CN206496512U - 一种直热式变流量热水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种直热式变流量热水系统，由热侧供水单元、冷侧供水单元和板式换热器组成，板式换热器连接在热侧供水单元与冷侧供水单元之间，热侧供水单元包括一级升温模块、二级升温模块、三级升温模块、四级升温模块、缓冲水箱和四台变频循环水泵；四台变频循环水泵并联连接，一级升温模块、二级升温模块、三级升温模块、四级升温模块、缓冲水箱与并联后的四台变频循环水泵串联连接；变频循环水泵的运行数量与各级温升模块的运行数量相对应；由于采用了四级温升模块与四台变频循环水泵对应运行，克服了单一冷凝压力造成能效比较低的缺陷，既设定温度范围大，又调节流量范围宽，保证了各种使用工况下所供热水的温度恒定，运行可靠高效节能。

Description

一种直热式变流量热水系统

技术领域

本实用新型涉及热水供水系统领域，尤其涉及的是一种直热式变流量高效热水系统。

背景技术

目前，空气源直热式热水机为了保证恒定的供水温度，普遍都采用较高的冷凝压力，且为单一冷凝压力方式，即蒸发压力与冷凝压力的压差较大，并采用单一电动阀门调节开度，进而调节供水温度的稳定。

但是，单一冷凝压力的方式，由于冷凝压力高，为了保证恒定的供水温度，造成能效比较低，导致热水供水温度设定范围较窄。而采用单一电动阀门控制开度调节流量，流量的调节范围也较窄，容易引起设备水流保护的停机误动作，导致设备不能很好适应工况的变化，不能在各工况下可靠高效运行。

因此，现有技术尚有待改进和发展。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种直热式变流量热水系统，可设定温度范围大，可调节流量范围宽，各种使用工况下所供热水温度恒定，且运行可靠高效。

本实用新型的技术方案如下：一种直热式变流量热水系统，由热侧供水单元、冷侧供水单元和板式换热器组成，所述板式换热器连接在热侧供水单元与冷侧供水单元之间，其中：所述热侧供水单元包括一级升温模块、二级升温模块、三级升温模块、四级升温模块、缓冲水箱和四台变频循环水泵；四台变频循环水泵并联连接，一级升温模块、二级升温模块、三级升温模块、四级升温模块、缓冲水箱与并联后的四台变频循环水泵串联连接；所述变频循环水泵的运行数量与各级温升模块的运行数量相对应。

所述的直热式变流量热水系统，其中：每级升温模块均包括一压缩机，一热侧流量调节阀、一第一温度传感器和一第二温度传感器，所述热侧流量调节阀为比例积分三通阀，所述第一温度传感器连接在相应的热侧流量调节阀的进水管路上，热侧流量调节阀的出水管路与相应压缩机的进水口相连接，热侧流量调节阀的旁流管路与压缩机的出水口相连接，所述第二温度传感器连接在相应压缩机出水管路上，并位于该压缩机出水口与相应的热侧流量调节阀的旁流管路之间。

所述的直热式变流量热水系统，其中：各级升温模块的压缩机、热侧流量调节阀、第一温度传感器和第二温度传感器都信号连接在一PLC控制器上，用于根据第一温度传感器与第二温度传感器的温差值，对各级温升模块的热侧流量调节阀进行开度流量控制。

所述的直热式变流量热水系统，其中：在各级温升模块的热侧流量调节阀的出水管路上还设置有一热侧流量开关，用于当该级温升模块的出水管路断流时，停止该级温升模块的压缩机的运行。

所述的直热式变流量热水系统，其中：各级温升模块的热侧流量调节阀与相应的压缩机联锁，用于当压缩机停止运行时，相应的流量调节阀将流量全部旁流。

所述的直热式变流量热水系统，其中：所述缓冲水箱中设置有一液位检测器，用于检测缓冲水箱内液位的高低。

所述的直热式变流量热水系统，其中：在四级温升模块的压缩机的出水口与板式换热器的进水口之间的管路上设置有一第三温度传感器，在板式换热器的出水口与缓冲水箱的进水口之间的管路上设置有一第四温度传感器，用于根据第三温度传感器和第四温度传感器的温差值，对变频循环水泵进行变频控制。

