CN207395194U - 一种带新型电辅热装置的热泵热水采暖系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带新型电辅热装置的热泵热水采暖系统，包括水箱、设置于水箱外侧的热泵主机供热装置和电辅热装置，热泵主机供热装置包括通过管路依次连接的压缩机、蒸发器、节流部件和冷凝器，水箱的一侧下部连接有第一出水管路，上部连接有第一进水管路，水箱的另一侧下部连接有第二进水管路，上部连接有第二出水管路，水箱内部还设有热水换热器，热水换热器分别通过管路连通第一进水管路和第一出水管路，电辅热装置包括电辅热水箱，电辅热水箱中设置有多根平行设置的流道，相邻两流道之间通过管路相连通，流道内部设置有电加热棒。

Description

一种带新型电辅热装置的热泵热水采暖系统

技术领域

本实用新型涉及热水器技术领域，具体涉及一种带新型电辅热装置的热泵热水采暖系统。

背景技术

现有的热泵热水器，一般仅用于制取生活热水，很少有热水和采暖供水都可以兼顾的，这是因为热水运行工况和采暖运行工况不同，热水使用温度也不一样。热水和采暖供水分开使用，带来的问题是设备初投资大（两套设备），占用空间，运行费用高，同时由于使用水不是活水，而是通过水箱进行换热，水质不好易结垢，且长时间不使用，使用水也存在变质的可能，对用户身体健康可能造成危害。

另一方面，现有的空气能热泵热水器，一般都存在低温环境下热泵主机效率下降的问题，这是因为低温工况下，热泵系统蒸发温度降低，压缩机输气量减少，排气温度升高，热泵效率明显下降（制热量减小，耗功增加）。为了弥补低温环境下的热量损失（或者用户需要使用更高温度的热水），一般热泵热水器都配备有电辅热装置，目前主要的方式就是在水箱里设置电加热棒，功率一般为1KW-5KW不等，电加热器置于水箱内部，工作时直接与水接触，存在严重的安全隐患，同时电热管高温工作时表面易结垢，影响其寿命，并且将电加热棒置于水箱内部，维护安装及更换都不方便。鉴于此，有必要对传统的热泵热水器作出改进。

发明内容

为解决现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种设备初投资少、体积小、效率更高、生活热水和供暖热水共用一套水箱换热装置的带新型电辅热装置的热泵热水采暖系统。

为了实现上述目标，本实用新型采用如下的技术方案：

一种带新型电辅热装置的热泵热水采暖系统，包括水箱、设置于水箱外侧的热泵主机供热装置和电辅热装置，热泵主机供热装置包括通过管路依次连接的压缩机、蒸发器、节流部件和冷凝器，水箱的一侧下部连接有第一出水管路，上部连接有第一进水管路，水箱的另一侧下部连接有第二进水管路，上部连接有第二出水管路，水箱内部还设有热水换热器，热水换热器分别通过管路连通第一进水管路和第一出水管路，电辅热装置包括电辅热水箱，电辅热水箱中设置有多根平行设置的流道，相邻两流道之间通过管路相连通，流道内部设置有电加热棒。

优选地，前述冷凝器设置于水箱内部。

再优选地，前述冷凝器设置于水箱外侧，且冷凝器的进水循环管路和出水循环管路均伸至水箱内部与水箱连通，冷凝器采用高效套管式换热器或板式换热器。

更优选地，前述水箱内部还设有采暖换热器，采暖换热器分别通过管路连通第二进水管路和第二出水管路。

具体地，前述电辅热装置设置于第二进水管路上或第二出水管路上。

进一步优选地，前述电辅热装置设置于第一进水管路上或第一出水管路上。

优选地，前述水箱的一侧由下而上依次连接有第三出水管路和第三进水管路，电辅热装置的进水口和出水口分别连通第三出水管路和第三进水管路，第三出水管路上还设有热水循环泵。

再优选地，前述电辅热装置的进水口通过第一连接管路连通第一出水管路，电辅热装置的出水口通过第二连接管路连通第一出水管路，第一连接管路和第一出水管路的连接点与水箱的距离小于第二连接管路和第一出水管路的连接点与水箱的距离。

