4进入水箱储热内胆15；低于设定温度的经过可再生能源预热过的水通过水箱辅热内胆入水口5进入水箱辅热内胆16中；水箱辅热内胆16中的热水通过热水出口6进入水箱出水口20；在水箱辅热内胆16中安装有电辅助加热器9；在水箱出水口20与水箱辅热内胆出水口6之间的管路上安装有单向阀13，防止水从水箱出水口20流入水箱辅热内胆。
当水箱储热内胆15中的水流经换向阀12的入水口、水温高于设定温度时，换向阀12低温出水端18关闭，水流从换向阀12高温出水端17流出到水箱出水口20，直接供应用水点使用；当水箱储热内胆15中的水流经换向阀12入水口19、水温低于设定温度时，换向阀高温出水端17关闭，水流从换向阀12低温出水端18流入水箱辅热内胆16，热水从水箱辅热内胆出水口6流出，经单向阀13至水箱出水口20，供用水点使用。
换向阀可使用自力式恒温三通换向阀（ZL201220274480.7）、与感温控制系统配合使用的电磁或电动三通阀。
实施例二：图5是换向阀连接在水箱管路上、可再生能源换热器在水箱储热内胆外﹢水箱辅热内胆内电辅助加热器的多能源互补双内胆水箱系统实施例示意图。与实施例一的区别在于换热器14改变为安装在水箱外壁1的外置换热器14，其他的设置与实施例二相同。
实施例三：图6是换向阀连接在水箱管路上、可再生能源换热器在水箱储热内胆外﹢水箱辅热内胆内辅助能源换热器的多能源互补双内胆水箱系统实施例示意图。本实施例与实施例一或实施例二的区别在于，在水箱辅热内胆16内安装了采用辅助能源加热内胆水的换热器，辅助能源换热介质通过换热，完成水箱辅热内胆中水的加热。
实施例四：图7是换向阀连接在水箱管路上、可再生能源换热器在水箱储热内胆内﹢水箱辅热内胆内辅助能源换热器的多能源互补双内胆水箱系统实施例示意图。与实施例四的区别在于，在水箱储热内胆15中安装了换热器14。
在实施例一、实施例二、实施例三或实施例四中，都采用了换向阀12，以达到根据水箱储热内胆中的水温切换水箱储热内胆15与水箱辅热内胆16水流、充分利用可再生能源产生的热能的目的。
用户可以根据所使用的可再生能源设备，选择相关实施例中的换热器进行连接使用。
Claims (4)
1.一种带换向阀的多能源互补双内胆水箱系统，由水箱储热内胆（15）、水箱辅热内胆（16）、换向阀（12）、单向阀（13）等组成，其特征在于：水箱由相对独立的储热水箱内胆（15）、辅热水箱内胆（16）组成，辅热水箱内胆（16）内安装有电辅助加热器（9）或换热器（14），在水箱储热内胆出水口（3）上连接有换向阀（12），在水箱出水口（20）与水箱辅热内胆出水口(6)之间的管路上安装有单向阀（13），防止水从水箱出水口（20）流入水箱辅热内胆。
2.根据权利要求1所述的带换向阀的多能源互补双内胆水箱系统，其特征在于：在水箱储热内胆（15）中安装换热器（14），换热器（14）或安装在水箱储热内胆（15）的外部。
3.根据权利要求1所述的带换向阀的多能源互补双内胆水箱系统，其特征在于：在辅热水箱内胆（16）中安装有电辅助加热器（9）或换热器（14）。
4.根据权利要求1所述的带换向阀的多能源互补双内胆水箱系统，其特征在于：换向阀（12）低温出水端口（18）与水箱辅热内胆入水口（5）相连接，换向阀（12）高温出水端口（17）与水箱出水口（20）相连接。
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