CN110081494A - 一种热泵供暖装置及供热系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热泵供暖装置，包括热泵主机、至少一集成换热器模块和至少一采暖末端；所述热泵主机通过冷媒管路与所述集成换热器模块连接，所述集成换热器模块通过采暖管路与所述采暖末端连接，所述冷媒管路的载热体和所述采暖管路的载热体在所述集成换热器模块内进行热交换。本发明能够有效地在原有采暖末端的基础上进行供暖方式改造，同时降低改造成本。本发明实施例还提供了一种供热系统。

Description

一种热泵供暖装置及供热系统

技术领域

本发明涉及供暖技术领域，尤其是涉及一种热泵供暖装置及供热系统。

背景技术

目前，北方供暖主要以煤油锅炉采暖方式为主，煤油锅炉产生的热量通过暖气片等采暖末端传递以实现室内供暖。在对现有技术的调查研究过程中，本发明的发明人发现，为提高能源利用率和实现节能减排，现有技术主要利用热泵替换锅炉以对北方的传统供暖方式进行改造，但是改造过程中面临着以下难题：

1、若是采用空气源热泵采暖方式替换现有锅炉供暖方式，则原有暖气片等采暖末端将不再适用，这必然造成原有暖气片等的浪费；

2、一个热泵主机只能对应一个采暖末端使用，导致改造的成本较高。

发明内容

本发明提供了一种热泵供暖装置及供热系统，以解决现有的锅炉供暖方式改造导致原有采暖末端浪费和成本较高的技术问题，本发明能够有效地在原有采暖末端的基础上进行供暖方式改造，同时降低改造成本。

一方面，本发明实施例提供一种热泵供暖装置，包括热泵主机、至少一集成换热器模块和至少一采暖末端；所述热泵主机通过冷媒管路与所述集成换热器模块连接，所述集成换热器模块通过采暖管路与所述采暖末端连接，所述冷媒管路的载热体和所述采暖管路的载热体在所述集成换热器模块内进行热交换。

基于上述方案，本发明实施例在原有锅炉供暖结构的基础上进行改进，采用热泵主机取代锅炉采暖进行供暖，利用原有暖气片等采暖末端为用户提供暖气，通过所述集成换热器模块实现了所述热泵主机与所述采暖末端之间的热量交换，且一个所述热泵主机可通过所述集成换热器模块连接多个相同或不同的采暖末端以供用户使用，从而实现了暖气片等采暖末端的重复利用，有效地降低了改造成本，同时破解了一个热泵主机只能对应一个采暖末端使用的难题。

作为优选方案，任一所述集成换热器模块包括换热器，所述换热器内设有第一换热管路和第二换热管路，所述第一换热管路连通所述冷媒管路，所述第二换热管路连通所述采暖管路。

作为优选方案，任一所述集成换热器模块包括控制器、水泵以及控制阀，所述水泵设置在所述采暖管路上，所述控制阀设置在所述冷媒管路上，所述控制器分别与所述水泵、所述控制阀电连接。

作为优选方案，所述控制阀设置在与所述热泵主机的冷媒出口连通的冷媒管路上，所述水泵设置在与所述采暖末端的输出口连通的采暖管路上。

作为优选方案，任一所述集成换热器模块包括换热器包括壳体和设于所述壳体上的控制面板，所述控制器、所述水泵、所述控制阀均置于所述壳体内，所述控制面板与所述控制器电连接。

作为优选方案，所述采暖末端包括暖气片、地暖铺管、热水箱的其中一个或多个。

另一方面，本发明实施例提供一种供热系统，包括如上述的热泵供暖装置，所述采暖末端和所述集成换热器模块均为多个，且所述采暖末端对应唯一的所述集成换热器模块。

基于上述方案，本发明实施例在原有锅炉供暖结构的基础上进行改进，采用热泵主机取代锅炉采暖进行供暖，利用原有暖气片等采暖末端为用户提供暖气，通过所述集成换热器模块实现了所述热泵主机与所述采暖末端之间的热量交换，为了满足采暖或供热需求，一个所述热泵主机可通过多个所述集成换热器模块连接多个相同或不同的采暖末端以供多个用户使用，从而有利于提高用户体验及使用舒适性，同时实现了暖气片等采暖末端的重复利用，有效地破解了一个热泵主机只能对应一个采暖末端使用的难题和降低了改造成本。

