CN209672591U - 节能型供热水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种节能型供热水系统，包括水箱；供产生热能和电能的热电联产机组单元连接有第一换热器，第一换热器通过第一低温管路连通于水箱的低温口，通过第一高温管路连通于水箱的高温口，热电联产机组单元内产生的热能对第一循环水加热，通过第一低温管路将水箱的水输送到第一换热器以和第一换热器换热后再通过第一高温管路输送到水箱内；电性连接于热电联产机组单元的热泵热水机单元，热泵热水机单元制取热水通过第二高温管路输送到水箱中；锅炉单元连接有第二换热器并对第二循环水加热，通过第三低温管路将水箱的水输送到第二换热器以和第二换热器换热后再通过第三高温管路输送到水箱内。

Description

节能型供热水系统

技术领域

本实用新型涉及供热水领域，尤指一种节能型供热水系统。

背景技术

现有技术中一般单独使用锅炉产热水或者单独使用热泵热水机产热水。

锅炉是一种利用燃料燃烧后释放的热能或工业生产中的余热传递给容器内的水，使水达到所需要的温度或一定压力蒸汽的热力设备，水进入锅炉以后，在汽水系统中锅炉受热面将吸收的热量传递给水，使水加热成一定温度和压力的热水或生成蒸汽，被引出应用。但是单独使用锅炉造成燃料的大量消耗，费用高，效率较低，排污、排烟对环境造成污染。

热泵热水机做为一种新型热水设备，其制热水效率是常规蒸汽锅炉的3～4倍。热泵热水机是一种基于逆卡诺循环而工作的高效热能提升和转移装置，它利用少量的电能作为动力，以制冷剂为载体，源源不断的吸收空气中的低品味热能，转化为可利用的高品位热能，再将高品位热能释放到需要加热的水中，制取生活热水，再通过热水管路输送给用户。但是限于室外环境因素，热泵热水机在冬季极端天气下难于满足热水需求。单独使用热泵热水机造成电量的大量消耗，冬季热泵能效低，且存在无法避开电力峰值的用电需求的弊端。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种节能型供热水系统，解决现有技术中单独使用锅炉产热水和单独使用热泵热水机产热水均造成能耗消耗费用高的问题。

实现上述目的的技术方案是：

本实用新型提供一种节能型供热水系统，包括：

设有高温口和低温口且连通于水源的供储水的水箱，所述水箱和用户端单元连通以给所述用户端单元供水；

供产生热能和电能的热电联产机组单元，所述热电联产机组单元连接有第一换热器，所述第一换热器通过第一低温管路连通于所述水箱的低温口，并通过第一高温管路连通于所述水箱的高温口，所述热电联产机组单元产生的热能对所述热电联产机组单元内的第一循环水进行加热，通过所述第一低温管路将所述水箱的水输送到所述第一换热器以和所述第一循环水换热后再通过所述第一高温管路输送到所述水箱内；

与所述热电联产机组单元并联的热泵热水机单元，所述热泵热水机单元通过第二低温管路连通于所述水箱的低温口，并通过第二高温管路连通于所述水箱的高温口，所述热泵热水机单元和所述热电联产机组单元电性连接，通过所述热电联产机组单元产生的电能驱动所述热泵热水机单元工作，通过所述第二低温管路将所述水箱内的水抽出并经所述热泵热水机单元产生的热能进行加热，而后通过所述第二高温管路输送回所述水箱中；以及

与所述热泵热水机单元和所述热电联产机组单元并联，且供产生热能的锅炉单元，所述锅炉单元连接有第二换热器，所述第二换热器通过第三低温管路连通于所述水箱的低温口，并通过第三高温管路连通于所述水箱的高温口，所述锅炉单元产生的热能对所述第二循环水进行加热，通过所述第三低温管路将所述水箱的水输送到所述第二换热器以和所述第二循环水换热后再通过所述第三高温管路输送到所述水箱内。

