CN201251321Y - 基于复合热源的家庭热能源中心 - Google Patents

Abstract

基于复合热源的家庭热能源中心涉及一种利用太阳能和空气作为热源，实现为家庭供冷、供暖，常年提供生活热水以及各种温度饮用水的家庭热能源综合供应系统，包括制冷剂循环回路、生活热水回路、太阳能利用回路、饮用水回路、供冷热水回路：本实用新型可高效、方便的利用太阳能为家庭提供生活热水的同时冬天为家庭供暖提供热水，提高系统的供热能力和节约能源。为家庭提供分别为高温饮用水(开水，95～100℃)、常温饮用水(温水，相当于自来水温度)和低温饮用水(冰水，10～15℃)，同时通过饮用水热量回收，实现节能，同时也极大的方便了用户。

Description

基于复合热源的家庭热能源中心

技术领域

本实用新型涉及一种利用太阳能和空气作为热源，实现为家庭供冷、供暖，常年提供生活热水以及各种温度饮用水的家庭热能源的综合供应系统，属于太阳能利用、制冷空调系统设计和制造的技术领域。

背景技术

随着经济的快速发展，能源问题已经成为制约全球发展主要问题，中国作为最大的发展中国家，同时又是能源消耗大国，面临的能源形势非常严峻。而随着人民生活水平提高，人们对居住的舒适性要求越来越高：夏季供冷、冬季供暖、常年生活热水，而且随着生活品质的提高生活热水消耗量快速增长，同时需要随时能够提供各种温度的饮用水。这导致家庭的能源消耗总量急剧增长，而为了满足这些需求，家庭需要购置功能单一的各种家电，如空调、热水器、饮水机等，这不仅增加了初投资，设备利用率不高，同时更大程度的造成了能源利用不合理和能源利用效率不高。

能源消耗的加剧不仅加速了化石能源的消耗和枯竭，同时增加了环境的污染。而太阳能等可再生能源的应用即能够避免化石能源的消耗同时也能减少化石能源消耗对环境的污染，因此太阳能应该在建筑、家庭中大量的推广应用，而目前太阳能在家庭中的应用范围远远不够，而且存在利用效率较低等不足。

因此，在满足家庭夏季供冷、冬季供暖、常年生活热水，同时随时能够提供各种温度的饮用水的需求下，如何解决家庭能源利用的不合理，提高家庭能源的整体利用效率，以及减少初投资，提高利用率，同时实现太阳能可再生能源作为家庭能源的高效利用成为本领域技术人员迫切需要解决的技术难题。

发明内容

技术问题：本实用新型的目的是在满足家庭夏季供冷、冬季供暖、常年生活热水，同时随时能够提供各种温度的饮用水的需求下，解决家庭能源利用的不合理，提高家庭能源的整体利用效率，同时实现太阳能作为家庭能源的高效利用等问题，设计出基于复合热源的家庭热能源中心。

技术方案：本实用新型基于复合热源的家庭热能源中心包括制冷剂循环回路、生活热水回路、太阳能利用回路、饮用水回路、供冷热水回路五大部分。制冷剂循环回路包括压缩机、第一电磁阀、第六换热器、第二电磁阀、第五换热、第三电磁阀、第四换热器、四通阀、第一换热器、第四电磁阀、第一单向阀、第二单向阀、储液器、过滤器、电子膨胀阀、第三单向阀、第四单向阀、第二换热器、气液分离器及其相关连接管道。压缩机的输出端分两路，一路接第六换热器第一输入端，另一路通过第一电磁阀与第六换热器第一输出端合并后又分成两路，一路接第五换热器第一输入端，另一路通过第二电磁阀与第五换热器第一输出端合并后又再分成两路，一路接第四换热器第一输入端，另一路通过第三电磁阀与第四换热器第一输出端合并后接四通阀第一输入端，四通阀第一输出端接第一换热器第一输入端，同时四通阀第一输出端也通过第四电磁阀接第一换热器第一输出端，第一换热器第一输出端通过第一单向阀接储液器的输入端，同时第一换热器第一输出端也通过第一单向阀、第二单向阀接第二换热器输入端，储液器的输出端通过过滤器接电子膨胀阀的输入端，电子膨胀阀输出端通过第四单向阀接第二换热器输入端，同时电子膨胀阀的输出端还通过第三单向阀接第一换热器第一输出端，第二换热器输出端接四通阀第二输入端，四通阀第二输出端接气液分离器的输入端，而气液分离器的输出端接压缩机的输入端；生活热水回路包括热水存储器，第三水泵，第九电磁阀，第四换热器、第五换热器、第一手阀和第二手阀及其相关连接管道。热水储存器的第一输出端接第三水泵的入口，第三水泵的出口分成两路，分别接第四换热器的第二输入端和第九电磁阀的输入端，第四换热器的第二输出端和第九电磁阀的输出端合并后接第五换热器的第二输入端，第五换热器的第二输出端接热水储存器的第一输入端，第一手阀接热水储存器第二输入端，第二手阀接热水储存器的第二输出端；太阳能利用回路包括太阳能集热器、第一水泵、热水储存器、第五电磁阀、第六电磁阀、第七电磁阀、第八电磁阀、第三换热器及其相关连接管道。太阳能集热器的出口分成两路分别接第七电磁阀和第八电磁阀，其中第八电磁阀接第三换热器的第二输入端，第三换热器的第二输出端通过第五电磁阀接第一水泵的输入端，第七电磁阀接热水储存器的第三输入端，热水储存器的第三输出端通过第六电磁阀接第一水泵的输入端，第一水泵的输出端接太阳能集热器的输入端；饮用水回来包括第六换热器、第七换热器、第八换热器、辅助电加热器、第三手阀、第四手阀、第五手阀、第六手阀及其相关连接管道。第三手阀接第七换热器的第一输入端，第七换热器的第一输出端接第六换热器的第二输入端，第六换热器的第二输出端接辅助电加热器的输入端，辅助电加热器的输出端分两路，一路接第五手阀，另外一路接第七换热器的第二输入端，第七换热器的第二输出端分成两路，一路接第四手阀，另外一路接第八换热器的第一输入端，第八换热器的第一输出端接第六手阀；供冷热水回路包括第十电磁阀、第一换热器、第二水泵、第三换热器、第十一电磁阀和第八换热器以及相关连接管道。冷热水回水进入系统后分成两路，一路接第八换热器的第二输入端，另外一路通过第十电磁阀与第八换热器的第二输出端合并后接第一换热器的第二输入端，第一换热器的第二输出端接第二水泵的输入端，第二水泵的输出端分成两路，一路接第三换热器第一输入端，另外一路通过第十一电磁阀与第三换热器第一输出端合并后接冷热水出水。

