CN207599840U - 双热源互补采暖系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种双热源互补采暖系统，其包括燃气机组、空气源热泵机组、燃气机组循环水泵、采暖循环泵、分水器、集水器、高位膨胀水箱、导流三通一、导流三通二、回水温度传感器、室外温度传感器、自动控制器及相应设备的连接管路和连接线。本实用新型的双热源互补采暖系统采用导流三通的方式将燃气机组管路与空气源热泵管路连接，使燃气机组侧避免了采用换热器进行再次换热，系统结构简单，控制方便，运行可靠，节约了初投资和安装费用；燃气机组与空气源热泵机组相互补充，互为备用，提高了采暖系统的可靠性，根据气价、电价、环境温度制定了最优的运行模式，实现初投资和运行费用综合最低。
Description
技术领域
本专利涉及一种双热源互补采暖系统及其实施方法，属于燃气机组与空气源热泵供暖领域。
背景技术
冬季北方地区雾霾严重，为改善环境，同时还要满足人民的采暖需求，国务院提出煤改电和煤改气的方针。燃气机组与空气源热泵都是冬季采暖的重要热源，如何配比和选择这两种方式来采暖，以达到初投资合理，运行费用低，全生命周期采暖费用最省需要研究。针对上述问题，本专利提出一种由燃气机组和空气源热泵构成的双热源互补采暖系统。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种初投资合理，运行费用低，全生命周期采暖费用低的双热源互补采暖系统及其实施方法。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种双热源互补采暖系统，其特征在于：包括燃气机组、空气源热泵机组、燃气机组循环水泵、采暖循环泵、分水器、集水器、高位膨胀水箱、导流三通一、导流三通二、回水温度传感器、室外温度传感器、自动控制器及相应设备的连接管路和连接线。
优选的，所述集水器连接空气源热泵机组，空气源热泵机组通过采暖循环泵连接分水器；在采暖循环泵与分水器之间管路上连有燃气机组，燃气机组的进水管路上连有燃气机组循环水泵；在空气源热泵机组和采暖循环泵之间的连接管路上连有高位膨胀水箱；在集水器和空气源热泵机组之间的连接管路上设有回水温度传感器，用于监测采暖回水温度；在室外设有室外温度传感器，用于监测室外温度；所述自动控制器通过控制线连接燃气机组、空气源热泵机组、燃气机组循环水泵、采暖循环泵、高位膨胀水箱、回水温度传感器、室外温度传感器，对整个系统实现自动控制。
优选的，在采暖循环泵与分水器之间管路上分别通过导流三通一、导流三通二连接燃气机组的进水管和出水管。更优选的，所述的导流三通一、导流三通二为45度斜三通。
更优选的，所述燃气机组、空气源热泵机组为一台或多台。
一种采用所述的双热源互补采暖系统的实施方法，所述空气源热泵机组加热从集水器过来的采暖回水，加热后经采暖循环泵加压输送至分水器，向空调末端供暖；在空气源热泵制热量不能满足供暖要求或者燃气供暖费用更低的情况下，运行燃气机组循环水泵和燃气机组，补充或替换空气源热泵制热。
更优选的，包括以下步骤：
a)根据供暖季采暖负荷随时间的分布，采暖的可靠性，初投资和运行费用因素，在我国北方采暖区域，推荐燃气机组按最大负荷的70％选型，空气源热泵按最大负荷的70％选型；
Y1＝A/(KC)……………………………………………①
其中，Y1为燃气机组的单位制热量的价格，单位：元/kwH；
A为天然气的价格，单位：元/m3；
K为燃气机组的效率值，参照相关设备厂家的参数取值0.95；
C为天然气的热值，单位：kwH/m3，取值9.7kwH/m3；
Y2＝B/COP……………………………………………②
其中，Y2为空气源热泵单位制热量的价格，单位：元/kwH；
B为电价，单位：元/kwH；
COP为空气源热泵的制热能效值，根据室外温度传感器的数值和空气源热泵厂家提供的COP值分布图，得到空气源热泵的制热能效COP值；
b)按照公式①和公式②，计算数值Y1和Y2；
当Y1≤Y2，双热源互补采暖系统运行以燃气机组为主，空气源热泵为辅，根据回水温度传感器数值控制燃气机组的加减载，如果燃气机组满载运行不能满足供暖需求，空气源热泵启动补充供暖，仍然根据回水温度传感器数值控制空气源热泵的加减载；