本实用新型节能型供热水系统的有益效果：

本实用新型提供的节能型供热水系统通过设置热电联产机组单元，用于产生电能和热能，其中电能用于给热泵热水机单元提供电能，热电联产机组单元内的第一循环水通过热能升温，通过所述第一低温管路将所述水箱的水输送到所述第一换热器以和所述第一循环水换热后再通过所述第一高温管路输送到所述水箱内，从而给用户端提供热水，通过采用热电联产的方式来提高效率；通过设置热泵热水机单元，利用热电联产机组单元产生的电能制取生活热水，从而节约用电。另外设置有锅炉，在热电联产机组和热泵热水机制取的热水量不足的情况下开启锅炉，用于补充制造热水，方便使用，解决了现有技术中单独使用锅炉产热水和单独使用热泵热水机产热水均造成能耗消耗费用高的问题。

本实用新型节能型供热水系统的进一步改进在于，所述热电联产机组单元包括：

供产生热能和电能的热电联产机组，所述热电联产机组通过热电联产循环回路和所述第一换热器连接，所述热电联产循环回路内设有所述第一循环水；以及

连接于所述热电联产循环回路的热电联产循环水泵和一对第一阀门，所述一对第一阀门位于所述热电联产循环水泵的相对两端。

本实用新型节能型供热水系统的进一步改进在于，所述第一低温管路连接有供泵取所述水箱的水以提供给所述第一换热器的热电联产二次侧循环泵，所述热电联产二次侧循环泵的相对两端设有一对第二阀门。

本实用新型节能型供热水系统的进一步改进在于，所述热泵热水机单元包括：

连通于所述第二低温管路和所述第二高温管路之间的热泵热水机，所述热泵热水机和所述热电联产机组电性连接；以及

供泵取所述水箱的水以提供给所述热泵热水机的热泵热水机二次侧循环泵，所述热泵热水机二次侧循环泵的相对两端设有一对第三阀门。

本实用新型节能型供热水系统的进一步改进在于，所述锅炉单元包括：

供产生热能的锅炉，所述锅炉通过锅炉循环回路和所述第二换热器连接，所述锅炉循环回路内设有所述第二循环水；以及

连接于所述锅炉循环回路的锅炉一次侧循环水泵和一对第四阀门，所述一对第四阀门位于所述锅炉一次侧循环水泵的相对两端。

本实用新型节能型供热水系统的进一步改进在于，所述第三低温管路连接有供泵取所述水箱的水以提供给所述第二换热器的锅炉二次侧循环泵，所述锅炉二次侧循环泵的相对两端设有一对第五阀门。

本实用新型节能型供热水系统的进一步改进在于，所述锅炉单元连通有补水单元，所述补水单元连通于水源，以对所述锅炉单元输送水。

本实用新型节能型供热水系统的进一步改进在于，所述补水单元包括：连通于水源且设于所述第三低温管路的锅炉补水泵和一对第六阀门，所述一对第六阀门位于所述锅炉补水泵的相对两端。

本实用新型节能型供热水系统的进一步改进在于，所述用户端单元包括：连通于所述水箱的用户侧供水泵和一对第七阀门，所述一对第七阀门设于所述用户侧供水泵的相对两侧。

本实用新型节能型供热水系统的进一步改进在于，

所述第一低温管路，第二低温管路和第三低温管路相互并联，并通过总低温管路连通于所述低温口；

所述第一高温管路，第二高温管路和第三高温管路相互并联，并通过总高温管路连通于所述高温口。

附图说明

图1为本实用新型节能型供热水系统的结构示意图。

图2为本实用新型节能型供热水系统的热泵热水机和热电联产机组的电性连接关系图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

参阅图1，显示了本实用新型节能型供热水系统的结构示意图。如图1所示，本实用新型节能型供热水系统包括：

设有高温口和低温口且连通于水源23的供储水的水箱10，所述水箱10和用户端单元20连通以给所述用户端单元20供水；

供产生热能和电能的热电联产机组单元30，所述热电联产机组单元30连接有第一换热器36，所述第一换热器36通过第一低温管路31连通于所述水箱10的低温口，并通过第一高温管路32连通于所述水箱10的高温口，所述热电联产机组单元30内产生的热能对所述热电联产机组单元30内的第一循环水进行加热，通过所述第一低温管路31将所述水箱10的水输送到所述第一换热器36以和所述第一循环水换热后再通过所述第一高温管路32输送到所述水箱10内；

