CN206207712U - 多能源恒温供水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种多能源恒温供水系统，其包括：第一能源加热系统，包括太阳能加热器和集热水箱，太阳能加热器和集热水箱间通过循环水管相连；第二能源加热系统，包括第二能源加热件和高温水箱，所述第二能源加热件与供水系统相连，所述高温水箱的进水口通过进水管与所述第二能源加热件相连；第一混水装置，包括混水本体以及内填充有温变材料的温控棒，混水本体的两个进水口分别与所述高温水箱的出水口和集热水箱的第一出水口相连，混水本体的出水口与总供热水管相连。本实用新型最大程度的利用太阳能再生热量，然后再利用第二能源加热系统来补充，通过混水装置满足生活热水55℃‑60摄氏度的使用要求。

Description

多能源恒温供水系统

技术领域

本实用新型涉及供热水系统，特别是涉及一种多能源恒温供水系统。

背景技术

目前，应用较为广泛的热水系统有电加热热水系统、热泵热水系统及太阳能热水系统等，应用较多的区域供能技术有地源热泵、水源热泵、风冷热泵、冷热电三联供等。部分需要同时提供生活热水及冷(热)服务的区域能源项目也会采用两种及两种以上的技术形式，比如复合型机组供生活热水及供能系统、空气源耦合热泵供生活热水及供能系统、冷热电三联供系统等。现有技术存在以下问题：传统电加热热水器能耗高、易结垢，长期运行后性能差，无法满足一个片区用户的用能需求；风冷热泵受空气温度的影响，冬季效果较差，长期运行之后能效比衰减严重，运行成本高；地源热泵系统受地质条件影响大，投资造价高，经济性差。

太阳能热水器本身具有一定优势，其常被单独使用或者与其他技术结合使用，可以为较大区域能源项目提供服务。如中国专利201620150436.3公开了一种太阳能热水系统，包括高温蓄热水箱和太阳能蓄热水箱，还包括调节阀、三通阀、供热水管和和计算机控制器，所述调节阀包括进水端和出水端，所述三通阀包括第一进水口、第二进水口和出水口，所述高温蓄热水箱通过管路与进水端连接，所述出水端通过管路与所述第一进水口连接，太阳能蓄热水箱通过管路与第二进水口连接，所述供热水管与所述出水口连接，所述供热水管上还设有温度传感器，所述温度传感器和调节阀分别与所述计算机控制器电连接。

未来，针对需求较大的区域能源项目，在满足经济性、节能环保等要求的前提下，多种技术形式组合将成为主要趋势之一，能够较好的满足多种区域能源项目的用能需求。

因此，需要一种能集多能源加热于一体且能输出恒温热水的多能源恒温供水系统。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种多能源恒温供水系统，用于解决现有技术中供热水系统能耗大、且水温不稳定的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种多能源恒温供水系统，其包括：第一能源加热系统，包括太阳能加热器和集热水箱，太阳能加热器和集热水箱间通过循环水管相连；第二能源加热系统，包括第二能源加热件和高温水箱，所述第二能源加热件与供水系统相连，所述高温水箱的进水口通过进水管与所述第二能源加热件相连；第一混水装置，包括混水本体以及内填充有温变材料的温控棒，混水本体具有两个进水口和一个出水口，所述温控棒的端部插设在所述混水本体的出水口内，温控棒的另一端与混水本体相通，混水本体内具有活动设置的驱动板以及与驱动板相连的两个挡水板，每个挡水板对应一个混水本体的进水口设置；混水本体的两个进水口分别与所述高温水箱的出水口和集热水箱的第一出水口相连，混水本体的出水口与总供热水管相连；温控棒内的温变材料随混水本体的出水口内水温的变化而产生形变做功至驱动板，使驱动板移动进而带动挡水板移动扩大或缩小对应进水口的开度，以此调整高温水箱和集热水箱的混水比例，使总供热水管中的水为恒定温度。

优选的，所述多能源恒温供水系统还包括恒温存水箱，所述恒温存水箱的进口与所述集热水箱的第二出水口相连通，所述供水系统由所述恒温存水箱构成，恒温水箱的出口与所述第二能源加热件的进水口相连。

优选的，所述多能源恒温供水系统还包括置于所述第一混水装置和总供热水管间的第二混水装置，第二混水装置与所述第一混水装置结构相同，第二混水装置的两个进水口分别与所述第一混水装置的出水口和所述恒温存水箱的出水口相连，第二混水装置的出水口与总供热水管相连。