本实用新型包括制冷剂循环回路、生活热水回路、太阳能利用回路、饮用水回路、供冷热水回路五大部分。可实现为家庭提供冷水供冷、提供热水供暖、利用冷凝热制取生活热水、利用太阳能制取生活热水，或利用太阳能为家庭采暖提供热水，利用冷凝热和辅助电加热制取饮用水，可提供高温饮用水(开水，95～100℃)、常温饮用水(温水，相当于自来水温度)和低温饮用水(冰水，10～15℃)，并实现饮用水中热量的回收。

基于复合热源的家庭热能源中心夏季制冷运行，当饮用水回路、生活热水回路不工作时，第一电磁阀打开、第二电磁阀打开、第三电磁阀打开、第四电磁阀关闭。制冷剂循环回路与常规热泵系统制冷运行一样，制冷剂循环回路中制冷剂被压缩机吸入压缩后排出，分别经过第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、四通阀后在第二换热器中冷凝成液体，然后依次经过第二单向阀、储液器、过滤器、电子膨胀阀、第三单向阀进入第一换热器，制冷剂在其中蒸发吸收热量，制取冷水，然后再次通过四通阀，进入气液分离器后被压缩机吸入、压缩从而再次循环。当饮用水回路工作时，制冷剂循环回路中工作过程的区别是第一电磁阀由打开变成关闭，制冷剂从压缩机排出后，不经过第一电磁阀，而是进入第六换热器与水进行换热，制冷剂循环回路其余工作过程与饮用水回路不工作时一样。

当生活热水回路工作时，制冷剂循环回路中工作过程的区别是第二电磁阀由打开变成关闭，制冷剂不经过第二电磁阀，而是进入第五换热器，制冷剂循环回路其余工作过程与生活热水回路不工作时一样。生活热水回路中，当热水储存器中热水温度达到设定温度时，生活热水回路将不工作，第三水泵不运行。当未达到设定温度时，热水储存器中热水被第三水泵吸入加压后，通过第九电磁阀进入第五换热器，与制冷剂进行换热，热水温度升高后返回热水储存器，这样循环运行，热水储存器中的热水温度将不断提高，当达到设定温度时，生活热水回路停止运行，当因使用生活热水，热水储存器中温度下降到某一设定值时，生活热水回路再次运行。太阳能利用回路中，当太阳充足，而热水储存器中热水温度低于设定温度值时，太阳能利用回路工作，回路中热水从热水储存器中经过第六电磁阀(此时第五电磁阀关闭)被第一水泵吸入加压后进入太阳能集热器，热水在其中被加热升温，热水从太阳能集热器出来后经过第七电磁阀(此时第八电磁阀关闭)回到热水储存器。当没有太阳时，太阳能利用回路不工作，第一水泵不工作、第五电磁阀、第六电磁阀、第八电磁阀全部关闭，第七电磁阀打开。供冷热水回路中，冷冻水从冷热水回水端口进入机组后，当饮用水回路中使用低温饮用水时，第十电磁阀关闭，冷冻水回水经过第八换热器换热后，进入第一换热器。当饮用水回路中不使用低温饮用水时，第十电磁阀打开，冷冻水直接经过第十电磁阀进入第一换热器。冷冻水在第一换热器中与制冷剂换热降温后被第二水泵吸入加压后经过第十一电磁阀(此时第十一电磁阀打开)从冷热水出水口流出系统。

