CN203177310U - 一种供热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型的目的在于，提供一种节能环保，供热稳定的供热系统。包括进水口、出水口、水箱、地源热泵总成、太阳能总成、电即热总成、外界电源接口、电切换模块与控制模块；本实用新型采用混合能源，对于供热系统的供电，由太阳能总成与外接能源（如市电）并网提供，在太阳能总成供电充足的条件时，市电不提供电源，当太阳能总成供电不足时，通过电切换模块，外界电能无缝平滑地切入补充。由此，克服了单纯使用太阳能受到气候限制的缺陷，又尽可能节约不可再生能源的使用，既能充分保障供热系统的热水供应，又节能环保。

Description

一种供热系统

技术领域

本实用新型涉及一种供应热水的系统，尤其涉及一种利用热泵供应热水的系统。 

背景技术

供热系统可见于人们生活的方方面面，人们生活中各个领域都会使用到热水。传统的储水式和即热式热水装置所使用的能源，如：电能、燃气、太阳能、空气源等，存在以下缺陷：1、容易受使用条件的限制，如：燃气使用的安全问题，太阳能在阴雨天使用的供能问题；空气源热泵在低温环境下使用的效果与效率问题等，都会对热水装置的使用产生一定的限制；2、人们在供热采暖时所用的供热采暖设备一般都使用不可再生能源，不够环保，也不符合可持续发展的理念，但利用可再生能源又有诸多局限性。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种节能环保，供热稳定的供热系统。 

为实现上述目的，本实用新型提供了一种供热系统，包括进水口、出水口、水箱、地源热泵总成、太阳能总成、电即热总成、外界电源接口、电切换模块与控制模块； 

所述进水口与水箱相连通，所述水箱设有水箱水出口； 

所述地源热泵总成包括：压缩机、蒸发器、冷凝器、节流装置、地埋管网与地源冷水循环泵，所述冷凝器与水箱热传导连接，所述地埋管网与蒸发器之间通过管路连接构成地源冷水循环水路，所述地源冷水循环泵置于地源冷水循环水路中； 

所述电即热总成包括电即热入水口、电子流量计、出水温度传感器、电即热模块，所述电即热入水口与水箱水出口连通，电即热入水口与电即热模块连通，电即热模块与出水口连通，电子流量计置于电即热入水口与电即热模块之 间的水路中，出水温度传感器位于电即热模块与出水口之间的水路中，出水温度传感器及电子流量计与控制模块相连接； 

所述电切换模块分别与外界电源接口、逆变器及地源热泵总成、电即热总成电连接， 

所述控制模块分别与地源热泵总成、电即热总成、电切换模块电连接。 

其中，所述供热系统还包括供暖总成，所述供暖总成包括供暖管路、供暖循环泵、散热装置与吸热装置，所述吸热装置置于水箱内，所述散热装置置于水箱外部，散热装置与吸热装置通过供暖管路连接形成供暖回路，所述供暖循环泵置于供暖回路中。 

其中，所述电即热总成还包括电即热循环回路、电即热循环泵、电即热电磁阀，所述电即热循环回路一端与水箱连通，另一端与电即热模块与出水口之间的水路连通，所述电即热循环泵与电即热电磁阀位于电即热循环回路中，并与控制模块电连接。 

其中，所述吸热装置置于水箱中部。 

其中，所述吸热装置为盘管，所述散热装置为地暖盘管或暖气片。 

其中，所述冷凝器与水箱热传导连接为，在水箱下部置有地源盘管，地源盘管与冷凝器之间通过管路连接为地源热水循环回路，所述地源热水循环回路中置有地源热水循环泵。 

其中，所述供热系统还包括置于水箱中的第一温度传感器与第二温度传感器，所述第一温度传感器置于水箱上部，所述第二温度传感器置于水箱中部，第一温度传感器及第二温度传感器与控制模块电连接，所述出水口位于水箱上部。 