优选的，所述恒温存水箱的进口还与市政供水系统相连。

优选的，所述恒温存水箱上设有自动排气阀。

优选的，所述总供热水管通过循环回水管与所述集热水箱相连通。

优选的，所述第二能源加热件为二氧化碳热泵或者加热锅炉。

优选的，所述第一能源加热系统还包括第一控制器，置于所述集热水箱上的第一水位检测器和第一温度检测器，以及置于太阳能加热器上的第一水温检测器，所述第一水位检测器、第一温度检测器和第一水温检测器均与所述第一控制器信号相连。

优选的，所述第二能源加热系统还包括第二控制器，置于所述高温水箱上的第二水位检测器和第二温度检测器，以及置于第二能源加热件上的第二水温检测器，所述第二水位检测器、第二温度检测器和第二水温检测器均与所述第二控制器信号相连。

优选的，所述总供热水管上具有压力表以及多个并联设置的增压泵，压力表和所有增压泵均与第三控制器相连。

如上所述，本实用新型的多能源恒温供水系统，具有以下有益效果：采用两个不同的能源加热系统来加热水，其中第一能源加热系统利用太阳能来加热并且将加热后的水储存在集热水箱中，第二能源加热系统加热产生的水温度高放置在高温水箱中，通过混水装置来将集热水箱和高温水箱中的水进行混匀，输出恒温的热水，本实用新型最大程度的利用太阳能再生热量，然后再利用第二能源加热系统来补充，通过混水装置满足生活热水55℃-60℃的使用要求。

附图说明

图1显示为本实用新型的多能源恒温供水系统的示意图。

图2显示为本实用新型的第一混水装置的具体结构图。

元件标号说明

1 第一能源加热系统

11 太阳能加热器

12 集热水箱

12a 集热水箱的第一出水口

12b 集热水箱的第二出水口

12c 集热水箱的第一进水口

12d 排气口

13 太阳能控制器

16 循环水泵

2 第二能源加热系统

21 第二能源加热件

22 高温水箱

22a 高温水箱的进水口

22b 高温水箱的出水口

22c 排气口

23 第二控制器

31 第一混水装置

311 驱动板

312 挡板

313 混水本体

314 温控棒

301、302 进水口

300 出水口

32 第二混水装置

4 总供热水管

5 循环回水管

6 抽水泵

7 恒温存水箱

8 第三控制器

9 增压泵

T1 第二温度检测器

T2 第一温度检测器

T3\T4\T5\T6\T7\T8 温度传感器

H2 第一水位检测器

H1 第二水位检测器

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅图1。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1所示，本实用新型提供一种多能源恒温供水系统，其包括：第一能源加热系统1，包括太阳能加热器11和集热水箱12，太阳能加热器11和集热水箱12间通过循环水管相连；第二能源加热系统2，包括第二能源加热件21和高温水箱22，所述第二能源加热件21与供水系统相连，所述高温水箱的进水口22a通过进水管与所述第二能源加热件21相连；第一混水装置31，见图2所示，包括混水本体313以及内填充有温变材料的温控棒314，混水本体313具有两个进水口301、302和一个出水口300，所述温控棒314的端部插设在所述混水本体313的出水口300内，温控棒314的另一端与混水本体313相通，混水本体313内具有活动设置的驱动板311以及与驱动板311相连的两个挡水板312，每个挡水板312对应一个混水本体313的进水口设置；混水本体313的两个进水口分别与所述高温水箱22的出水口和集热水箱的第一出水口12a相连，混水本体313的出水口与总供热水管4相连；温控棒314内的温变材料随混水本体的出水口300内水温的变化而产生形变做功至驱动板311，使驱动板311移动进而带动挡水板312移动扩大或缩小对应进水口的开度，以此调整高温水箱22和集热水箱12的混水比例，使总供热水管4中的水为恒定温度。

本实用新型采用两个不同的能源加热系统来加热水，其中第一能源加热系统利用太阳能来加热并且将加热后的水储存在集热水箱中，第二能源加热系统加热产生的水温度高放置在高温水箱中，通过第一混水装置来将集热水箱和高温水箱中的水进行混匀，输出恒温的热水，本实用新型最大程度的利用太阳能再生热量，然后再利用第二能源加热系统来补充，通过第一混水装置满足生活热水55℃-60摄氏度的使用要求。

本实用新型中的第一混水装置的工作原理为：利用温变产生的形变来做功，实现对供水侧冷媒、热媒的同步物理反应式控制。具体地，上述驱动板311与两个挡板312联动，本实施例中设置第一混水装置的输出水温度为55°，通过调整将驱动板311定位的定位弹簧来控制其两个进水口的初始比例，当混水本体的出水口300内水温的温度大于55°时，温控棒314内的温变材料会受热产生形变，做功至驱动板311，使驱动板311下降进而带动挡板312下降，见图2所示，两个挡板312下降，则会将与高温水箱连接的进水口301开度变小，而与集热水箱相连的进水口302开度增大，减少高温水箱的供水量加大集热水箱的供水量，使水温保持在55°；当混水本体的出水口300内水温的温度低于55°时，温控棒314内的温变材料会因温降产生形变，减小对驱动板311地做功，驱动板在定位弹簧的作用下复位，而使与高温水箱连接的进水口301开度变大，而与集热水箱相连的进水口302开度变小，增大高温水箱的供水量加大集热水箱的供水量，使水温保持在55°。因此，本实用新型可以保证总供热水管4的供水温度恒定，且无需电控设备的使用，减少了总耗能。