基于复合热源的家庭热能源中心冬季制热运行，当饮用水回路、生活热水回路不工作时，第一电磁阀打开、第二电磁阀打开、第三电磁阀打开、第四电磁阀关闭。制冷剂循环回路与常规热泵系统制热运行一样，制冷剂循环回路中制冷剂被压缩机吸入压缩后排出，分别经过第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、四通阀后进入第一换热器，制冷剂在其中放出热量冷凝，制取热水，然后依次经过第一单向阀、储液器、过滤器、电子膨胀阀、第四单向阀进入第二换热器，制冷剂在其中蒸发吸收热量，然后再次通过四通阀，进入气液分离器后被压缩机吸入、压缩再次循环。当饮用水回路工作时，制冷剂循环回路中工作过程的区别是第一电磁阀由打开变成关闭，制冷剂从压缩机排出后，不经过第一电磁阀，而是进入第六换热器与水进行换热，制冷剂循环回路其余工作过程与饮用水回路不工作时一样。当生活热水回路工作时，制冷剂循环回路中工作过程的区别是第二电磁阀由打开变成关闭，制冷剂不经过第二电磁阀，而是进入第五换热器，制冷剂循环回路其余工作过程与生活热水回路不工作时一样。生活热水回路中，当热水储存器中热水温度达到设定温度时，生活热水回路将不工作，第三水泵不运行。当热水温度未达到设定温度时，热水储存器中热水被第三水泵吸入加压后，通过第九电磁阀进入第五换热器，与制冷剂进行换热，热水温度升高后返回热水储存器，这样循环运行，热水储存器中的热水温度将不断提高，当达到设定温度时，生活热水回路停止运行，当因使用生活热水，热水储存器中温度下降到某一设定值时，生活热水回路再次运行。太阳能利用回路中，当太阳充足，而热水储存器中生活热水温度低于设定温度值时，太阳能利用回路工作，回路中热水从热水储存器中经过第六电磁阀(此时第五电磁阀关闭)被第一水泵吸入加压后进入太阳能集热器，热水在其中被加热升温，热水从太阳能集热器出来后经过第七电磁阀(此时第八电磁阀关闭)回到热水储存器。当热水储存器中热水温度高于设定温度时，太阳能集热器将实现为家庭采暖提供热水，减轻热泵系统的运行负荷，此时太阳能利用回路中，第六电磁阀、第七电磁阀关闭，第五电磁阀、第八电磁阀打开，热水从第一水泵出来后进入太阳能集热器加热，从太阳能集热器出来后经过第八电磁阀，进入第三换热器，与供暖系统中的热水进行换热，将热量传给供暖用热水，从第三换热器出来后经过第五电磁阀，被第一水泵吸入加压后继续循环，从而实现家庭采暖的太阳能利用。当没有太阳时，太阳能利用回路不工作，第一水泵不工作、第五电磁阀、第六电磁阀、第八电磁阀全部关闭，第七电磁阀打开。供冷热水回路中，热水从冷热水回水端口进入机组后，因为冬季饮用水回路中不使用低温饮用水，第十电磁阀一直打开，热水直接经过第十电磁阀进入第一换热器。热水在第一换热器中与制冷剂换热升温后被第二水泵吸入加压，当采取太阳能为家庭采暖时，第十一电磁阀关闭，热水进入第三换热器，与太阳能利用回路中热水进行换热，然后从冷热水出水端流出系统，当没有太阳时，热水将经过第十一电磁阀从冷热水出水口直接流出系统。