其中，所述电即热总成包括进水温度传感器与温控器，所述进水温度传感器位于电即热模块与进水口之间的水路中，所述温控器位于电即热模块中。 

区别于现有的供热系统，本实用新型采用混合能源，对于供热系统的供电，由太阳能总成与外接能源（如市电）并网提供，在太阳能总成供电充足的条件时，市电不提供电源，当太阳能总成供电不足时，通过电切换模块，外界电能无缝平滑地切入补充。由此，克服了单纯使用太阳能受到气候限制的缺陷，又 尽可能节约不可再生能源的使用，既能充分保障供热系统的热水供应，又节能环保。同时系统中还是用电即热方式对热水供应进行补偿加热，这样有助于提高系统的出水温度，同时降低热泵工作的温差，可以提高系统的整体能量利用效率。 

附图说明

图1为本实用新型具体实施方式所述供热系统示意图； 

图2为本实用新型具体实施方式所述供热系统水箱部分示意图； 

图3为本实用新型具体实施方式所述供热系统地源热泵机组示意图； 

图4为本实用新型具体实施方式所述供热系统电即热部分示意图。 

水箱1、供暖总成2、地源热泵总成3、电即热总成9、控制器4、太阳能总成5、进水管路6、用水末端7、外界电源接口8； 

水箱内胆19、水箱外壳103、水箱上盖18、水箱下盖104、水箱底脚105、保温泡料101、电即热回流口15、供暖盘管14、地源盘管12、镁棒102、进水口11、出水口17、第二温度传感器13、第一温度传感器16； 

地暖盘管21、供暖循环泵22、传感器23； 

地源热泵机组31、地源热水循环泵32、地源冷水循环泵33、地埋管网34、压缩机310、冷凝器311、节流装置312、蒸发器313； 

太阳能光伏电池板51、蓄电池52、直流控制器53、逆变器54； 

电即热系统91、电即热循环泵92、电即热电磁阀93、电即热出水管910、电即热模块911、温控器912、电控板913、可控硅914、电即热底盖915、电即热进水管916、电子流量计917、进水温度传感器94、出水温度传感器95。 

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。 

请参阅图1、2、3，本实施方式提供了一种供热系统，包括进水口11、出水口17、水箱1、地源热泵总成3、太阳能总成5、外界电源接口8、电切换模 块与控制模块；电切换模块与控制模块置于控制器4中。 

所述进水口、出水口与水箱相连通；进水管路6与进水口连接，包括：进水管、安全阀等。用水末端7与出水口连接，包括：花洒、水龙头等。 

如图1、3所示，地源热泵总成包括：压缩机310、蒸发器313、冷凝器311、节流装置312、地埋管网34与地源冷水循环泵33，所述冷凝器311与水箱1热传导连接。所述地埋管网34与蒸发器313之间通过管路连接构成地源冷水循环水路，所述地源冷水循环泵33置于地源冷水循环水路中； 

所述热传导连接的方式可以有多种，在某些优选的实施例中，通过传热工质进行热传导连接。具体结构介绍如下：压缩机310、蒸发器313、节流装置312、冷凝器311，通过铜管路连接，形成一封闭环路，构成地源热泵机组31，其工作原理为：压缩机启动，并压缩来自蒸发器的低温气体，从压缩机口排出高温高压的气体，进入冷凝器一侧，并加热经过冷凝器另一侧的循环流动的传热工质，经过放热后的制冷剂变为高压中温的液体，之后经过节流装置，制冷剂变为低温低压的液体，从而进入蒸发器一侧，并吸收经过蒸发器另一侧的循环流动的传热工质的热量，吸收热量后的制冷剂变为低温低压的气体，最终气体由压缩机吸回，从而完成一个工作循环，冷凝器的传热工质侧与保温水箱中的地源盘管串联，通过地源热水循环泵32，与保温水箱中的水换热。冷凝器311和蒸发器313内部各有两个流路——制冷剂流路和循环传热工质流路，流路之间相互独立，但隔有导热良好的金属。通过热水循环泵32的运行，冷凝器311将热量释放至该循环传热工质中，并通过保温水箱1中的地源盘管12，将保温水箱1中水加热；通过地源冷水循环泵33的运行，地埋管网34内的传热工质，进入蒸发器313中，被蒸发器中的制冷剂吸收热量，被吸热后的温度低的传热工质从蒸发器313流出，并在地埋管网34回路内流动，吸收管外的热量，温度不断上升，最后再进入蒸发器313，不断循环。这里传热工质为防冻液或者水。 

