CN203628820U - 多热源热水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多热源热水系统，该热水系统包括热水生产系统(100)、空调系统(200)和供热系统(300)，热水生产系统(100)的一端与水源相连，另一端与生活热水供应管路相连，作为热水生产系统(100)的热源的空调系统(200)和供热系统(300)分别与热水生产系统(100)相连。本实用新型的多热源热水系统是一种通过回收空调废热、利用空气源热泵技术和集中供热系统的、经济、高效、安全、可靠的生活热水供应兼过渡季节采暖的复合系统。

Description

多热源热水系统

技术领域

本实用新型涉及一种多热源热水系统，尤其涉及一种回收空调废热，利用空气源热泵技术，以及集中供热系统的四季生活热水供应兼过渡季节采暖的复合系统。

背景技术

目前，中国内陆采暖地区楼宇生活热水供应系统的能源结构和分配比例现状如下：

(1)住宅：70％以上直接使用电能，即电热水器，约30％使用燃气或太阳能等；

(2)公共建筑：90％以上使用燃气，即燃气锅炉，其余不到10％使用电能(电热水器或电锅炉)、太阳能、和极少数的煤炭等；

(3)利用回收热、空气源热泵技术、采暖期利用城市集中供热提供生活热水的基本为0。

上述现有生活热水供应系统的能源结构和分配比例现状产生的原因如下：

(1)住宅。太阳能：环保低碳、属于可再生能源利用，但安装位置受到限制，很多建筑不具备安装条件，全年受气候影响，不稳定、不可控，所以应用有限，所占比例不高；燃气：采用燃气壁挂炉采暖的住宅，生活热水能源燃气约占4％，其他部分住宅安装燃气热水器，但比例远小于电热水器，原因是人们对燃气安全有顾虑；电能：直接利用电能，即电热水器，因安全、可靠、不受限制，用户最多，占70％以上，但此技术不节能，能源利用率低，属于电能最低级、最原始的利用，为淘汰技术。

(2)公共建筑。因生活热水所需热负荷较大，直接用电能，电负荷要多增容，运行费用高，经营成本增大；太阳能受安装位置限制，受气候影响，可靠性不能保证；采用燃料锅炉，由于煤锅炉的严格限制，只能采用燃气锅炉，所以，对公共建筑生活热水能源，燃气(燃气锅炉或冷/热一体的直燃机组)基本成为目前唯一选择，占90％以上。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种通过回收空调废热、利用空气源热泵技术和集中供热系统的、经济、高效、安全、可靠的生活热水供应系统。

为实现上述目的，本实用新型的多热源热水系统的具体技术方案为：

一种多热源热水系统，包括热水生产系统、空调系统和供热系统，热水生产系统的一端与水源相连，另一端与生活热水供应管路相连，作为热水生产系统的热源的空调系统和供热系统分别与热水生产系统相连。

进一步，热水生产系统包括双工质容积式换热器，双工质容积式换热器上设有进水口和出水口，进水口与水源相连，出水口与生活热水供应管路相连；空调系统中形成有空调换热冷媒盘管，供热系统中形成有供热热水盘管，空调换热冷媒盘管和供热热水盘管分别设置在双工质容积式换热器的内部。

本实用新型的多热源热水系统具有以下优点：

目前空调、热水盘管器厂商已经推出热回收产品和空气源热泵热水机组等相关产品，内陆地区冬季采暖供热也已经基本普及，而且生活热水用热负荷占采暖用热负荷比例不超过5％，现有集中的供热管网不需要扩容，因此应用基础已经成熟。

夏季空调运行期间，利用空调系统排出的废热加热生活热水，对住宅普遍使用的风冷空调机组来说，加热生活热水的同时，空调机组的运行效率(能效比COP)比正常运行时要高，这样夏季获得免费的生活热水的同时空调运行效率也有所提高。

夏季非空调运行期间和过渡季节，利用空气源热泵技术，将空调机组转换为水冷热泵状态运行，提供生活热水，同时在过度季节还能提供采暖热水，满足过度季节采暖要求，使室内温度全年可控。

冬季进入采暖期，利用集中供热加热生活热水，是最安全、最可靠、最经济的，也是对现有城市资源的综合利用。

综上，本实用新型的多热源热水系统，通过回收空调废热解决生活热水，减少了向城市空间排放废热，减轻了城市温室效应，又为楼宇提供了免费生活热水，符合国家“发展循环经济”的政策。利用水冷空气源热泵技术，淘汰直接利用电能的低效、低端传统技术，提高了能源利用率，属于开发、利用高效节能产品领域，冬季利用城市集中供热系统，属于资源综合利用领域。同时在过度季节还能提供采暖热水，满足过度季节采暖要求，使室内温度全年可控，整体提高了居民的生活水平。