更优选地，所有管路上均设置有单向阀。

本实用新型的有益之处在于：

（1）生活热水和供暖热水共用一套水箱换热装置，设备初投资少、体积小、结构更紧凑，且生活热水和供暖热水由于使用温度不同，采用一套供热装置，相对于常规的两套系统更节能，效率更高；

（2）电辅热装置与换热水箱分离设置，使得电加热棒的维护、维修和更换更方便，且电辅热装置进出水口上均设置有防电墙，相对于常规电辅热系统，使用更安全，杜绝漏电隐患；

（3）电辅热装置采用循环泵驱动换热水箱里的水进行循环流动加热，加热速度快，电加热棒表面由于受到流水的不断冲刷因而不容易结垢，延长了其使用寿命和可靠性；

（4）电辅热装置可以根据需要的加热量，分级控制电加热棒动作，相对于常规的固定电加热棒加热方式，热泵系统更节能；

（5）该系统生活热水水源为流动活水，即加热即使用，更健康安全；

（6）该系统生活热水可以二次加热，以实现用户端多点供水；

（7）该系统换热水箱里的水仅用于换热和保温，不用频繁更换，降低了水箱的腐蚀风险；

（8）采用变频压缩系统，热泵热水和供暖系统效率高，运行平稳，噪音更低，更稳定舒适。

附图说明

图1是实施例1中本实用新型的结构示意图；

图2是实施例2中本实用新型的结构示意图；

图3是实施例3中本实用新型的结构示意图；

图4是实施例4中本实用新型的结构示意图；

图5是实施例5中本实用新型的结构示意图；

图6是实施例6中本实用新型的结构示意图；

图7是实施例7中本实用新型的结构示意图；

图8是实施例8中电辅热装置的结构示意图；

图9是实施例9中电辅热装置的结构示意图；

图10是实施例10中电辅热装置的结构示意图；

图11是实施例11中电辅热装置的结构示意图；

图12是实施例12中电辅热装置的结构示意图。

图中附图标记的含义：1、水箱，2、电辅热装置，3、压缩机，4、蒸发器，5、节流部件，6、冷凝器，7、热水换热器，8、采暖换热器，11、第一出水管路，12、第一进水管路，13、第二进水管路，14、第二出水管路，15、第三出水管路，16、第三进水管路，21、第一连接管路，22、第二连接管路，23、电辅热水箱，24、流道，25、电加热棒，26、电加热丝。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作具体的介绍。

一种带新型电辅热装置的热泵热水采暖系统，包括水箱1、设置于水箱1外侧的热泵主机供热装置和电辅热装置2。热泵主机供热装置包括通过管路依次连接的压缩机3、蒸发器4、节流部件5和冷凝器6，其中冷凝器6可设置于水箱1内部，冷凝器6与热泵主机相连，由流经冷凝器6的高温冷媒释放热量对水箱1里的水进行加热；冷凝器6也可设置于水箱1外侧，且冷凝器6的进水循环管路和出水循环管路均伸至水箱1内部与水箱1连通，冷凝器6采用高效套管式换热器或板式换热器，流经该冷凝器6的冷水被加热到设定温度后再注入水箱1进行使用。

水箱1的一侧下部连接有第一出水管路11，上部连接有第一进水管路12，水箱1内部还设有热水换热器7，热水换热器7分别通过管路连通第一进水管路12和第一出水管路11，第一出水管路11连接用户使用侧，生活用水通过热水换热器7，由水泵或其它方式驱动，与水箱1里的热水进行二次换热，直接到达用户使用侧，使用水是即使用，即加热，不存在由于长时间放置变质的可能。

水箱1的另一侧下部连接有第二进水管路13，上部连接有第二出水管路14，水箱1内部还设有采暖换热器8，采暖换热器8分别通过管路连通第二进水管路13和第二出水管路14，第二出水管路14即为采暖用水管，采暖用水与水箱1中的热水进行二次换热，获取供暖热量；或者不用设置采暖换热器8，采暖用水直接取自水箱1，通过采暖系统自带的热水泵驱动，流经采暖系统后温度降低的循环水进入水箱1下部，水箱1上部已达设定温度的热水重新进入采暖系统进行循环。