所述的直热式变流量热水系统，其中：在并联后的四台变频循环水泵的出水管路上还设置有一流量计，用于对变频循环水泵的变频控制进行保护，且当出水管路中的流量为零时，停止运行中的变频循环水泵。

所述的直热式变流量热水系统，其中：在所述冷侧供水单元的进水管路上设置有一第五温度传感器，用于根据从低到高设定的四级温度值对应关停各级升温模块的运行。

所述的直热式变流量热水系统，其中：在所述冷侧供水单元的出水管路上设置有一冷侧流量开关，用于当该出水管路断流时，停止各级温升模块的运行。

本实用新型所提供的一种直热式变流量热水系统，由于采用了四级温升模块与四台变频循环水泵对应运行，克服了单一冷凝压力造成能效比较低的缺陷，不仅设定温度范围大，而且调节流量范围宽，保证了各种使用工况下所供热水的温度恒定，运行可靠高效节能。

附图说明

图1是本实用新型直热式变流量热水系统热侧供水单元的组成框图。

图2是本实用新型直热式变流量热水系统冷侧供水单元的组成框图。

图3是本实用新型直热式变流量热水系统所用PLC控制器的组成框图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本实用新型的具体实施方式和实施例加以详细说明，所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的具体实施方式。

如图1和2所示，图1是本实用新型直热式变流量热水系统热侧供水单元的组成框图，图2是本实用新型直热式变流量热水系统冷侧供水单元的组成框图，本实用新型直热式变流量热水系统由热侧供水单元、冷侧供水单元和板式换热器25组成，所述板式换热器25连接在热侧供水单元与冷侧供水单元之间。

先看图1，所述热侧供水单元包括一级升温模块、二级升温模块、三级升温模块、四级升温模块、缓冲水箱1和四台变频循环水泵(2-1~4)；四台变频循环水泵并联连接，一级升温模块、二级升温模块、三级升温模块、四级升温模块、缓冲水箱1与并联后的四台变频循环水泵(2-1~4)串联连接；所有变频循环水泵(2-1~4)优选变频专用电机。

每级升温模块均包括一压缩机(8、13、18、23)，一热侧流量调节阀(5、10、15、20)、一第一温度传感器(4、9、14、19)和一第二温度传感器(7、12、17、22)，所述热侧流量调节阀(5、10、15、20)为比例积分三通阀，优选采用电动球形阀门，所述第一温度传感器(4、9、14、19)连接在相应的热侧流量调节阀(5、10、15、20)的进水管路上，热侧流量调节阀(5、10、15、20)的出水管路与相应压缩机(8、13、18、23)的进水口相连接，热侧流量调节阀(5、10、15、20)的旁流管路与压缩机(8、13、18、23)的出水口相连接，所述第二温度传感器(7、12、17、22)连接在相应压缩机(8、13、18、23)出水管路上，并位于该压缩机(8、13、18、23)出水口与相应的热侧流量调节阀(5、10、15、20)的旁流管路之间。

结合图3所示，图3是本实用新型直热式变流量热水系统所用PLC控制器的组成框图，各级升温模块的压缩机(8、13、18、23)、热侧流量调节阀(5、10、15、20)、第一温度传感器(4、9、14、19)和第二温度传感器(7、12、17、22)都信号连接在图3中的一PLC控制器31上，由此该PLC控制器31就可以对各级温升模块的热侧流量调节阀(5、10、15、20)进行开度流量控制；具体的，设定各级温升模块的第一温度传感器(4、9、14、19)与第二温度传感器(7、12、17、22)的温差值，根据该温差值大小，PLC控制器31控制各级温升模块的热侧流量调节阀(5、10、15、20)的开度；若温差值大，就开大阀门，则流入相应压缩机(8、13、18、23)的流量增大，而流入旁流管路的流量减小；若温差值小，就关小阀门，则流入相应压缩机(8、13、18、23)的流量减小，而流入旁流管路的流量增大。

本实用新型这种设置有多个压缩机(8、13、18、23)，四级的冷凝压力，适应了宽广不同的热水供水温度要求，使设备始终保持高效运行。而4级热侧流量调节阀(5、10、15、20)的开度调节，结合四台循环水泵(2-1~4)变频变流量无级调节，整体设备运行可靠高效节能，供热水温度恒定，设置温度范围大，可适应不同水温需求，满足了目前直热式热水设备节能运行的必要需求。