当家庭在春秋季节不需要制冷也不需要制热时，而此时家庭仍然有生活热水和饮用水需求，基于太阳能/空气源的户式热能源综合系统此时运行，当饮用水回路不工作时，制冷剂循环回路中第一电磁阀打开、第二电磁阀关闭、第三电磁阀关闭、第四电磁阀打开。制冷剂在被压缩机吸入压缩排出后经过第一电磁阀后，进入第五换热器，制冷剂在其中放出热量，从第五换热器出来后进入第四换热器，制冷剂在其中进一步放出热量，冷凝成液体，然后通过四通阀、第四电磁阀、再依次经过第一单向阀、储液器、过滤器、电子膨胀阀、第四单向阀后进入第二换热器，制冷剂在其中蒸发吸收热量，然后再次通过四通阀，进入气液分离器后被压缩机吸入再次循环。生活热水回路中，当热水储存器中热水温度达到设定温度时，生活热水回路将不工作，第三水泵不运行。当热水温度未达到设定温度时，热水储存器中热水被第三水泵吸入加压后，进入第四换热器(此时第九电磁阀关闭)，与制冷剂进行换热，出来后再次进入第五换热器，与制冷剂进一步换热，热水温度升高后返回热水储存器，这样循环运行，热水储存器中的热水温度将不断提高，当达到设定温度时，生活热水回路停止运行，当因使用生活热水，热水储存器中温度下降到某一设定值时，生活热水回路再次运行。太阳能利用回路中，当太阳充足，而且热水温度低于设定温度值时，太阳能利用回路工作，回路中热水从热水储存器中经过第六电磁阀(此时第五电磁阀关闭)被第一水泵吸入加压后进入太阳能集热器，热水在其中被加热升温，热水从太阳能集热器出来后经过第七电磁阀(此时第八电磁阀关闭)回到热水储存器。当没有太阳时，太阳能利用回路不工作，第一水泵不工作、第五电磁阀、第六电磁阀、第八电磁阀全部关闭，第七电磁阀打开。供冷/热水回路中，因此时家庭不需要供冷和供暖，供冷热水回路将不工作，第二水泵停止运行。

基于复合热源的家庭热能源中心常年运行时，系统能够提供多种不同温度的饮用水，分别为高温饮用水(开水，95～100℃)、常温饮用水(温水，相当于自来水温度)和低温饮用水(冰水，10～15℃)，饮用水回路中，当使用高温饮用水时，自来水经过第三手阀，进入第七换热器(此时换热器是否起作用要看换热器另一侧是否有水流过)，经过第七换热器后进入第六换热器，水在其中与制冷剂进入换热，水吸收热量温度升高，水从第六换热器出来后进入辅助电加热器，水被加热至接近100℃，从辅助电加热器出来后，因为使用高温饮用水，第五手阀打开，所以水经过第五手阀流出。当使用常温饮用水时从辅助电加热器出来的热水将进入第七换热器，热水在第七换热器中与另一侧的自来水进行换热，热水温度降低，接近常温，然后通过第四手阀流出；当使用低温饮用水时从第七换热器出来常温水将进入第八换热器，常温水在其中与供冷系统中的冷冻水进行换热，变成低温饮用水，从第六手阀中流出。其中系统提供低温水的功能只能在夏季实现。

有益效果：本实用新型涉及一种利用太阳能和空气作为热源，实现为家庭供冷、供暖，常年提供生活热水以及各种温度饮用水的家庭热能源综合供应系统，具有以下特点：

1、本实用新型提出的基于复合热源的家庭热能源中心，可实现为家庭供冷、供暖、生活热水、饮用水所需的冷热能源需求。

2、本实用新型可高效、方便的利用太阳能为家庭提供生活热水的同时冬天为家庭供暖提供热水，提高系统的供热能力和节约能源。

3、本实用新型可为家庭提供分别为高温饮用水(开水，95～100℃)、常温饮用水(温水，相当于自来水温度)和低温饮用水(冰水，10～15℃)，同时通过饮用水热量回收，实现节能，同时也极大的方便了用户。

4、本实用新型结构紧凑，多功能，实现了设备的高效利用，节约初投资。

附图说明

图1是本实用新型基于复合热源的家庭热能源中心示意图。

图1中有：压缩机1；第一电磁阀2；第二电磁阀3；第三电磁阀4；四通阀5；四通阀第一输入端5a；四通阀第一输出端5b；四通阀第二输入端5c；四通阀第二输出端5d；第一换热器6；第一换热器第一输入端6a；第一换热器第一输出端6b；第一换热器第二输入端6c；第一换热器第二输出端6d；第四电磁阀7；第一单向阀8；第二单向阀9；储液器10；过滤器11；电子膨胀阀12；第三单向阀13；第四单向阀14；第二换热器15；第二换热器输入端15a；第二换热器输出端15b；气液分离器16；太阳能集热器17；第一水泵18；第五电磁阀19；第六电磁阀20；热水储存器21；热水储存器第一输入端21a；热水储存器第一输出端21b；热水储存器第二输入端21c；热水储存器第二输出端21d；热水储存器第三输入端21e；热水储存器第三输出端21f；第七电磁阀22；第八电磁阀23；第三换热器24；第三换热器第一输入端24a；第三换热器第一输出端24b；第三换热器第二输入端24c；第三换热器第二输出端24d；第二水泵25；第一手阀26；第二手阀27；第三水泵28；第九电磁阀29；第四换热器30；第四换热器第一输入端30a；第四换热器第一输出端30b；第四换热器第二输入端30c；第四换热器第二输出端30d；第五换热器31；第五换热器第一输入端31a；第五换热器第一输出端31b；第五换热器第二输入端31c；第五换热器第二输出端31d；第六换热器32；第六换热器第一输入端32a；第六换热器第一输出端32b；第六换热器第二输入端32c；第六换热器第二输出端32d；辅助电加热器33；第七换热器34；第七换热器第一输入端34a；第七换热器第一输出端34b；第七换热器第二输入端34c；第七换热器第二输出端34d；第三手阀35；第四手阀36；第五手阀37；第六手阀38；第八换热器39；第八换热器第一输入端39a；第八换热器第一输出端39b；第八换热器第二输入端39c；第八换热器第二输出端39d；第十电磁阀40；第十一电磁阀41。