当使用环境温度降低，或者用户用水量加大，用水温度提高时，为了弥补热量的不足需配备电辅热装置2，电辅热装置2置于水箱1外部，其设置方式可以有如下三种：第一种方式为通过进出水管与水箱1直接相连，加热换热水箱1里的水到设定温度为止，具体是在水箱1的一侧由下而上依次连接有第三出水管路15和第三进水管路16，电辅热装置2的进水口和出水口分别连通第三出水管路15和第三进水管路16，第三出水管路15上还设有热水循环泵；第二种方式为电辅热装置2设置于第一进水管路12上或第一出水管路11上，可对生活用水进行补充加热以达到用户使用温度；第三种方式为电辅热装置2设置于第二进水管路13上或第二出水管路14上，可对采暖用水进行补充加热。因生活热水或采暖热水系统循环中设置有热水循环泵，所以后两种方式不需要采用热水循环泵。

另外，根据需要，在第一种设置方式的基础上，电辅热装置2的进水口通过第一连接管路21连通第一出水管路11，电辅热装置2的出水口通过第二连接管路22连通第一出水管路11，第一连接管路21和第一出水管路11的连接点与水箱1的距离小于第二连接管路22和第一出水管路11的连接点与水箱1的距离，生活热水经过水箱1里的热水一次加热后，和电辅热装置2相连，进行二次加热，达到预定温度后，根据最终的使用情况进行混水，从而可以实现多点供水。

电辅热装置2启动时，通过热水循环泵（电辅热装置2自带或系统自带）驱动水箱1中的水进行循环流动加热。电辅热装置2包括电辅热水箱23，电辅热水箱23中设置有多根平行设置的流道24，相邻两流道24之间通过管路相连通，流道24内部设置有电加热棒25；也可以直接在电辅热水箱23中内置多根电加热丝26或多个小电加热棒25（如每个0.5KW，总共3KW），根据需要补充热量的多少，可实现分级加热（即需要多少热量，启动几个小电加热棒25）。

同时，上述热泵系统可采用变频压缩机形式，特别适用于热泵供暖系统，水箱1温度降低，系统高频运行进行高效换热，保温状态压缩机3低频运行，这样可以避免热泵压缩机3多次起停，运行更加平稳，噪音更低，延长了热泵系统的使用寿命，提高了系统的可靠性及舒适性。

本实用新型的所有管路上均设置有单向阀。

本实用新型根据用户热水取用方式（生活热水1种，采暖热水2种）、主机供热方式（2种）、电辅热装置2设置方式（3种）、电辅热本身结构形式（多种）的不同，可以采用多种组合方式，各种设置方式各有特点。

实施例1

参见图1，用户生活热水取用侧采用一套热水换热器7，与水箱1中的热水进行二次换热获得所需热量；采暖用水取用侧则采用一套采暖换热器8，采暖用水与水箱1中的热水进行二次换热，获取供暖热量；主机供热侧采用一套冷凝器6（置于水箱1内）与热泵主机相连，由高温冷媒释放热量对水箱1里的水进行加热和保温；电辅热装置2通过第三进水管和第三出水管与换热水箱1直接相连，需要启动时，通过第三出水管上的热水循环泵驱动水箱1里的水进行循环流动加热到设定温度为止。该系统内部共有三套换热器，效率高，更节能，生活热水水源为流动活水，即加热即使用，健康安全。

实施例2

参见图2，用户生活热水取用侧采用一套热水换热器7，与水箱1中的热水进行二次换热获得所需热量；采暖用水取用侧则采用一套采暖换热器8，采暖用水与水箱1中的热水进行二次换热，获取供暖热量；主机供热侧采用设置于水箱1外侧的高效套管换热器/板式换热器，或其它高效换热器，流经该换热器的冷水被加热到设定温度后再注入水箱1进行使用；电辅热装置2通过第三进水管和第三出水管与水箱1直接相连，需要启动电辅热时，通过第三出水管上的热水循环泵驱动水箱1里的水进行循环流动加热到设定温度为止。该系统内部共有二套换热器，高效节能，生活热水水源同样为流动活水，即加热即使用，健康安全。