附图说明

图1为本实用新型的多热源热水系统处于空调热回收状态时的运行示意图；

图2为本实用新型的多热源热水系统处于热泵(非采暖)状态时的运行示意图；

图3为本实用新型的多热源热水系统处于热泵(采暖)状态时的运行示意图；

图4为本实用新型的多热源热水系统处于集中供热期时的运行示意图。

具体实施方式

为了更好的了解本实用新型的目的、结构及功能，下面结合附图，对本实用新型的一种多热源热水系统做进一步详细的描述。

如图1至图4所示，本实用新型的多热源热水系统包括热水生产系统100、空调系统200和供热系统300。其中，热水生产系统100的一端与水源(优选为自来水)相连，另一端与生活热水供应管路相连，用于将来自水源的水加热后通过生活热水供应管路输送至用户端。空调系统200和供热系统300分别与热水生产系统100相连，为热水生产系统100的热源，用于将来自水源的水加热至生活热水所需的温度。

具体来说，本实施例中的热水生产系统100包括双工质容积式换热器110，双工质容积式换热器110上设有进水口111和出水口112，其中，进水口111与水源相连，出水口112与生活热水供应管路相连。另外，本实施例的空调系统200中形成有空调换热冷媒盘管206、供热系统300中形成有供热热水盘管304，空调换热冷媒盘管206和供热热水盘管304分别设置在热水生产系统100中的双工质容积式换热器110的内部，且设置在双工质容积式换热器110内部的供热热水盘管304位于空调换热冷媒盘管206的上方。

当本实用新型的多热源热水系统运行时，来自水源的水从双工质容积式换热器110上的进水口111进入双工质容积式换热器110内部，并由位于双工质容积式换热器110内部的空调换热冷媒盘管206或供热热水盘管304加热至所需温度，双工质容积式换热器110中生产出的热水通过双工质容积式换热器110上的出水口112流入生活热水供应管路，进而输送至用户端。

下面结合图1至图4来具体说明本实用新型的多热源热水系统中的空调系统与供热系统的结构：

首先，参见图1至图4，本实用新型中的空调系统200为本领域中常见的空调系统形式，包括压缩机201、室外机202、膨胀阀203和室内机204。其中，压缩机201的第一端b与室外机202的第一端c相连通，室外机202的第二端d与膨胀阀203的第一端e相连通，膨胀阀203的第二端f与室内机204的第二端g相连通，室内机204的第一端h与压缩机201的第二端a相连通，制冷剂在空调系统200内循环流动。

参见图1，当空调系统200处于制冷状态时，空调系统200内部的制冷剂按照压缩机201、室外机202、膨胀阀203和室内机204的顺序循环流动，并在室外机202处实现制冷剂的放热、在室内机204处实现制冷剂的吸热，从而达到室内制冷的效果。参见图2和图3，当空调系统200处于空气源热泵状态时，空调系统200内部的制冷剂按照压缩机201、室内机204、膨胀阀203和室外机202的顺序循环流动，并在室外机202处实现制冷剂的吸热、在室内机204处实现制冷剂的放热，从而达到室内制热的效果。

进一步，参见图1至图4，本实用新型的多热源热水系统中，在压缩机201的第一端b与室外机202的第一端c之间的连接管路上设置有制冷剂流向控制阀205(优选为三通阀)，制冷剂流向控制阀205与设置在热水生产系统100中的空调换热冷媒盘管206的入口端i相连通，且在该连通管路上设置有第五阀门5；而空调换热冷媒盘管206的出口端j则与室外机202的第二端d与膨胀阀203的第一端e之间的管路相连通，且在该连通管路上设置有第六阀门6。

进一步，设置在热水生产系统100中的空调换热冷媒盘管206的入口端i还与室内机204的第一端h与压缩机201的第二端a之间的管路相连通，且在该连通管路上设置有第三阀门3；而空调换热冷媒盘管206的出口端j则还与膨胀阀203的第二端f与室内机204的第二端g之间的管路相连通，且在该连通管路上设置有第四阀门4。另外，本实用新型中的室内机204的两端还分别设置有第一阀门1和第二阀门2，具体为室内机204的第一端h处设置第一阀门1，第二端g处设置第二阀门2。