作为优选方案，所述采暖末端与对应的所述集成换热器模块同处于室内。

作为优选方案，所述集成换热器模块靠近对应的所述采暖末端设置。

作为优选方案，所述采暖末端为热水箱，所述热水箱内的水通过所述采暖管路与对应的所述集成换热器模块连接，且所述热水箱上设有冷水进口和热水出口。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的热泵供暖装置的结构示意图；

图2是本发明实施例二提供的供热系统的结构示意图；

图3是本发明实施例二提供的供热系统的结构示意图；

其中，说明书附图中的附图标记如下：

1、热泵主机；11、冷媒管路；

2、集成换热器模块；21、换热器；22、控制器；23、控制阀；24、水泵；25、控制面板；

3、采暖末端；31、采暖管路；32、暖气片；33、地暖铺管；34、热水箱。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参见图1，本发明实施例一提供一种热泵供暖装置，包括热泵主机1、至少一集成换热器模块2和至少一采暖末端3；所述热泵主机1通过冷媒管路11与所述集成换热器模块2连接，所述集成换热器模块2通过采暖管路31与所述采暖末端3连接，所述冷媒管路11的载热体和所述采暖管路31的载热体在所述集成换热器模块2内进行热交换。

基于上述方案，本发明实施例在原有锅炉供暖结构的基础上进行改进，采用热泵主机1取代锅炉采暖进行供暖，利用原有暖气片32等采暖末端3为用户提供暖气，通过所述集成换热器模块2实现了所述热泵主机1与所述采暖末端3之间的热量交换，且一个所述热泵主机1可通过所述集成换热器模块2连接多个相同或不同的采暖末端3以供用户使用，从而实现了暖气片32等采暖末端3的重复利用，有效地降低了改造成本，同时破解了一个热泵主机1只能对应一个采暖末端3使用的难题。

在本实施例中，应当说明的是，所述热泵主机1包括，但不限于空气源热泵主机1、变频采暖主机等，所述集成换热器模块2可与所述采暖末端3形成一整套集成模块，也可以独立形成模块与不同的采暖末端3实现灵活连接。所述冷媒管路11内流通冷媒，所述采暖管路31内可流通水或冷媒介质。可以理解的，如图2所示，所述采暖末端3包括暖气片32、地暖铺管33、热水箱34的其中一个或多个。

结合上述方案，作为优选地，任一所述集成换热器模块2包括换热器，所述换热器21内设有第一换热管路和第二换热管路，所述第一换热管路连通所述冷媒管路11，所述第二换热管路连通所述采暖管路31。

任一所述集成换热器模块2包括控制器22、水泵24以及控制阀23，所述水泵24设置在所述采暖管路31上，所述控制阀23设置在所述冷媒管路11上，所述控制器22分别与所述水泵24、所述控制阀23电连接。

在本实施例中，所述换热器21为高效换热器，位于所述集成换热器模块2的中部，用于实现冷媒与水的换热，从而实现利用热泵机组产生的热量。

所述控制器22通过所述控制阀23的开度调节冷媒流量及流速，通过控制所述水泵24的开度实现所述采暖末端3的载热体流量调节，从而调节所述集成换热器模块2的热交换过程，进而实现室内采暖温度的有效控制。这样，在每一所述集成换热器模块2上配置所述控制器22和所述控制面板25，便于用户根据需求，对各个所述集成换热器模块2进行分离控制，控制方便，且有效避免了能源的浪费，高效节能，热损耗低。每个用户的采暖末端3分别连接所述集成换热器模块2，每一所述集成换热器模块2分别进行单独控制，使得每个用户均可及时有效实现其供暖需求，用户体验及使用舒适性大幅提高。

请继续参见图1，为了使结构合理化，所述控制阀23设置在与所述热泵主机1的冷媒出口连通的冷媒管路11上，所述水泵24设置在与所述采暖末端3的输出口连通的采暖管路31上。

具体的，所述第一换热管路的入口通过所述控制阀23连接所述热泵主机1，所述控制阀23用于控制进入高效换热器的冷媒，所述冷媒管路11采用铜管；所述第一换热管路的出口连接回所述热泵主机1。

所述第二换热管路的入口通过所述水泵24连接所述采暖末端3的输出口，所述水泵24用于控制进入高效换热器的水流量，所述采暖末端3的输出口可为回水口或自来水进水口；所述第二换热管路的出口连接到所述采暖末端3的进入口。