实施例3

参见图3，用户生活热水取用侧采用一套热水换热器7，与水箱1中的热水进行二次换热获得所需热量；采暖用水直接取自水箱1（不设置采暖换热器8），通过采暖系统自带的热水循环泵驱动，流经末端采暖系统温度降低的循环水进入水箱1下部，水箱1上部被加热到设定温度的热水重新进入采暖系统进行循环；主机供热侧则采用设置在水箱1外侧的高效套管换热器/板式换热器，或其它高效换热器，流经该换热器的冷水被加热到设定温度后再注入水箱1进行使用；电辅热装置2通过第三进水管和第三出水管与水箱1直接相连，需要启动电辅热时，通过热水循环泵驱动水箱1里的水进行循环流动加热到设定温度为止。该系统内部只有一套换热器，结构紧凑，成本相对较低，生活热水水源同样为流动活水，即加热即使用，健康安全。

实施例4

参见图4，用户生活热水取用侧采用一套热水换热器7，与水箱1中的热水进行二次换热获得所需热量；采暖用水取用侧则采用一套采暖换热器8，采暖用水与水箱1中的热水进行二次换热，获取供暖热量；主机供热侧则采用设置在水箱1外侧的高效套管换热器/板式换热器，或其它高效换热器，流经该换热器的冷水被加热到设定温度后再注入水箱1进行使用；与前三种结构不同的是电辅热装置2设置在第一进水管路12上（安装在第一出水口亦可），通过生活热水系统自带的热水循环泵驱动，先将冷水预热到设定温度再进入水箱1进行二次换热达到用户使用温度；水箱1中的热水主要保证采暖系统使用，生活热水热量的不足由电辅热装置2进行补充。除了一些特殊情况（如需要高温热水等），在非采暖季电辅热装置2并不用启动。

实施例5

参见图5，用户生活热水取用侧采用一套热水换热器7，与水箱1中的热水进行二次换热获得所需热量；采暖用水取用侧则采用一套采暖换热器8，采暖用水与水箱1中的热水进行二次换热，获取供暖热量；主机供热侧则采用高效套管换热器/板式换热器，或其它高效换热器，流经该换热器的冷水被加热到设定温度后再注入水箱1进行使用；与前述结构不同的是电辅热装置2设置在第二出水管路14上（安装在第二进水管路13上亦可），如从水箱1中流出的采暖热水未达预设温度，其热量可由电辅热装置2补充（特别是高温暖气片系统）；水箱1中的热水主要保证生活热水系统使用，采暖热水热量的不足由电辅热装置2进行补充，在非采暖季电辅热装置2并不用启动。

实施例6

参见图6，用户生活热水取用侧采用一套热水换热器7，与水箱1中的热水进行二次换热获得所需热量；采暖用水取用侧则采用一套采暖换热器8，采暖用水与水箱1中的热水进行二次换热，获取供暖热量；主机供热侧则采用高效套管换热器/板式换热器，或其它高效换热器，流经该换热器的冷水被加热到设定温度后再注入水箱1进行使用；电辅热装置2通过第三进水管和第三出水管与水箱1直接相连，需要启动电辅热时，通过热水循环泵驱动水箱1里的水进行循环流动加热到设定温度为止；与前述结构不同的是生活热水经过水箱1里的热水一次加热后，还可以和电辅热装置2相连，进行二次加热（水箱1里的水循环加热不能和生活热水二次加热相混，可以通过控制方式的设置达到该目的），达到预定温度后，根据最终的使用情况进行混水，可以实现多点供水。除了一些特殊情况（如需要高温热水等），在非采暖季电辅热装置2并不用启动。

实施例7

参见图7，用户生活热水取用侧采用一套热水换热器7，与水箱1中的热水进行二次换热获得所需热量；采暖用水直接取自水箱1（不设置采暖换热器8），通过采暖系统自带的热水循环泵驱动，流经末端采暖系统温度降低的循环水进入水箱1下部，水箱1上部被加热到设定温度的热水重新进入采暖系统进行循环；主机供热侧则采用高效套管换热器/板式换热器，或其它高效换热器，流经该换热器的冷水被加热到设定温度后再注入水箱1进行使用；电辅热装置2通过第三进水管和第三出水管与水箱1直接相连，需要启动电辅热时，通过热水循环泵驱动水箱1里的水进行循环流动加热到设定温度为止。与前述结构不同的是生活热水经过水箱1里的热水一次加热后，还可以和电辅热装置2相连，进行二次加热（水箱1里的水循环加热不能和生活热水二次加热相混，可以通过控制方式的设置达到该目的），达到预定温度后，根据最终的使用情况进行混水，可以实现多点供水。该系统内部只有一套盘管，结构紧凑，成本相对较低，生活热水水源同样为流动活水，即加热即使用，健康安全。