当Y1≥Y2，双热源互补采暖系统运行以空气源热泵为主，燃气机组为辅，根据回水温度传感器数值控制空气源热泵的加减载，如果空气源热泵满载运行不能满足供暖需求，启动燃气机组补充供暖，仍然根据回水温度传感器数值控制燃气机组的加减载。
与现有技术相比，本实用新型具备的技术效果为：
1)采用导流三通的方式将燃气机组管路与空气源热泵管路连接，并且导流三通采用斜三通的设计方式，使燃气机组侧避免了采用换热器进行再次换热，系统结构简单，控制方便，运行可靠，节约了初投资和安装费用。
2)通过计算公式①和公式②结果，比较燃气机组与空气源热泵机组的采暖价格，制定最优的运行模式。燃气机组与空气源热泵机组相互补充，互为备用，提高了采暖系统的可靠性，根据气价、电价、环境温度制定了最优的运行模式，实现初投资和运行费用综合最低。
附图说明
下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。
图1为本实用新型的双热源互补采暖系统的结构示意图；
图2本实用新型的导流三通一的放大示意图；
图3本实用新型的导流三通二的放大示意图；
图中，1燃气机组、2空气源热泵机组、3燃气机组循环水泵、4采暖循环泵、5分水器、6集水器、7高位膨胀水箱、8导流三通一、9导流三通二、10回水温度传感器、11室外温度传感器、12自动控制器。
具体实施方式
下面，通过实施例和附图对本实用新型进一步详细阐述。但这些实施例不是对本实用新型保护范围的限制，所有在本实用新型技术方案基本思路范围内或本质上等同于本实用新型技术方案的改变均为本实用新型的保护范围。
如图1所示，本实用新型的双热源互补采暖系统由燃气机组1、空气源热泵机组2、燃气机组循环水泵3、采暖循环泵4、分水器5、集水器6、高位膨胀水箱7、导流三通一8、导流三通二9、回水温度传感器10、室外温度传感器11、自动控制器12及相应设备的连接管路和连接线组成。作为举例，附图1中空气源热泵机组和燃气机组数量只有1台，实际应用根据具体情况确定台数，不仅限1台。
斜三通是排水管路中的一种管件，用于支管和干管的垂直连接，虽然是垂直连接，但支管进入干管的连接处不是垂直相交，而是用一小段圆弧顺水的流向进行连接，这样就使支管的水很顺畅的流向干管了。这一小段圆弧就是起到了顺水的作用，不同的厂家设计的顺水圆弧的大小长短是不同的。
空气源热泵机组2加热从集水器6过来的采暖回水，加热后经采暖循环泵4加压输送至分水器5，向空调末端供暖。高位膨胀水箱7作用是给采暖水系统定压。在空气源热泵机组制热量不能满足供暖要求或者燃气供暖费用更低的情况下，运行燃气机组循环水泵3和燃气机组1，补充或替换空气源热泵机组制热。室外温度传感器11监测室外温度。回水温度传感器10监测采暖回水温度。导流三通一8的放大示意图如图2所示，导流三通二的放大示意图如图3所示；导流三通一8和导流三通二9有降阻和导流的作用。自动控制器12通过控制线连接所有设备和传感器，对整个系统实现自动控制。
室外温度对空气源热泵的能效有较大影响。室外温度、电价、天然气价格这三个因素是影响采暖费用的关键因素，也是决定选择燃气机组还是空气源热泵机组制热的关键因素。制取相同热量，燃气机组初投资小于空气源热泵机组的初投资，运行费用方面，冬季大部分时间段空气源热泵机组的运行费用低于燃气机组。下面就燃气机组与空气源热泵机组如何搭配做详细分析和介绍。
供暖季大部分时间采暖负荷小于最大负荷80％。根据供暖季采暖负荷随时间的分布，采暖的可靠性，初投资和运行费用等因素，在我国北方采暖区域，推荐燃气机组按最大负荷的70％选型，空气源热泵按最大负荷的70％选型。
Y1＝A/(KC)……………………………………………………①
Y1为燃气机组的单位制热量的价格，单位：元/kwH；
A为天然气的价格，单位：元/m3；
K为燃气机组的效率值，参照相关设备厂家的参数取值0.95；
C为天然气的热值，单位：kwH/m3，取值9.7kwH/m3；
Y2＝B/COP……………………………………………………②
Y2为空气源热泵单位制热量的价格，单位：元/kwH；
B为电价，单位：元/kwH；
COP为空气源热泵的制热能效值，由空气源热泵厂家提供；