下面具体描述两个能源加热系统。

上述第一能源加热系统1为利用太阳能加热的系统。上述太阳能加热器11根据需要可并联设置多个，以此尽最大可能的运用太阳能。上述太阳能加热器11和集热水箱12间通过循环水管相连，该循环水管包括向集热水箱12送水的送水管以及置于送水管上的送水阀，送水管与集热水箱12的第一进水口12c相连，以及将集热水箱的第一出水口12a与太阳能加热器联通的出水管，出水管上设有循环水泵16和出水阀。集热水箱12上还设有排气口12d。

为实现更好地温度控制，上述第一能源加热系统1还包括第一控制器(即图1中的太阳能控制器13)，置于集热水箱12上的第一水位检测器H2和第一温度检测器T2，以及置于太阳能加热器11的进水口和出水口处的第一水温检测器(图1中的温度传感器T3、T4、T5、和T6)，上述循环水泵16、第一水位检测器H2、第一温度检测器T2和第一水温检测器均与第一控制器13信号相连。通过上述检测器的设置来实时对集热水箱和太阳能控制器的自动化控制。循环泵与上述第一控制器相连。第一水位检测器H2检测集热水箱中的水位高度，若检测到的水位高度值超出集热水箱预设的最高值，则第一控制器会控制循环泵16加大抽水量，若检测到的水位高度值低于集热水箱预设的最低值，则第一控制器会控制集热水箱12相连的补水阀进行补水，该补水阀可与市政供水系统相连。

上述第二能源加热系统2中的第二能源加热件21可以为：二氧化碳热泵、加热锅炉或者其他热源加热泵，可根据客户需求选择不同的能源作为第二能源加热件。

本实施例中第二能源加热件21采用二氧化碳热泵，二氧化碳热泵是一种低能耗热泵，其能使整个多能源恒温供水系统的能耗更小。本实施例中可采用多台二氧化碳热泵同时加热然后将热水输送至高温水箱中存储，使其作为补充热量的水源来与集热水箱中的水混合。为使高温水箱中的水温上下一致，多台二氧化碳热泵加热输出的热水分别从高温水箱上高低不同的进水口进入，使高温水箱内的水温度恒定。

上述第二能源加热系统2还包括第二控制器23，置于高温水箱22上的第二水位检测器H1和第二温度检测器T1，以及控制第二能源加热件22启动的控制开关，第二水位检测器、第二温度检测器和控制开关均与所述第二控制器23信号相连。上述高温水箱22上设有排气口22c，排气口的设置可保证高温水箱的压力稳定。

本实用新型中上述供热水系统可以直接为市政供水系统，本实施例中，第二能源加热件21通过与存水箱相连，而存水箱可与市政供水系统直接相连，第二能源加热件21直接加热冷水。

为确保总供热水管中的水为恒温水，上述总供热水管4通过循环回水管5与集热水箱12相连通，这样确保总供热水管4中的水在没有用完时可回流至集热水箱12中，使其循环使用，且确保了总供热水管中的水位恒温水。循环回水管5为两根，每根循环回水管上具有温度传感器T8、温度传感器T7，温度传感器T8、温度传感器T7与上述太阳能控制器13相连，便于太阳能控制器13对集热水箱中的水温进行实时控制。

为使总供热水管供应更多的用户，在总供热水管4上具有压力表以及多个并联设置的增压泵9，压力表和所有增压泵9均与第三控制器8相连。本实施例的第三控制器8为远程控制器。

为更好地节能，本实用新型的多能源恒温供水系统的另一实施例，其还包括恒温存水箱7，恒温存水箱7的进口通过抽水泵6与集热水箱的第二出水口12b相连通，上述供水系统由恒温存水箱7构成，恒温水箱7的出口与第二能源加热件21的进水口相连。本实施例中的第二能源加热系统加热的水由恒温存水箱7提供，而恒温存水箱7收集地是集热水箱12内的水，其已被太阳能加热器加热过具有一定的水温，因此，第二能源加热件21加热由恒温存水箱提供的水其消耗的能源远远低于直接加热市政供水系统提供的冷水，因此，恒温存水箱7的设置更加地节能化。