与所述热电联产机组单元30并联的热泵热水机单元40，所述热泵热水机单元40通过第二低温管路41连通于所述水箱10的低温口，并通过第二高温管路42连通于所述水箱10的高温口，热泵热水机单元40和所述热电联产机组单元30电性连接，通过所述热电联产机组单元30产生的电能驱动所述热泵热水机单元40工作，通过所述第二低温管路41将所述水箱10内的水抽出并经所述热泵热水机单元40产生的热能进行加热，而后通过所述第二高温管路42输送回所述水箱10中；以及

与所述热泵热水机单元40和所述热电联产机组单元30并联，且供产生热能的锅炉单元50，所述锅炉单元50连接有第二换热器56，所述第二换热器56通过第三低温管路51连通于所述水箱10的低温口，并通过第三高温管路52连通于所述水箱10的高温口，所述锅炉单元50产生的热能对所述第二循环水进行加热，通过所述第三低温管路51将所述水箱的水输送到所述第二换热器56以和所述第二循环水换热后再通过所述第三高温管路52输送到所述水箱10内。

作为本实用新型节能型供热水系统的一较佳实施方式，如图1所示，所述热电联产机组单元30包括：

供产生热能和电能的热电联产机组33，所述热电联产机组33通过热电联产循环回路37和所述第一换热器36连接，所述热电联产循环回路39内设有所述第一循环水；以及

连接于所述热电联产循环回路39的热电联产循环水泵34和一对第一阀门35，所述一对第一阀门35位于所述热电联产循环水泵34的相对两端。

作为本实用新型节能型供热水系统的一较佳实施方式，所述第一低温管路31连接有供泵取所述水箱10的水以提供给所述第一换热器36的热电联产二次侧循环泵37，所述热电联产二次侧循环泵37的相对两端设有一对第二阀门38。

作为本实用新型节能型供热水系统的一较佳实施方式，所述热泵热水机单元40包括：

连通于所述第二低温管路41和所述第二高温管路42之间的热泵热水机43，所述热泵热水机43和所述热电联产机组33电性连接；以及

供泵取所述水箱10的水以提供给所述热泵热水机43的热泵热水机二次侧循环泵44，所述热泵热水机二次侧循环泵44的相对两端设有一对第三阀门45。

作为本实用新型节能型供热水系统的一较佳实施方式，所述锅炉单元50包括：

供产生热能的锅炉53，所述锅炉53通过锅炉循环回路59和所述第二换热器56连接，所述锅炉循环回路59内设有第二循环水；以及

连接于所述锅炉循环回路59的锅炉一次侧循环水泵54和一对第四阀门55，所述一对第四阀门55位于所述锅炉一次侧循环水泵54的相对两端。

作为本实用新型节能型供热水系统的一较佳实施方式，所述第三低温管路51连接有供泵取所述水箱10的水以提供给所述第二换热器56的锅炉二次侧循环泵57，所述锅炉二次侧循环泵57的相对两端设有一对第五阀门58。

作为本实用新型节能型供热水系统的一较佳实施方式，所述锅炉单元50连通有补水单元60，所述补水单元60连通于水源，以对所述锅炉单元50输送水。

作为本实用新型节能型供热水系统的一较佳实施方式，所述补水单元60包括：连通于水源且设于所述第三低温管路51的锅炉补水泵61和一对第六阀门62，所述一对第六阀门62位于所述锅炉补水泵61的相对两端。

作为本实用新型节能型供热水系统的一较佳实施方式，所述用户端单元20包括：连通于所述水箱10的用户侧供水泵21和一对第七阀门22，所述一对第七阀门22设于所述用户侧供水泵21的相对两侧。

作为本实用新型节能型供热水系统的一较佳实施方式，

所述第一低温管路31，第二低温管路41和第三低温管路51相互并联，并通过总低温管路70连通于所述低温口；

所述第一高温管路32，第二高温管路42和第三高温管路52相互并联，并通过总高温管路71连通于所述高温口。

发电厂既生产电能，又利用汽轮发电机作过功的蒸汽对用户供热的生产方式，是指同时生产电、热能的工艺过程，较之分别生产电、热能方式节约燃料。以热电联产方式运行的火电厂称为热电厂，同样该机组称为热电联产机组。汽轮发电机是指用汽轮机驱动的发电机。由锅炉产生的过热蒸汽进入汽轮机内膨胀做功，使叶片转动而带动发电机发电，做功后的废汽经凝汽器、循环水泵、凝结水泵、给水加热装置等送回锅炉循环使用。