采用所述热泵主机1替换现有锅炉供暖方式，所述热泵主机1通过冷媒管路11将高温高压的冷媒气体输送至所述集成换热器模块2中的换热器的第一换热管路中，高温冷媒气体在所述换热器21中与所述第二换热管路的水/冷媒之间实现热交换，换热后的冷媒回到变频采暖热泵中进行节流和蒸发。

这样，通过所述集成换热器模块2将所述热泵主机1和所述采暖末端3集成为一体，从而实现了两者载热体之间的热交换，进而实现了热泵供暖替换锅炉供暖方式的改造，且能够在利用原有暖气片32等采暖末端3的基础上，降低改造成本和节约资源，并使得一个热泵主机1能够对应多个采暖末端3，同时为多个用户实现供暖。

在本发明实施例中，作为进一步改进，任一所述集成换热器模块2包括换热器包括壳体和设于所述壳体上的控制面板25，所述控制器22、所述水泵24、所述控制阀23均置于所述壳体内，所述控制面板25与所述控制器22电连接。

在本实施例中，通过设计所述集成换热器模块2，实现使用端与供热端的灵活使用与安装，可将所述集成换热器模块2安装在室内，使水管管路保留在室内，避免了水管暴露在室外，造成冬天结冰、冻裂等情况。

本发明实施例一提供的热泵供暖装置，相比于现有技术，具有如下有益效果：

1、所述热泵主机1采用变频热泵机组取代锅炉采暖进行供暖，可根据用户采暖需求进行调整机组制热量，设计所述集成换热器模块2以实现单个变频采暖热泵主机1通过集成换热器模块2连接多个相同或不同的用户使用的采暖末端3，且每一所述集成换热器模块2可进行单独控制，按需制热，高效节能；

2、通过设计所述集成换热器模块2，可实现现有用户集中供暖暖气片32的重复利用，节约资源，成本低，使用舒适；

3、家用热水模块，采用小水箱结合集成换热器模块2，可分多个小模块安装在使用位置附近，充分利用可利用的空间，且由于每个水箱只需用于供应每个卫生间使用的热水，每个模块连接的管路较小，安装方便，节省空间；

4、通过设计所述集成换热器模块2，实现使用端与供热端的灵活使用与安装，可将集成换热器模块2安装在室内，使水管管路保留在室内，避免了水管暴露在室外，造成冬天结冰、冻裂等情况；

5、每一集成换热器模块2中均设有控制器22，可根据需求，对各个集成换热器模块2进行分离控制，控制方便，且有效避免了能源的浪费，高效节能，热损耗低；

6、每个用户使用的采暖末端3分别连接所述集成换热器模块2，每一集成换热器模块2分别进行单独控制，使得每个用户使用末端均可及时有效实现其供暖需求，用户体验及使用舒适性大幅提高。

实施例二

请参见图2和图3，本发明实施例提供一种供热系统，包括如上述的热泵供暖装置，所述采暖末端3和所述集成换热器模块2均为多个，且所述采暖末端3对应唯一的所述集成换热器模块2。

在本实施例中，带所述集成换热器模块2的供热系统有多种应用，以下为示例：

1、所述集成换热器模块2与暖气片32连接，能够充分利用北方现有的供暖暖气片32，结合暖气片32实现供暖改造。

当用户使用的采暖末端3为暖气片32时，所述集成换热器模块2中的换热器的第二换热管路的入口连接暖气片32的回水口，第二换热管路的出口连接暖气片32的进水口，高温冷媒气体在所述换热器21中实现换热，换热后的冷媒回到所述热泵主机1中进行节流和蒸发，而经过所述集成换热器模块2中加热后的热水循环流入到暖气片32中，从而实现室内供暖。

这样，所述集成换热器模块2可与暖气片32灵活连接，也可与暖气片32集成一体，形成一整套的供暖装置，安装在每个需要供暖的房间，既可实现现有用户供暖暖气片32的重复利用，也可有效地节约资源和降低成本，同时有利于提高用户使用的舒适度。

2、考虑到通常家庭供热水采用一个带较大水箱的热泵热水机，安装在室外，给多个厨房/卫生间供应热水，存在问题：(1)热水需求量较大时，热泵热水机供应热水的速度难以满足用户的需求，用户体验较差，热水需求量小时，热泵热水机供应能量造成浪费；(2)单个带大型水箱的热泵热水机只能安装在楼顶或者户外较大空地，占地面积较大，且由于总用水量较大，所需的水管管径较大，安装不太方便；(3)使用末端与热泵热水机组之间连接的水管暴露在室外，北方低温环境下易造成冬天水管结冰、冻裂等情况。