优选地，在各级温升模块的热侧流量调节阀(5、10、15、20)的出水管路上还设置有一热侧流量开关(6、11、16、21)，各级温升模块的热侧流量开关(6、11、16、21)也都信号连接在图3中的PLC控制器31上，用于当该级温升模块的出水管路断流时，通过上述PLC控制器31停止该级温升模块的压缩机(8、13、18、23)的运行，并作故障报警。

优选地，各级温升模块的热侧流量调节阀(5、10、15、20)与相应的压缩机(8、13、18、23)联锁，用于当压缩机(8、13、18、23)停止运行时，相应的流量调节阀(5、10、15、20)将流量全部旁流。

较好的是，所述变频循环水泵(2-1~4)也与上述PLC控制器31信号连接，用于通过压缩机(8、13、18、23)的运行数量，对应控制变频循环水泵(2-1~4)的运行数量，当1台压缩机8运行时控制1台变频循环水泵2-1运行，当2台压缩机(8、13)运行时控制2台变频循环水泵(2-1~2)运行，当3台压缩机(8、13、18)运行时控制3台变频循环水泵(2-1~3)运行，当4台压缩机(8、13、18、23)运行时控制4台变频循环水泵(2-1~4)运行。

较好的是，所述缓冲水箱1中设置有一液位检测器，与图3中的PLC控制器31信号连接，用于检测缓冲水箱1内液位的高低，当液位过低或者过高时，作故障报警。

较好的是，在图1中的四级温升模块的压缩机23的出水口与图2中的板式换热器25的进水口之间的管路上设置有一第三温度传感器23，在图2中的板式换热器25的出水口与图1中的缓冲水箱1的进水口之间的管路上设置有一第四温度传感器26，所述第三温度传感器23和第四温度传感器26均信号连接在图3中的PLC控制器31上，用于对变频循环水泵(2-1~4)进行变频控制；具体的，设定第三温度传感器23和第四温度传感器26的温差值，根据该温差值大小，PLC控制器调整运行中的变频循环水泵(2-1~4)的频率；若温差值大则升频处理，若温差值小则降频处理。

较好的是，四级温升模块的热侧流量调节阀20的旁流管路连接在第四温度传感器26与缓冲水箱1的进水口之间的管路上，以减小四级温升模块的旁流管路的水流对板式换热器25的出水管路中的水流造成影响，进而提高对板式换热器25的出水管路中的水流温度的测量精度。

较好的是，在并联后的四台变频循环水泵(2-1~4)的出水管路上还设置有一流量计3，与图3中的PLC控制器31信号连接，用于对变频循环水泵(2-1~4)的变频控制进行保护；具体的，在所述流量计3中设定最大流量值和最小流量值，当出水管路中的流量达到最大流量值时，不再上调运行中的变频循环水泵(2-1~4)的频率，当出水管路中的流量达到最小流量值时，不再下调运行中的变频循环水泵(2-1~4)的频率，当出水管路中的流量为零时，停止运行中的变频循环水泵(2-1~4)，并作故障报警。

再看图2，在所述冷侧供水单元的进水管路上设置有一第五温度传感器27，与图3中的PLC控制器31信号连接，用于关停各级升温模块的压缩机(8、13、18、23)；具体的，从低温到高温设定一级到四级的四个级别的温度值，低温对应一级温度值，高温对应四级温度值，当进水管路中的进水温度高于一级温度值但低于二级温度值时，关停一级温升模块的压缩机8，当进水温度高于二级温度值但低于三级温度值时，关停一、二级温升模块的压缩机(8、13)，当进水温度高于三级温度值但低于四级温度值时，关停一、二、三级温升模块的压缩机(8、13、18)，当进水温度高于四级温度值时，关停各级升温模块的压缩机(8、13、18、23)。

优选地，在该冷侧供水单元的出水管路上串联设置有一第六温度传感器29和一冷侧流量调节阀30，均与图3中的PLC控制器31信号连接，用于根据设定的温度值控制冷侧流量调节阀30的开度；具体的，设定供水温度，当第六温度传感器29的温度超过供水温度时，PLC控制器31控制冷侧流量调节阀30阀门开大，当第六温度传感器29的温度低于供水温度时，PLC控制器31控制冷侧流量调节阀30阀门关小。