其次，参见图1至图4，本实用新型中的供热系统300也为本领域中常见的供热系统形式，包括供水管301、回水管302和采暖系统303。其中，供水管301与采暖系统303的入口端相连，回水管302与采暖系统303的出口端相连。在运行时，供暖热水从供水管301流入采暖系统303，并在位于室内的采暖系统303处放热，放热后的水则通过回水管302从采暖系统303中流出，从而实现室内的供暖。

进一步，参见图3和图4，本实用新型的多热源热水系统中，供水管301还与设置在热水生产系统100内部的供热热水盘管304的第一端k相连通，且在该连通管路上设置有第十二阀门12；而回水管302则还与供热热水盘管304的第二端1相连通，且在该连通管路上设置有第十一阀门11。

进一步，位于热水生产系统100内部的供热热水盘管304的第一端k还可与采暖系统303的入口端相连通，供热热水盘管304的第二端1还可与采暖系统303的出口端相连通，且在供热热水盘管304的第二端1与采暖系统303的出口端之间的管路上设置有水泵305。其中，供热热水盘管304的第一端k与采暖系统303的入口端之间的管路上设置有第八阀门8，供热热水盘管304的第二端1与采暖系统303的出口端之间的管路上设置有第七阀门7，而水泵305的两端则分别设置有第十三阀门13和第十四阀门14，具体为水泵305与供热热水盘管304的第二端1之间设置有第十四阀门(14)，水泵305与采暖系统303的出口端之间设置有第十三阀门13。另外，供水管301上设置有第九阀门9，回水管302上设置有第十阀门10。

下面结合图1至图4具体描述本实用新型的多热源热水系统在不同时期的工作过程：

图1为本实用新型的多热源热水系统处于空调热回收状态时的运行示意图。在此种状态下，本实用新型的多热源热水系统中的第一阀门1、第二阀门2、第五阀门5和第六阀门6处于开启状态，而第三阀门3、第四阀门4、第十一阀门11、第十二阀门12和第十四阀门14处于关闭状态。

此时，空调系统200中的制冷剂从压缩机201的第一端b流到制冷剂流向控制阀205处，并通过与制冷剂流向控制阀205相连通的空调换热冷媒盘管206的入口端i流入到位于生活热水生产系统100内部的空调换热冷媒盘管206中。空调换热冷媒盘管206中的制冷剂在生活热水生产系统100中的双工质容积式换热器110内部放出热量，以加热双工质容积式换热器110内部的水至所需温度，生产出的生活热水由双工质容积式换热器110的出水口112通过生活热水供应管路输送至用户端。放出热量后的空调换热冷媒盘管206中的制冷剂通过空调换热冷媒盘管206的出口端j流到室外机202的第二端d和膨胀阀203的第一端e之间的管路中，并进一步流入到膨胀阀203中，后续再经过室内机204重新流回压缩机201，以进行下一次的循环。

由此，本实用新型的多热源热水系统在夏季空调运行期间，利用空调系统排出的废热加热生活热水，对住宅普遍使用的风冷空调机组来说，加热生活热水的同时，空调机组的运行效率(能效比COP)比正常运行时要高，这样夏季获得免费的生活热水的同时空调运行效率也有所提高。

图2为本实用新型的多热源热水系统处于热泵(非采暖)状态时的运行示意图。在此种状态下，本实用新型的多热源热水系统中的第一阀门1、第二阀门2、第五阀门5、第六阀门6、第十一阀门11、第十二阀门12和第十四阀门14处于关闭状态，而第三阀门3和第四阀门4处于开启状态。

此时，空调系统200中的制冷剂从压缩机201的第二端a直接通过与室内机204的第一端h和压缩机201的第二端a之间的管路相连通的空调换热冷媒盘管206的入口端i流入到位于生活热水生产系统100内部的空调换热冷媒盘管206中。空调换热冷媒盘管206中的制冷剂在生活热水生产系统100中的双工质容积式换热器110内部放出热量，以加热双工质容积式换热器110内部的水至所需温度，生产出的生活热水由双工质容积式换热器110的出水口112通过生活热水供应管路输送至用户端。放出热量后的空调换热冷媒盘管206中的制冷剂通过空调换热冷媒盘管206的出口端j流到膨胀阀203的第二端f与室内机204的第二端g之间的管路中，并进一步流入到膨胀阀203中，后续再经过室外机202重新流回压缩机201，以进行下一次的循环。