具体实施方式

结合附图1进一步说明本实用新型的具体实施方式，本实用新型基于复合热源的家庭热能源中心包括制冷剂循环回路、生活热水回路、太阳能利用回路、饮用水回路、供冷热水回路五大部分。具体的连接方式为：压缩机1的输出端分两路，一路接第六换热器第一输入端32a，另一路通过第一电磁阀2与第六换热器第一输出端32b合并后又分成两路，一路接第五换热器第一输入端31a，另一路通过第二电磁阀3与第五换热器第一输出端31b合并后又再分成两路，一路接第四换热器第一输入端30a，另一路通过第三电磁阀4与第四换热器第一输出端30b合并后接四通阀第一输入端5a，四通阀第一输出端5b接第一换热器第一输入端6a，同时四通阀第一输出端5b也通过第四电磁阀7接第一换热器第一输出端6b，第一换热器第一输出端6b通过第一单向阀8接储液器10的输入端，同时第一换热器第一输出端6b也通过第一单向阀8、第二单向阀9接第二换热器输入端15a，储液器10的输出端通过过滤器11接电子膨胀阀12的输入端，电子膨胀阀12输出端通过第四单向阀14接第二换热器输入端15a，同时电子膨胀阀12输出端还通过第三单向阀13接第一换热器第一输出端6b，第二换热器输出端15b接四通阀第二输入端5c，四通阀第二输出端5d接气液分离器16的输入端，而气液分离器16的输出端接压缩机1的输入端；热水储存器的第一输出端21b接第三水泵28的入口，第三水泵28的出口分成两路，分别接第四换热器第二输入端30c和第九电磁阀29的输入端，第四换热器第二输出端30d和第九电磁阀29的输出端合并后接第五换热器的第二输入端31c，第五换热器的第二输出端31d接热水储存器的第一输入端21a，第一手阀26接热水储存器第二输入端21c，第二手阀27接热水储存器的第二输出端21d；太阳能集热器17的出口分成两路分别接第七电磁阀22和第八电磁阀23，其中第八电磁阀23接第三换热器的第二输入端24c，第三换热器的第二输出端24d通过第五电磁阀19接第一水泵18的输入端，第七电磁阀22接热水储存器的第三输入端21e，热水储存器的第三输出端21f通过第六电磁阀20接第一水泵18的输入端，第一水泵18的输出端接太阳能集热器17的输入端；第三手阀35接第七换热器的第一输入端34a，第七换热器的第一输出端34b接第六换热器的第二输入端32c，第六换热器的第二输出端32d接辅助电加热器33的输入端，辅助电加热器33的输出端分两路，一路接第五手阀37，另外一路接第七换热器的第二输入端34c，第七换热器的第二输出端34d分成两路，一路接第四手阀36，另外一路接第八换热器的第一输入端39a，第八换热器的第一输出端39b接第六手阀38；冷热水回水进入系统后分成两路，一路接第八换热器的第二输入端39c，另外一路通过第十电磁阀40与第八换热器的第二输出端39d合并后接第一换热器的第二输入端6c，第一换热器的第二输出端6d接第二水泵25的输入端，第二水泵25的输出端分成两路，一路接第三换热器第一输入端24a，另外一路通过第十一电磁阀41与第三换热器第一输出端24b合并后接冷热水出水。