优选地，在该冷侧供水单元的出水管路上还串联设置有一冷侧流量开关28，与图3中的PLC控制器31信号连接，用于当该出水管路断流时，通过上述PLC控制器31停止各级温升模块的压缩机(8、13、18、23)的运行，并作故障报警。

本实用新型的直热式变流量热水系统能有效减小能耗与故障几率，开机后就可获得源源不断的所需温度的热水，不需要等待，补水的速度比循环式要快，在遇到用水量较大的情况，安全系数更高；而且，本实用新型的直热式变流量热水系统不加任何辅助加热设备情况下，出水温度恒定，效率高，即使遇到最大用水量的峰值，客户用水的温度不受到任何影响，减少了保温水箱体积。

应当理解的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不足以限制本实用新型的技术方案，对本领域普通技术人员来说，在本实用新型的精神和原则之内，可以根据上述说明加以增减、替换、变换或改进，而所有这些增减、替换、变换或改进后的技术方案，都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种直热式变流量热水系统，由热侧供水单元、冷侧供水单元和板式换热器组成，所述板式换热器连接在热侧供水单元与冷侧供水单元之间，其特征在于：所述热侧供水单元包括一级升温模块、二级升温模块、三级升温模块、四级升温模块、缓冲水箱和四台变频循环水泵；四台变频循环水泵并联连接，一级升温模块、二级升温模块、三级升温模块、四级升温模块、缓冲水箱与并联后的四台变频循环水泵串联连接；所述变频循环水泵的运行数量与各级温升模块的运行数量相对应。

2.根据权利要求1所述的直热式变流量热水系统，其特征在于：每级升温模块均包括一压缩机，一热侧流量调节阀、一第一温度传感器和一第二温度传感器，所述热侧流量调节阀为比例积分三通阀，所述第一温度传感器连接在相应的热侧流量调节阀的进水管路上，热侧流量调节阀的出水管路与相应压缩机的进水口相连接，热侧流量调节阀的旁流管路与压缩机的出水口相连接，所述第二温度传感器连接在相应压缩机出水管路上，并位于该压缩机出水口与相应的热侧流量调节阀的旁流管路之间。

3.根据权利要求2所述的直热式变流量热水系统，其特征在于：各级升温模块的压缩机、热侧流量调节阀、第一温度传感器和第二温度传感器都信号连接在一PLC控制器上，用于根据第一温度传感器与第二温度传感器的温差值，对各级温升模块的热侧流量调节阀进行开度流量控制。

4.根据权利要求2所述的直热式变流量热水系统，其特征在于：在各级温升模块的热侧流量调节阀的出水管路上还设置有一热侧流量开关，用于当该级温升模块的出水管路断流时，停止该级温升模块的压缩机的运行。

5.根据权利要求4所述的直热式变流量热水系统，其特征在于：各级温升模块的热侧流量调节阀与相应的压缩机联锁，用于当压缩机停止运行时，相应的流量调节阀将流量全部旁流。

6.根据权利要求1所述的直热式变流量热水系统，其特征在于：所述缓冲水箱中设置有一液位检测器，用于检测缓冲水箱内液位的高低。

7.根据权利要求1所述的直热式变流量热水系统，其特征在于：在四级温升模块的压缩机的出水口与板式换热器的进水口之间的管路上设置有一第三温度传感器，在板式换热器的出水口与缓冲水箱的进水口之间的管路上设置有一第四温度传感器，用于根据第三温度传感器和第四温度传感器的温差值，对变频循环水泵进行变频控制。

8.根据权利要求7所述的直热式变流量热水系统，其特征在于：在并联后的四台变频循环水泵的出水管路上还设置有一流量计，用于对变频循环水泵的变频控制进行保护，且当出水管路中的流量为零时，停止运行中的变频循环水泵。

9.根据权利要求1所述的直热式变流量热水系统，其特征在于：在所述冷侧供水单元的进水管路上设置有一第五温度传感器，用于根据从低到高设定的四级温度值对应关停各级升温模块的运行。

10.根据权利要求1所述的直热式变流量热水系统，其特征在于：在所述冷侧供水单元的出水管路上设置有一冷侧流量开关，用于当该出水管路断流时，停止各级温升模块的运行。