换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。第一、第二换热器只是普通的板式换热器。

热泵热水机是一种基于逆卡诺循环而工作的高效热能提升和转移装置，它利用少量的电能作为动力，以制冷剂为载体，源源不断的吸收空气中的低品味热能，转化为可利用的高品位热能，再将高品位热能释放到需要加热的水中，制取生活热水，再通过热水管路输送给用户。

总之，三组设备单元基本上是并联关系，都可以用来制取生活热水。制取后送入水箱。热电联产机组因为产热同时可以产生电从而一直开启。但它的电和热要匹配，所以热不能无限量大。如果热电联产机组产热水量不够时，用热泵热水机来制取热水。冬季热泵热水机效率低时，可采用锅炉来制取热水以补充不足够的部分。

具体地，在本实施例中，热电联产机组33，热电联产循环回路39，热电联产循环水泵34和一对第一阀门35连通形成一循环回路，热电联产循环回路39内部有第一循环水，通过热电联产循环水泵34泵取第一循环水进行流动，并通过热电联产机组33产生的热能对第一循环水进行升温。具体地，热电联产机组33产生的是余热，利用余热加热升温第一循环水。

水箱10，第一低温管路31，所述第一高温管路32，热电联产二次侧循环泵37，一对第二阀门38和第一换热器36连通形成一循环回路，通过热电联产二次侧循环泵37泵取水箱10中的低温水，并通过第一低温管路31输送到第一换热器36内，泵取的低温水在第一换热器36内和第一循环水进行换热，直到温度达到水箱供水温度要求得到高温水，再通过第一高温管路32输送会水箱10，以给用户端单元20提供热水。进一步地，一对第一阀门35和热电联产循环水泵34均设有两组，一组作为备用设备以保证运行效果。

锅炉单元也是类似的结构。锅炉55，锅炉循环回路59，锅炉一次侧循环水泵54和一对第四阀门55连通形成一循环回路，锅炉循环回路59内部有第二循环水，通过锅炉一次侧循环水泵54泵取第一循环水进行流动，并通过锅炉55产生的热能对第二循环水进行升温。具体地，锅炉55产生的是余热，利用余热加热升温第二循环水。

水箱10，第三低温管路51，所述第三高温管路52，锅炉二次侧循环泵57，一对第五阀门58和第二换热器56连通形成一循环回路，通过锅炉二次侧循环泵57泵取水箱10中的低温水，并通过第三低温管路51输送到第二换热器56内，泵取的低温水在第二换热器56内和第二循环水进行换热，直到温度达到水箱供水温度要求得到高温水，再通过第三高温管路52输送回水箱10，以给用户端单元20提供热水。进一步地，一对第四阀门55和锅炉一次侧循环水泵54均设有两组，一组作为备用设备以保证运行效果。

参阅图2，显示了本实用新型节能型供热水系统的热泵热水机和热电联产机组的电性连接关系图。结合图1和图2所示，市政供电81和变压器80电性连接后和负载末端电性连接，热电联产机组33和变压器80并联，热电联产机组33和负载末端电性连接，从而热电联产机组33的电能能够给负载末端供电。市政供电81也能够给负载末端供电。负载末端包括：热泵热水机43、空调82、照明83、动力及其他84且相互并联。在本实施例中，热电联产机组33产电0.4kV，供应负载末端如热泵热水机43、空调82、照明83、动力及其他84，若热电联产机组33产电量不足时，由市政供电81(10kV)，通过变压器80降压，补充供应负载所需，从而节约电能。

通过设置热泵热水机单元40，通过将热泵热水机和热电联产机组电性连接，从而通过热电联产机组给热泵热水机提供电能，热泵热水机充分利用热电联产机组的电能，从而节约电能，避开在电价峰值和冬季极端天气下的用电，达到了电力“削峰填谷”的效果，解决了现有技术中单独使用热泵热水机单元40容易造成电量的大量消耗，且无法避开电力峰值的用电需求和冬季热泵能效低的问题，从而发挥每种设备的产热水优点，减少燃料浪费，节约能耗费用。