基于复合热源的家庭热能源中心夏季制冷运行，当饮用水回路、生活热水回路不工作时，第一电磁阀2打开、第二电磁阀3打开、第三电磁阀4打开、第四电磁阀7关闭。制冷剂循环回路中制冷剂被压缩机1吸入压缩后排出，分别经过第一电磁阀2、第二电磁阀3、第三电磁阀4、四通阀5后在第二换热器15中冷凝成液体，然后依次经过第二单向阀9、储液器10、过滤器11、电子膨胀阀12、第三单向阀13进入第一换热器6，制冷剂在其中蒸发吸收热量，制取冷水，然后再次通过四通阀5，进入气液分离器16后被压缩机1吸入、压缩从而再次排出。当饮用水回路工作时，制冷剂循环回路中工作过程的区别是第一电磁阀2由打开变成关闭，制冷剂从压缩机1排出后，不经过第一电磁阀2，而是进入第六换热器32与水进行换热，制冷剂循环回路其余工作过程与饮用水回路不工作时一样。当生活热水回路工作时，制冷剂循环回路中工作过程的区别是第二电磁阀3由打开变成关闭，制冷剂不经过第二电磁阀3，而是进入第五换热器31，制冷剂循环回路其余工作过程与生活热水回路不工作时一样。生活热水回路中，当热水储存器21中热水温度达到设定温度时，生活热水回路将不工作，第三水泵28不运行。当未达到设定温度时，热水储存器21中热水被第三水泵28吸入加压后，通过第九电磁阀29进入第五换热器31，与制冷剂进行换热，热水温度升高后返回热水储存器21，这样循环运行，热水储存器21中的热水温度将不断提高，当达到设定温度时，生活热水回路停止运行，当因使用生活热水，热水储存器21中温度下降到某一设定值时，生活热水回路再次运行。太阳能利用回路中，当太阳充足，而热水储存器21中热水温度低于设定温度值时，太阳能利用回路工作，回路中热水从热水储存器21中经过第六电磁阀20(此时第五电磁阀19关闭)被第一水泵18吸入加压后进入太阳能集热器17，热水在其中被加热升温，热水从太阳能集热器17出来后经过第七电磁阀22(此时第八电磁阀23关闭)回到热水储存器21。当没有太阳时，太阳能利用回路不工作，第一水泵18不工作、第五电磁阀19、第六电磁阀20、第八电磁阀23全部关闭，第七电磁阀22打开。供冷热水回路中，冷冻水从冷热水回水端口进入机组后，当饮用水回路中使用低温饮用水时，第十电磁阀40关闭，冷冻水回水经过第八换热器39换热后，进入第一换热器6。当饮用水回路中不使用低温饮用水时，第十电磁阀40打开，冷冻水直接经过第十电磁阀40进入第一换热器6。冷冻水在第一换热器6中与制冷剂换热降温后被第二水泵25吸入加压后经过第十一电磁阀41(此时第十一电磁阀41打开)从冷热水出水口流出系统。

基于复合热源的家庭热能源中心冬季制热运行，当饮用水回路、生活热水回路不工作时，第一电磁阀2打开、第二电磁阀3打开、第三电磁阀4打开、第四电磁阀7关闭。制冷剂循环回路中制冷剂被压缩机1吸入压缩后排出，分别经过第一电磁阀2、第二电磁阀3、第三电磁阀4、四通阀5后进入第一换热器6，制冷剂在其中放出热量冷凝，制取热水，然后依次经过第一单向阀8、储液器10、过滤器11、电子膨胀阀12、第四单向阀14进入第二换热器15，制冷剂在其中蒸发吸收热量，然后再次通过四通阀5，进入气液分离器16后被压缩机1吸入、压缩再次循环。当饮用水回路工作时，制冷剂循环回路中工作过程的区别是第一电磁阀2由打开变成关闭，制冷剂从压缩机1排出后，不经过第一电磁阀2，而是进入第六换热器32与水进行换热，制冷剂循环回路其余工作过程与饮用水回路不工作时一样。当生活热水回路工作时，制冷剂循环回路中工作过程的区别是第二电磁阀3由打开变成关闭，制冷剂不经过第二电磁阀3，而是进入第五换热器31，制冷剂循环回路其余工作过程与生活热水回路不工作时一样。生活热水回路中，当热水储存器21中热水温度达到设定温度时，生活热水回路将不工作，第三水泵28不运行。当热水温度未达到设定温度时，热水储存器21中热水被第三水泵28吸入加压后，通过第九电磁阀29进入第五换热器31，与制冷剂进行换热，热水温度升高后返回热水储存器21，这样循环运行，热水储存器中的热水温度将不断提高，当达到设定温度时，生活热水回路停止运行，当因使用生活热水，热水储存器21中温度下降到某一设定值时，生活热水回路再次运行。太阳能利用回路中，当太阳充足，而热水储存器中生活热水温度低于设定温度值时，太阳能利用回路工作，回路中热水从热水储存器21中经过第六电磁阀20(此时第五电磁阀19关闭)被第一水泵18吸入加压后进入太阳能集热器17，热水在其中被加热升温，热水从太阳能集热器21出来后经过第七电磁阀22(此时第八电磁阀23关闭)回到热水储存器21。当热水储存器21中热水温度高于设定温度时，太阳能集热器17将为家庭采暖提供热水，减轻热泵系统的运行负荷，此时太阳能利用回路中，第六电磁阀20、第七电磁阀22关闭，第五电磁阀19、第八电磁阀23打开，热水从第一水泵18出来后进入太阳能集热器17加热，从太阳能集热器17出来后经过第八电磁阀23，进入第三换热器24，与供暖系统中的热水进行换热，将热量传给供暖用热水，从第三换热器24出来后经过第五电磁阀19，被第一水泵18吸入加压后继续循环，从而实现家庭采暖的太阳能利用。当没有太阳时，太阳能利用回路不工作，第一水泵18不工作、第五电磁阀19、第六电磁阀20、第八电磁阀23全部关闭，第七电磁阀22打开。供冷热水回路中，热水从冷热水回水端口进入系统后，因为冬季饮用水回路中不使用低温饮用水，第十电磁阀40一直打开，热水直接经过第十电磁阀40进入第一换热器6。热水在第一换热器6中与制冷剂换热升温后被第二水泵25吸入加压，当采取太阳能为家庭采暖时，第十一电磁阀41关闭，热水进入第三换热器24，与太阳能利用回路中热水进行换热，然后从冷热水出水端流出系统，当没有太阳时，热水将经过第十一电磁阀41从冷热水出水口直接流出系统。