图3为本实用新型的多热源热水系统处于热泵(采暖)状态时的运行示意图。在此种状态下，本实用新型的多热源热水系统中的第一阀门1、第二阀门2、第五阀门5、第六阀门6、第九阀门9、第十阀门10和第十一阀门11处于关闭状态，而第三阀门3、第四阀门4、第七阀门7、第八阀门8、第十二阀门12、第十三阀门13和第十四阀门14处于开启状态，同时，开启设置在供热热水盘管304的第二端1与采暖系统303的出口端之间的水泵305。

此时，空调系统200中的制冷剂的流动与图2中描述的流动方向一致，都为顺着压缩机201、空调换热冷媒盘管206、膨胀阀203和室外机202的流动方向循环，并在空调换热冷媒盘管206处放热、在室外机202处吸热，以加热双工质容积式换热器110中的水。

同时，水泵305将水通过供热热水盘管304的第二端1泵送至位于生活热水生产系统100内部的供热热水盘管304中，并在生活热水生产系统100的双工质容积式换热器110内部与空调换热冷媒盘管206中的制冷剂进行热交换，从而使供热热水盘管304中水的温度升高。供热热水盘管304中温度升高的水通过供热热水盘管304的第一端k输送至采暖系统303内，以实现供暖。随后采暖系统303内温度降低的水则通过采暖系统303的出口端流出热水采暖系统303，并在采暖系统303的出口端与供热热水盘管304的第二端1之间设置的水泵305的作用下重新流入到供热热水盘管304中，以进行下一次循环。

由此，本实用新型的多热源热水系统在夏季非空调运行期间和过渡季节，利用空气源热泵技术，将空调机组转换为水冷热泵状态运行，提供生活热水，同时在过度季节还能提供采暖热水，满足过度季节采暖要求，使室内温度全年可控。

图4为本实用新型的多热源热水系统处于集中供热期时的运行示意图。在此种状态下，本实用新型的多热源热水系统中的空调系统200停止工作，而第七阀门7至第十二阀门12全部为开启状态，且同时第十三阀门13和第十四阀门14处于关闭状态。

此时，供暖热水从供水管301通过与之相连的供热热水盘管304的第一端k流入到位于生活热水生产系统100内部的供热热水盘管304中。供热热水盘管304中的供暖热水在生活热水生产系统100中的双工质容积式换热器110内部放出热量，以加热双工质容积式换热器110内部的水至所需温度，生产出的生活热水由双工质容积式换热器110的出水口112通过生活热水供应管路输送至用户端。而放出热量后的供热热水盘管304中的供暖热水则通过供热热水盘管304的第二端1流回到回水管302，以完成供暖热水的循环过程。

由此，本实用新型的多热源热水系统在冬季进入采暖期时，利用集中供热加热生活热水，是最安全、最可靠、最经济的，也是对现有城市资源的综合利用。

综上，本实用新型的多热源热水系统利用回收空调废热和水冷空气源热泵技术，淘汰直接利用电能的低效、低端传统技术，提高了能源利用率，属于发展循环经济，开发、利用高效节能产品，冬季利用城市集中供热系统，属于现有资源综合利用领域，同时在过度季节还能提供采暖热水，满足过度季节采暖要求，使室内温度全年可控，整体提高了居民的生活水平。此外，回收空调废热解决生活热水，减少了向城市空间排放废热，减轻了城市温室效应，又为楼宇提供了免费生活热水，符合国家“发展循环经济”的政策。

以上借助具体实施例对本实用新型做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本实用新型的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本实用新型所保护的范围。

Claims (12)

1.一种多热源热水系统，其特征在于，包括热水生产系统(100)、空调系统(200)和供热系统(300)，热水生产系统(100)的一端与水源相连，另一端与生活热水供应管路相连，作为热水生产系统(100)的热源的空调系统(200)和供热系统(300)分别与热水生产系统(100)相连。

2.根据权利要求1所述的多热源热水系统，其特征在于，热水生产系统(100)包括双工质容积式换热器(110)，双工质容积式换热器(110)上设有进水口(111)和出水口(112)，进水口(111)与水源相连，出水口(112)与生活热水供应管路相连；空调系统(200)中形成有空调换热冷媒盘管(206)，供热系统(300)中形成有供热热水盘管(304)，空调换热冷媒盘管(206)和供热热水盘管(304)分别设置在双工质容积式换热器(110)的内部。

3.根据权利要求2所述的多热源热水系统，其特征在于，设置在双工质容积式换热器(110)内部的供热热水盘管(304)位于空调换热冷媒盘管(206)的上方。

4.根据权利要求2所述的多热源热水系统，其特征在于，空调系统(200)包括压缩机(201)、室外机(202)、膨胀阀(203)和室内机(204)，设置在双工质容积式换热器(110)内部的空调换热冷媒盘管(206)的入口端(i)与压缩机(201)的制冷剂出口相连通，空调换热冷媒盘管(206)的出口端(j)与膨胀阀(203)的制冷剂入口相连通。