本实施例中的恒温存水箱7的进口还与市政供水系统相连，以确保供水量稳定。本实施例还包括置于第一混水装置31和总供热水管4间的第二混水装置32，第二混水装置32与所述第一混水装置31结构相同，在此不作详述，第二混水装置32的两个进水口分别与所述第一混水装置31的出水口300和所述恒温存水箱7的出水口相连，第二混水装置32的出水口与总供热水管4相连。本实施例中增加第二混水装置32的作用主要是：当夏天温度很高时，集热水箱自身存储的水温已很高，无需第二能源加热件来提供高温水，第一混水装置31可开大与集热水箱相连的进口开度，而接近关闭与高温水箱相连的进口开度，这时再通过第二混水装置32的设置来中和水温，在最大程度上运用太阳能这一自然能源，达到最大的节能的目的。上述抽水泵6与上述第三控制系统相连。

为确保恒温存水箱7内的压力稳定，避免恒温存水箱7水压过大，上述恒温存水箱7上设有自动排气阀。

综上所述，本实用新型的多能源恒温供水系统，采用两个不同的能源加热系统来加热水，其中第一能源加热系统利用太阳能来加热并且将加热后的水储存在集热水箱中，第二能源加热系统加热产生的水温度高放置在高温水箱中，通过第一混水装置来将集热水箱和高温水箱中的水进行混匀，输出恒温的热水，本实用新型最大程度的利用太阳能再生热量，然后再利用第二能源加热系统来补充，通过混水装置满足生活热水55℃-60℃的使用要求。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种多能源恒温供水系统，其特征在于，包括：

第一能源加热系统，包括太阳能加热器和集热水箱，太阳能加热器和集热水箱间通过循环水管相连；

第二能源加热系统，包括第二能源加热件和高温水箱，所述第二能源加热件与供水系统相连，所述高温水箱的进水口通过进水管与所述第二能源加热件相连；

第一混水装置，包括混水本体以及内填充有温变材料的温控棒，混水本体具有两个进水口和一个出水口，所述温控棒的端部插设在所述混水本体的出水口内，温控棒的另一端与混水本体相通，混水本体内具有活动设置的驱动板以及与驱动板相连的两个挡水板，每个挡水板对应一个混水本体的进水口设置；混水本体的两个进水口分别与所述高温水箱的出水口和集热水箱的第一出水口相连，混水本体的出水口与总供热水管相连；温控棒内的温变材料随混水本体的出水口内水温的变化而产生形变做功至驱动板，使驱动板移动进而带动挡水板移动扩大或缩小对应进水口的开度，以此调整高温水箱和集热水箱的混水比例，使总供热水管中的水为恒定温度。

2.根据权利要求1所述的多能源恒温供水系统，其特征在于：所述多能源恒温供水系统还包括恒温存水箱，所述恒温存水箱的进口与所述集热水箱的第二出水口相连通，所述供水系统由所述恒温存水箱构成，恒温水箱的出口与所述第二能源加热件的进水口相连。

3.根据权利要求2所述的多能源恒温供水系统，其特征在于：所述多能源恒温供水系统还包括置于所述第一混水装置和总供热水管间的第二混水装置，第二混水装置与所述第一混水装置结构相同，第二混水装置的两个进水口分别与所述第一混水装置的出水口和所述恒温存水箱的出水口相连，第二混水装置的出水口与总供热水管相连。

4.根据权利要求2所述的多能源恒温供水系统，其特征在于：所述恒温存水箱的进口还与市政供水系统相连。

5.根据权利要求2所述的多能源恒温供水系统，其特征在于：所述恒温存水箱上设有自动排气阀。

6.根据权利要求1所述的多能源恒温供水系统，其特征在于：所述总供热水管通过循环回水管与所述集热水箱相连通。

7.根据权利要求1所述的多能源恒温供水系统，其特征在于：所述第二能源加热件为二氧化碳热泵或者加热锅炉。

8.根据权利要求1所述的多能源恒温供水系统，其特征在于：所述第一能源加热系统还包括第一控制器，置于所述集热水箱上的第一水位检测器和第一温度检测器，以及置于太阳能加热器上的第一水温检测器，所述第一水位检测器、第一温度检测器和第一水温检测器均与所述第一控制器信号相连。

9.根据权利要求8所述的多能源恒温供水系统，其特征在于：所述第二能源加热系统还包括第二控制器，置于所述高温水箱上的第二水位检测器和第二温度检测器，以及置于第二能源加热件上的第二水温检测器，所述第二水位检测器、第二温度检测器和第二水温检测器均与所述第二控制器信号相连。

10.根据权利要求9所述的多能源恒温供水系统，其特征在于：所述总供热水管上具有压力表以及多个并联设置的增压泵，压力表和所有增压泵均与第三控制器相连。