按照公式①和公式②，计算数值Y1和Y2，当Y1≤Y2，双热源互补采暖系统运行以燃气机组1为主，空气源热泵机组2为辅，根据回水温度传感器10数值控制燃气机组1的加减载，如果燃气机组1满载运行不能满足供暖需求，空气源热泵机组2启动补充供暖，仍然根据回水温度传感器10数值控制空气源热泵机组2的加减载。当Y1≥Y2，双热源互补采暖系统运行以空气源热泵机组为主，燃气机组为辅，根据回水温度传感器10数值控制空气源热泵机组2的加减载，如果空气源热泵机组2满载运行不能满足供暖需求，启动燃气机组1补充供暖，仍然根据回水温度传感器10数值控制燃气机组1的加减载。根据室外温度传感器11的数值和空气源热泵机组2厂家的COP值分布图，得到空气源热泵机组2的制热能效COP值。如A＝3.0元/m3，B＝0.9元/kwH，室外温度0℃，热水出水温度45℃，某厂家空气源热泵制热COP＝3.3，由公式①和公式②计算得Y1＝0.33元/kwH,Y2＝0.27元/kwH,这种情况下供暖以空气源热泵机组(2)为主，燃气机组(1)为辅。如其它条件不变，室外温度为-20℃，对应COP＝2.4，计算得Y1＝0.33元/kwH,Y2＝0.38元/kwH，这种情况下，以燃气机组1为主，空气源热泵机组2为辅。
Claims (6)
1.一种双热源互补采暖系统，其特征在于：包括燃气机组(1)、空气源热泵机组(2)、燃气机组循环水泵(3)、采暖循环泵(4)、分水器(5)、集水器(6)、高位膨胀水箱(7)、导流三通一(8)、导流三通二(9)、回水温度传感器(10)、室外温度传感器(11)、自动控制器(12)及相应设备的连接管路和连接线。
2.根据权利要求1所述的双热源互补采暖系统，其特征在于：所述集水器(6)连接空气源热泵机组(2)，空气源热泵机组(2)通过采暖循环泵(4)连接分水器(5)；在采暖循环泵(4)与分水器(5)之间管路上连有燃气机组(1)，燃气机组(1)的进水管路上连有燃气机组循环水泵(3)；在空气源热泵机组(2)和采暖循环泵(4)之间的连接管路上连有高位膨胀水箱(7)；在集水器(6)和空气源热泵机组(2)之间的连接管路上设有回水温度传感器(10)，用于监测采暖回水温度；在室外设有室外温度传感器(11)，用于监测室外温度；所述自动控制器(12)通过控制线连接燃气机组(1)、空气源热泵机组(2)、燃气机组循环水泵(3)、采暖循环泵(4)、高位膨胀水箱(7)、回水温度传感器(10)、室外温度传感器(11)，对整个系统实现自动控制。
3.根据权利要求1所述的双热源互补采暖系统，其特征在于：在采暖循环泵(4)与分水器(5)之间管路上分别通过导流三通一(8)、导流三通二(9)连接燃气机组(1)的进水管和出水管。
4.根据权利要求3所述的双热源互补采暖系统，其特征在于：所述的导流三通一(8)、导流三通二(9)为45度斜三通。
5.根据权利要求1所述的双热源互补采暖系统，其特征在于：所述燃气机组(1)、空气源热泵机组(2)为一台或多台。
6.根据权利要求1所述的双热源互补采暖系统，其特征在于：所述空气源热泵机组(2)加热从集水器(6)过来的采暖回水，加热后经采暖循环泵(4)加压输送至分水器(5)，向空调末端供暖；在空气源热泵制热量不能满足供暖要求或者燃气供暖费用更低的情况下，运行燃气机组循环水泵(3)和燃气机组(1)，补充或替换空气源热泵制热。
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| CN201721503530.3U CN207599840U (zh) | 2017-11-13 | 2017-11-13 | 双热源互补采暖系统 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107726426A (zh) * | 2017-11-13 | 2018-02-23 | 济南金孚瑞供热工程技术有限公司 | 双热源互补采暖系统及其实施方法 |
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2017
- 2017-11-13 CN CN201721503530.3U patent/CN207599840U/zh active Active
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