电辅热装置2的结构类型可以有多种，本实用新型介绍以下5种常用结构。

实施例8

参见图8，本实施例的电辅热水箱23采用小型水箱1，内置电阻丝进行加热，结构简单，易于实现，但电阻丝表面易结垢。

实施例9

参见图9，本实施例的电辅热水箱23采用小型水箱1，内置多根电加热棒25进行加热，和实施例8一样结构简单，易于实现，同时根据需要的加热量，电加热棒25可以分级加热，系统更节能，缺点同样是电热棒表面易结垢。

参见图10 、11、12分别为实施例10 、11、12中的电辅热装置2，三个实施例均采用电辅热水箱23，特殊设计的流道24结构，流道24内内置有多根电加热棒25进行分段加热，这几种结构的电辅热装置2流道24内水流速度快，加热速度快，根据需要的加热量，电加热棒25还可以设置为可以分段加热，系统更节能，由于靠水流动冲刷电加热棒25带走热量，电加热棒25表面不易结垢，使用寿命长，安全可靠。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本实用新型，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种带新型电辅热装置的热泵热水采暖系统，包括水箱、设置于水箱外侧的热泵主机供热装置和电辅热装置，其特征在于，所述热泵主机供热装置包括通过管路依次连接的压缩机、蒸发器、节流部件和冷凝器，所述水箱的一侧下部连接有第一出水管路，上部连接有第一进水管路，水箱的另一侧下部连接有第二进水管路，上部连接有第二出水管路，水箱内部还设有热水换热器，所述热水换热器分别通过管路连通第一进水管路和第一出水管路，所述电辅热装置包括电辅热水箱，所述电辅热水箱中设置有多根平行设置的流道，相邻两流道之间通过管路相连通，所述流道内部设置有电加热棒。

2.根据权利要求1所述的一种带新型电辅热装置的热泵热水采暖系统，其特征在于，所述冷凝器设置于水箱内部。

3.根据权利要求1所述的一种带新型电辅热装置的热泵热水采暖系统，其特征在于，所述冷凝器设置于水箱外侧，且冷凝器的进水循环管路和出水循环管路均伸至水箱内部与水箱连通，冷凝器采用高效套管式换热器或板式换热器。

4.根据权利要求1所述的一种带新型电辅热装置的热泵热水采暖系统，其特征在于，所述水箱内部还设有采暖换热器，所述采暖换热器分别通过管路连通第二进水管路和第二出水管路。

5.根据权利要求4所述的一种带新型电辅热装置的热泵热水采暖系统，其特征在于，所述电辅热装置设置于第二进水管路上或第二出水管路上。

6.根据权利要求1~4中任一项所述的一种带新型电辅热装置的热泵热水采暖系统，其特征在于，所述电辅热装置设置于第一进水管路上或第一出水管路上。

7.根据权利要求1~4中任一项所述的一种带新型电辅热装置的热泵热水采暖系统，其特征在于，所述水箱的一侧由下而上依次连接有第三出水管路和第三进水管路，所述电辅热装置的进水口和出水口分别连通第三出水管路和第三进水管路，所述第三出水管路上还设有热水循环泵。

8.根据权利要求7所述的一种带新型电辅热装置的热泵热水采暖系统，其特征在于，所述电辅热装置的进水口通过第一连接管路连通第一出水管路，电辅热装置的出水口通过第二连接管路连通第一出水管路，所述第一连接管路和第一出水管路的连接点与水箱的距离小于第二连接管路和第一出水管路的连接点与水箱的距离。

9.根据权利要求8所述的一种带新型电辅热装置的热泵热水采暖系统，其特征在于，所有管路上均设置有单向阀。