电即热总成9包括：电即热系统91、电即热循环泵92、电即热电磁阀93、进水温度传感器94、出水温度传感器95与水箱连接的管路，电即热系统91包括：连接电即热模块与出水口的电即热出水管910、电即热模块911（又称发热杯）、温控器912、电控板913、可控硅914、电即热底盖915、连接电即热入水 口与电即热模块的电即热进水管916、电子流量计917。电即热总成工作原理为：1、当用水末端7打开时，电子流量计917检测到当前流量，同时出水温度传感器95检测到的当前温度，并与出水设定温度进行比对，若出水温度≥出水设定温度，则电即热不输出；若出水温度＜出水设定温度，则根据当前流量值，出水温度，出水设定温度进行PID计算，通过可控硅进行可调功率输出，保证出水温度恒定。2、当供暖模式启动时，若保温水箱1中的第一温度传感器16检测的温度低于某设定温度时，则开启电即热电磁阀93并启动电即热循环泵92，通过电即热模块911进行加热，热水通过电即热回流口15回流至水箱，直到保温水箱上部到达设定温度。进水温度传感器94用于检测电即热总成的进水温度，便于精确控温，温控器912为了避免电即热模块过热，若过热，切断电源保障安全。 

所述太阳能总成包括：太阳能光伏电池板51、蓄电池52、直流控制器53、逆变器54，所述太阳能光伏电池板51与蓄电池52电连接，蓄电池52与直流控制器53电连接，直流控制器53与逆变器54电连接；太阳能光伏电池板吸收太阳辐射能，并转换为电能，通过蓄电池储存，并通过直流控制器，将该电能转变成稳定的直流电源输出，再经过逆变器，将直流电源转变为可供采暖供热设备终端所用的交流电源（国内一般为220AC/50Hz）。地源热泵总成，供暖环路总成、控制模块的交流电源由太阳能供电系统优先供给。 

所述电切换模块分别与外界电源接口8、逆变器54、电即热总成及地源热泵总成3电连接，负责切换系统的供电。使各系统可以由太阳能总成5供电，或外接电源供电，或同时由太阳能总成5及外界电源共同供电。 

所述控制模块分别与地源热泵总成3、电切换模块电连接。可以通过手工直接操作按键的方式发出指令，然后控制模块将指令传给供热系统中的相应电控板，电控板执行相应的控制动作。 

地源热泵总成某些实施例中，供热系统还包括供暖总成2，所述供暖总成包括供暖管路、供暖循环泵22、散热装置与吸热装置，所述吸热装置置于水箱1内，所述散热装置置于水箱1外部，散热装置与吸热装置通过供暖管路连接形成供暖回路，所述供暖循环泵22置于供暖回路中。优选地，吸热装置置于水箱 1中部。吸热装置为供暖盘管14，所述散热装置为地暖盘管21或暖气片。还可以包括传感器23，用于检测供暖回路的室内温度。当在控制模块上设置供暖模式时，根据设置室内的温度，供暖循环泵22可根据实际室内温度与所设定的温度的温差，选择启动和关闭，从而对房屋进行供暖。因为冷热水有分层现象，按照水的分层规律，对于供暖所需，将供暖吸热用的供暖盘管14放置于水箱中部，该区域水的温度约为45度，经过供暖盘管14换热后，刚好符合供暖的要求。 