5.根据权利要求4所述的多热源热水系统，其特征在于，空调换热冷媒盘管(206)的入口端(i)与压缩机(201)的第一端(b)和室外机(202)的第一端(c)之间的连接管路相连通，空调换热冷媒盘管(206)的出口端(j)与室外机(202)的第二端(d)和膨胀阀(203)的第一端(e)之间的连接管路相连通；空调系统(200)中的制冷剂按照压缩机(201)、空调换热冷媒盘管(206)、膨胀阀(203)和室内机(204)的顺序循环流动，并在空调换热冷媒盘管(206)处放热，实现生活热水的生产。

6.根据权利要求5所述的多热源热水系统，其特征在于，空调换热冷媒盘管(206)的入口端(i)与压缩机(201)的第一端(b)和室外机(202)的第一端(c)之间的连接管路相连通的管路上设置有第五阀门(5)；空调换热冷媒盘管(206)的出口端(j)与室外机(202)的第二端(d)和膨胀阀(203)的第一端(e)之间的连接管路相连通的管路上设置有第六阀门(6)。

7.根据权利要求4或6所述的多热源热水系统，其特征在于，空调换热冷媒盘管(206)的入口端(i)与压缩机(201)的第二端(a)和室内机(204)的第一端(h)之间的连接管路相连通，空调换热冷媒盘管(206)的出口端(j)与室内机(204)的第二端(g)和膨胀阀(203)的第二端(f)之间的连接管路相连通；空调系统(200)中的制冷剂按照压缩机(201)、空调换热冷媒盘管(206)、膨胀阀(203)、室外机(202)的顺序循环流动，并在空调换热冷媒盘管(206)处放热，实现生活热水的生产。

8.根据权利要求7所述的多热源热水系统，其特征在于，空调换热冷媒盘管(206)的入口端(i)与压缩机(201)的第二端(a)和室内机(204)的第一端(h)之间的连接管路相连通的管路上设置有第三阀门(3)，空调换热冷媒盘管(206)的出口端(j)与室内机(204)的第二端(g)和膨胀阀(203)的第二端(f)之间的连接管路相连通的管路上设置有第四阀门(4)；室内机(204)的第一端(h)处设置有第一阀门(1)，室内机(204)第二端(g)处设置有第二阀门(2)。

9.根据权利要求2或8所述的多热源热水系统，其特征在于，供热系统(300)包括供水管(301)、回水管(302)和采暖系统(303)，设置在双工质容积式换热器(110)内部的供热热水盘管(304)的第一端(k)与供水管(301)相连通，供热热水盘管(304)的第二端(1)与回水管(302)相连通；供热系统(300)中的供暖热水按照供水管(301)、供热热水盘管(304)和回水管(302)的顺序循环流动，并在供热热水盘管(304)处放热，实现生活热水的生产。

10.根据权利要求9所述的多热源热水系统，其特征在于，供水管(301)与供热热水盘管(304)的第一端(k)的连通管路上设置有第十二阀门(12)，回水管(302)与供热热水盘管(304)的第二端(1)的连通管路上设置有第十一阀门(11)。

11.根据权利要求10所述的多热源热水系统，其特征在于，设置在双工质容积式换热器(110)内部的供热热水盘管(304)的第一端(k)与采暖系统(303)的入口端相连通，供热热水盘管(304)的第二端(1)与采暖系统(303)的出口端相连通，在供热热水盘管(304)的第二端(1)与采暖系统(303)的出口端之间的管路上设置有水泵(305)；在水泵(305)的作用下，水按照供热热水盘管(304)的第二端(1)、供热热水盘管(304)的第一端(k)、采暖系统(303)的入口端和采暖系统(303)的出口端的顺序循环流动，并在供热热水盘管(304)处吸热，实现供暖热水的生产。

12.根据权利要求11所述的多热源热水系统，其特征在于，供热热水盘管(304)的第一端(k)与采暖系统(303)的入口端之间的管路上设置有第八阀门(8)，供热热水盘管(304)的第二端(1)与采暖系统(303)的出口端之间的管路上设置有第七阀门(7)；水泵(305)与供热热水盘管(304)的第二端(1)之间设置有第十四阀门(14)，水泵(305)与采暖系统(303)的出口端之间设置有第十三阀门(13)；供水管(301)上设置有第九阀门(9)，回水管(302)上设置有第十阀门(10)。

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