针对上述问题，本发明实施例的所述集成换热器模块2与热水末端连接，为多个卫生间提供热水，可分别安装在不同楼层的卫生间，每个卫生间搭配一个小水箱使用，可以是将所述集成换热器模块2中的换热器的第二换热管路入口连接水箱出水口，第二换热管路的出口连接水箱的进水口，经过集成换热器模块2中加热后的热水循环流入到水箱顶部，为用户提供热水；也可以是采用带缠绕式冷媒管的水箱，如图2所示，所述热泵主机1的冷媒管路11通过阀件连接水箱的冷媒管，以通过冷媒与水箱内的水直接进行换热，实现供热。其中，水箱的底部应当连接有自来水进水口。

3、所述集成换热器模块2与地暖末端连接，为用户提供地板供暖。用户使用的采暖末端3为地暖时，地暖铺管33可以为无水地暖或水地暖两种形式。

当地暖铺管33为水地暖时，所述换热器21的第二换热管路中流动水，所述换热器21第二换热管路入口处连接所述水泵24，经过所述集成换热器模块2中加热后的热水循环流入到房间地暖中，实现室内供暖。

当为无水地暖时，如图2所示，所述热泵主机1中产生的高温冷媒介质经过控制阀直接流入房间地暖中，为用户提供供暖。

4、通过利用带所述集成换热器模块2的供热系统，可实现一台变频热泵机组连接多个集成换热器模块2，而每个集成换热器模块2后连接相同或不同的采暖末端3。

本发明实施例在原有锅炉供暖结构的基础上进行改进，采用热泵主机1取代锅炉采暖进行供暖，利用原有暖气片32等采暖末端3为用户提供暖气，通过所述集成换热器模块2实现了所述热泵主机1与所述采暖末端3之间的热量交换，为了满足采暖或供热需求，一个所述热泵主机1可通过多个所述集成换热器模块2连接多个相同或不同的采暖末端3以供多个用户使用，从而有利于提高用户体验及使用舒适性，同时实现了暖气片32等采暖末端3的重复利用，有效地破解了一个热泵主机1只能对应一个采暖末端3使用的难题和降低了改造成本。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种热泵供暖装置，其特征在于，包括热泵主机、至少一集成换热器模块和至少一采暖末端；所述热泵主机通过冷媒管路与所述集成换热器模块连接，所述集成换热器模块通过采暖管路与所述采暖末端连接，所述冷媒管路的载热体和所述采暖管路的载热体在所述集成换热器模块内进行热交换。

2.如权利要求1所述的热泵供暖装置，其特征在于，任一所述集成换热器模块包括换热器，所述换热器内设有第一换热管路和第二换热管路，所述第一换热管路连通所述冷媒管路，所述第二换热管路连通所述采暖管路。

3.如权利要求1或2所述的热泵供暖装置，其特征在于，任一所述集成换热器模块包括控制器、水泵以及控制阀，所述水泵设置在所述采暖管路上，所述控制阀设置在所述冷媒管路上，所述控制器分别与所述水泵、所述控制阀电连接。

4.如权利要求3所述的热泵供暖装置，其特征在于，所述控制阀设置在与所述热泵主机的冷媒出口连通的冷媒管路上，所述水泵设置在与所述采暖末端的输出口连通的采暖管路上。

5.如权利要求3所述的热泵供暖装置，其特征在于，任一所述集成换热器模块包括换热器包括壳体和设于所述壳体上的控制面板，所述控制器、所述水泵均置于所述壳体内，所述控制面板与所述控制器电连接。

6.如权利要求1或2所述的热泵供暖装置，其特征在于，所述采暖末端包括暖气片、地暖铺管、热水箱的其中一个或多个。

7.一种供热系统，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的热泵供暖装置，所述采暖末端和所述集成换热器模块均为多个，且所述采暖末端对应唯一的所述集成换热器模块。

8.如权利要求7所述的供热系统，其特征在于，所述采暖末端与对应的所述集成换热器模块同处于室内。

9.如权利要求7或8所述的供热系统，其特征在于，所述集成换热器模块靠近对应的所述采暖末端设置。

10.如权利要求9所述的供热系统，其特征在于，所述采暖末端为热水箱，所述热水箱内的水通过所述采暖管路与对应的所述集成换热器模块连接，且所述热水箱上设有冷水进口和热水出口。