当家庭在春秋季节不需要制冷也不需要制热时，而此时家庭仍然有生活热水和饮用水需求，基于太阳能/空气源的户式热能源综合系统此时运行，当饮用水回路不工作时，制冷剂循环回路中第一电磁阀2打开、第二电磁阀3关闭、第三电磁阀4关闭、第四电磁阀7打开。制冷剂在被压缩机1吸入压缩排出经过第一电磁阀2后，进入第五换热器31，制冷剂在其中放出热量，从第五换热器31出来后进入第四换热器30，制冷剂在其中进一步放出热量，冷凝成液体，然后通过四通阀5、第四电磁阀7、再依次经过第一单向阀8、储液器10、过滤器11、电子膨胀阀12、第四单向阀14后进入第二换热器15，制冷剂在其中蒸发吸收热量，然后再次通过四通阀5，进入气液分离器16后被压缩机1吸入再次循环。生活热水回路中，当热水储存器21中热水温度达到设定温度时，生活热水回路将不工作，第三水泵28不运行。当热水温度未达到设定温度时，热水储存器21中热水被第三水泵28吸入加压后，进入第四换热器30(此时第九电磁阀29关闭)，与制冷剂进行换热，出来后再次进入第五换热器31，与制冷剂进一步换热，热水温度升高后返回热水储存器21，这样循环运行，热水储存器21中的热水温度将不断提高，当达到设定温度时，生活热水回路停止运行，当因使用生活热水，热水储存器中温度下降到某一设定值时，生活热水回路再次运行。太阳能利用回路中，当太阳充足，而热水储存器中生活热水温度低于设定温度值时，太阳能利用回路工作，回路中热水从热水储存器21中经过第六电磁阀20(此时第五电磁阀19关闭)被第一水泵18吸入加压后进入太阳能集热器17，热水在其中被加热升温，热水从太阳能集热器21出来后经过第七电磁阀22(此时第八电磁阀23关闭)回到热水储存器21。当没有太阳时，太阳能利用回路不工作，第一水泵18不工作、第五电磁阀19、第六电磁阀20、第八电磁阀23全部关闭，第七电磁阀22打开。供冷热水回路中，因此时家庭不需要供冷和供暖，供冷热水回路将不工作，第二水泵25停止运行。

基于复合热源的家庭热能源中心一年四季年运行时，系统都能够提供多种不同温度的饮用水，分别为高温饮用水(开水，95～100℃)、常温饮用水(温水，相当于自来水温度)和低温饮用水(冰水，10～15℃)，饮用水回路中，当使用高温饮用水时，自来水经过第三手阀35，进入第七换热器34(此时换热器是否起作用要看换热器另一侧是否有水流过)，经过第七换热器34后进入第六换热器32，水在其中与制冷剂进入换热，水吸收热量温度升高，水从第六换热器32出来后进入辅助电加热器33，水被加热至接近100℃，从辅助电加热器33出来后，因使用高温饮用水，第五手阀37打开，水经过第五手阀37流出。当使用常温饮用水时从辅助电加热器33出来的热水将进入第七换热器34，热水在第七换热器34中与另一侧的自来水进行换热，热水温度降低，接近常温，然后通过第四手阀36流出；当使用低温饮用水时从第七换热器34出来的常温水将进入第八换热器39，常温水在其中与供冷系统中的冷冻水进行换热，变成低温饮用水，从第六手阀38中流出。其中系统提供低温水的功能只能在夏季实现。

Claims (8)