某些实施例中，供热系统还包括置于水箱1中的温度传感器，所述温度传感器与控制模块电连接。优选地，所述温度传感器包括第一温度传感器16与第二温度传感器13，所述第一温度传感器16置于水箱1上部，所述第二温度传感器13置于水箱1中部，所述出水口位于水箱上部。第一温度传感器检测出水口附近温度，第二温度传感器检测供暖盘管所处水层温度。在实施例中，如图2所示，水箱1为保温水箱，包括：水箱内胆19、水箱外壳103、水箱上盖18、水箱下盖104、水箱底脚105、保温泡料101、电即热回流口15、供暖盘管14、作为冷凝器的地源盘管12、镁棒102、进水口11、出水口17、第一温度传感器16、第二温度传感器13。内胆可以是搪瓷或者不锈钢内胆，能够高承压及耐腐蚀；地源盘管12、供暖盘管14材质均为无缝不锈钢管或者翅片不锈钢管。镁棒102的作用在于采用阴极保护法（或牺牲阳极保护法）防止水箱内胆腐蚀。 

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。 

Claims (8)

1.一种供热系统，其特征在于，包括进水口、出水口、水箱、地源热泵总成、太阳能总成、电即热总成、外界电源接口、电切换模块与控制模块；

所述进水口与水箱相连通，所述水箱设有水箱水出口；

所述地源热泵总成包括：压缩机、蒸发器、冷凝器、节流装置、地埋管网与地源冷水循环泵，所述冷凝器与水箱热传导连接，所述地埋管网与蒸发器之间通过管路连接构成地源冷水循环水路，所述地源冷水循环泵置于地源冷水循环水路中；

所述电即热总成包括电即热入水口、电子流量计、出水温度传感器、电即热模块，所述电即热入水口与水箱水出口连通，电即热入水口与电即热模块连通，电即热模块与出水口连通，电子流量计置于电即热入水口与电即热模块之间的水路中，出水温度传感器位于电即热模块与出水口之间的水路中，出水温度传感器及电子流量计与控制模块相连接；所述太阳能总成包括：太阳能光伏电池板、蓄电池、直流控制器、逆变器，所述太阳能光伏电池板与蓄电池电连接，蓄电池与直流控制器电连接，直流控制器与逆变器电连接；

所述电切换模块分别与外界电源接口、逆变器及地源热泵总成、电即热总成电连接，

所述控制模块分别与地源热泵总成、电即热总成、电切换模块电连接。

2.根据权利要求1所述的供热系统，其特征在于，所述供热系统还包括供暖总成，所述供暖总成包括供暖管路、供暖循环泵、散热装置与吸热装置，所述吸热装置置于水箱内，所述散热装置置于水箱外部，散热装置与吸热装置通过供暖管路连接形成供暖回路，所述供暖循环泵置于供暖回路中。

3.根据权利要求2所述的供热系统，其特征在于，所述电即热总成还包括电即热循环回路、电即热循环泵、电即热电磁阀，所述电即热循环回路一端与水箱连通，另一端与电即热模块与出水口之间的水路连通，所述电即热循环泵与电即热电磁阀位于电即热循环回路中，并与控制模块电连接。

4.根据权利要求2所述的供热系统，其特征在于，所述吸热装置置于水箱中部。

5.根据权利要求2所述的供热系统，其特征在于，所述吸热装置为盘管，所述散热装置为地暖盘管或暖气片。

6.根据权利要求1所述的供热系统，其特征在于，所述冷凝器与水箱热传导连接为，在水箱下部置有地源盘管，地源盘管与冷凝器之间通过管路连接为地源热水循环回路，所述地源热水循环回路中置有地源热水循环泵。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的供热系统，其特征在于，所述供热系统还包括置于水箱中的第一温度传感器与第二温度传感器，所述第一温度传感器置于水箱上部，所述第二温度传感器置于水箱中部，第一温度传感器及第二温度传感器与控制模块电连接，所述出水口位于水箱上部。

8.根据权利要求1至5任意一项所述的供热系统，其特征在于，所述电即热总成包括进水温度传感器与温控器，所述进水温度传感器位于电即热模块与进水口之间的水路中，所述温控器位于电即热模块中。

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