1.一种基于复合热源的家庭热能源中心，其特征是该系统包括制冷剂循环回路、生活热水回路、太阳能利用回路、饮用水回路、供冷热水回路：

制冷剂循环回路中：压缩机(1)的输出端分两路，一路接第六换热器第一输入端(32a)，另一路通过第一电磁阀(2)与第六换热器第一输出端(32b)合并后又分成两路，该两路中的一路接第五换热器第一输入端(31a)，另一路通过第二电磁阀(3)与第五换热器第一输出端(31b)合并后又再分成两路，该两路中的一路接第四换热器第一输入端(30a)，另一路通过第三电磁阀(4)与第四换热器第一输出端(30b)合并后接四通阀第一输入端(5a)，四通阀第一输出端(5b)接第一换热器第一输入端(6a)，同时四通阀第一输出端(5b)也通过第四电磁阀(7)接第一换热器第一输出端(6b)，第一换热器第一输出端(6b)通过第一单向阀(8)接储液器(10)的输入端，同时第一换热器第一输出端(6b)也通过第一单向阀(8)、第二单向阀(9)接第二换热器输入端(15a)，储液器(10)的输出端通过过滤器(11)接电子膨胀阀(12)的输入端，电子膨胀阀(12)输出端通过第四单向阀(14)接第二换热器输入端(15a)，同时电子膨胀阀(12)的输出端还通过第三单向阀(13)接第一换热器第一输出端(6b)，第二换热器输出端(15b)接四通阀第二输入端(5c)，四通阀第二输出端(5d)接气液分离器(16)的输入端，而气液分离器(16)的输出端接压缩机(1)的输入端；

生活热水回路中：热水储存器的第一输出端(21b)接第三水泵(28)的入口，第三水泵(28)的出口分成两路，分别接第四换热器第二输入端(30c)和第九电磁阀(29)的输入端，第四换热器第二输出端(30d)和第九电磁阀(29)的输出端合并后接第五换热器的第二输入端(31c)，第五换热器的第二输出端(31d)接热水储存器的第一输入端(21a)，第一手阀(26)接热水储存器第二输入端(21c)，第二手阀(27)接热水储存器的第二输出端(21d)；

太阳能利用回路中，太阳能集热器(17)的出口分成两路分别接第七电磁阀(22)和第八电磁阀(23)，其中第八电磁阀(23)接第三换热器的第二输入端(24c)，第三换热器的第二输出端(24d)通过第五电磁阀(19)接第一水泵(18)的输入端，第七电磁阀(22)接热水储存器的第三输入端(21e)，热水储存器的第三输出端(21f)通过第六电磁阀(20)接第一水泵(18)的输入端，第一水泵(18)的输出端接太阳能集热器(17)的输入端；

饮用水回路中，第三手阀(35)接第七换热器的第一输入端(34a)，第七换热器的第一输出端(34b)接第六换热器的第二输入端(32c)，第六换热器的第二输出端(32d)接辅助电加热器(33)的输入端，辅助电加热器(33)的输出端分两路，一路接第五手阀(37)，另外一路接第七换热器的第二输入端(34c)，第七换热器的第二输出端(34d)分成两路，一路接第四手阀(36)，另外一路接第八换热器的第一输入端(39a)，第八换热器的第一输出端(39b)接第六手阀(38)；

供冷热水回路中，冷热水回水进入系统后分成两路，一路接第八换热器的第二输入端(39c)，另外一路通过第十电磁阀(40)与第八换热器的第二输出端(39d)合并后接第一换热器的第二输入端(6c)，第一换热器的第二输出端(6d)接第二水泵(25)的输入端，第二水泵(25)的输出端分成两路，一路接第三换热器第一输入端(24a)，另外一路通过第十一电磁阀(41)与第三换热器第一输出端(24b)合并后接冷热水出水。

2.根据权利要求1所述的基于复合热源的家庭热能源中心，其特征在于在压缩机的输出端与四通阀第一输入端之间串联三个电磁阀，第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀；同时每个电磁阀并联一个换热器：第一电磁阀与第六换热器并联，第二电磁阀与第五换热器并联、第三电磁阀与第四换热器并联。

3.根据权利要求1所述的基于复合热源的家庭热能源中心，其特征在于在四通阀第一输入端(5a)与第二换热器输入端(15a)之间接有除霜电动控制阀(4)，通过该阀控制使装置在冬季运行时可实现除霜。

4.根据权利要求1所述的基于复合热源的家庭热能源中心，其特征在于饮用水回路中在自来水进水与常温饮用水出水之间设有热回收换热器一第七换热器，实现高温水的冷却同时加热进入第六换热器的自来水，实现热量回收同时冷却高温水。

5.根据权利要求1所述的基于复合热源的家庭热能源中心，其特征在于饮用水回路中第六换热器的第二输出端接有辅助电加热器，实现通过辅助电加热器将自来水加热至100℃，从而成为饮用水。

6.根据权利要求1所述的基于复合热源的家庭热能源中心，其特征在于饮用水回路中设有第八换热器，夏天工作时通过将常温饮用水与冷冻水进行换热，将饮用水冷却为低温饮用水。

7.根据权利要求1所述的基于复合热源的家庭热能源中心，其特征在于太阳能利用回路中设有第五电磁阀、第六电磁阀、第七电磁阀、第八电磁阀和第三换热器，通过电磁阀的开闭切换，实现将太阳能即可作为生活热水热源同时还作为热源向家庭供暖。

8.根据权利要求1所述的基于复合热源的家庭热能源中心，其特征在于压缩机为可变容量压缩机。

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