在本实施例中，水箱10，第二低温管路41和所述第二高温管路42和热泵热水机43，热泵热水机二次侧循环泵44和一对第三阀门45连通形成一循环回路，通过热泵热水机43能够制取热水，并再输送回水箱10中，以给用户端单元20提供热水。一对第三阀门45用于控制热泵热水机二次侧循环泵44的工作。

进一步地，水箱10中包括至少一个温度传感器和至少一个液位传感器，通过温度传感器采集水箱10内水的温度，通过液位传感器采集水箱10中的水的液位，以实时监测水箱10中的水的温度和液位情况。

进一步地，设置控制器，与水箱10和热电联产机组33连接，用于根据水箱10内水的温度，液位的情况控制热电联产机组33的运行。

本实用新型节能型供热水系统的有益效果为：

本实用新型提供的节能型供热水系统通过设置热电联产机组单元，用于产生电能和热能，其中电能用于给热泵热水机单元提供电能，热电联产机组单元内的第一循环水通过热能升温，通过所述第一低温管路将所述水箱的水输送到所述第一换热器以和所述第一循环水换热后再通过所述第一高温管路输送到所述水箱内，从而给用户端提供热水，通过采用热电联产的方式来提高效率；通过设置热泵热水机单元，利用热电联产机组单元产生的电能驱动热泵热水机工作，制取生活热水，从而节约用电。另外设置有锅炉，在热电联产机组和热泵热水机制取的热水量不足的情况下开启锅炉，用于补充制造热水，方便使用，解决了现有技术中单独使用锅炉产热水和单独使用热泵热水机产热水均造成能耗消耗费用高的问题。

以上结合附图实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本实用新型做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本实用新型的限定，本实用新型将以所附权利要求书界定的范围作为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种节能型供热水系统，其特征在于，包括：

设有高温口和低温口且连通于水源的供储水的水箱，所述水箱和用户端单元连通以给所述用户端单元供水；

供产生热能和电能的热电联产机组单元，所述热电联产机组单元连接有第一换热器，所述第一换热器通过第一低温管路连通于所述水箱的低温口，并通过第一高温管路连通于所述水箱的高温口，所述热电联产机组单元产生的热能对所述热电联产机组单元内的第一循环水进行加热，通过所述第一低温管路将所述水箱的水输送到所述第一换热器以和所述第一循环水换热后再通过所述第一高温管路输送到所述水箱内；

与所述热电联产机组单元并联的热泵热水机单元，所述热泵热水机单元通过第二低温管路连通于所述水箱的低温口，并通过第二高温管路连通于所述水箱的高温口，所述热泵热水机单元和所述热电联产机组单元电性连接，通过所述热电联产机组单元产生的电能驱动所述热泵热水机单元工作，通过所述第二低温管路将所述水箱内的水抽出并经所述热泵热水机单元产生的热能进行加热，而后通过所述第二高温管路输送回所述水箱中；以及

与所述热泵热水机单元和所述热电联产机组单元并联，且供产生热能的锅炉单元，所述锅炉单元连接有第二换热器，所述第二换热器通过第三低温管路连通于所述水箱的低温口，并通过第三高温管路连通于所述水箱的高温口，所述锅炉单元产生的热能对所述锅炉单元内的第二循环水进行加热，通过所述第三低温管路将所述水箱的水输送到所述第二换热器以和所述第二循环水换热后再通过所述第三高温管路输送到所述水箱内。

2.如权利要求1所述的节能型供热水系统，其特征在于，所述热电联产机组单元包括：

供产生热能和电能的热电联产机组，所述热电联产机组通过热电联产循环回路和所述第一换热器连接，所述热电联产循环回路内设有所述第一循环水；以及

连接于所述热电联产循环回路的热电联产循环水泵和一对第一阀门，所述一对第一阀门位于所述热电联产循环水泵的相对两端。

3.如权利要求2所述的节能型供热水系统，其特征在于，

所述第一低温管路连接有供泵取所述水箱的水以提供给所述第一换热器的热电联产二次侧循环泵，所述热电联产二次侧循环泵的相对两端设有一对第二阀门。

4.如权利要求2所述的节能型供热水系统，其特征在于，所述热泵热水机单元包括：

连通于所述第二低温管路和所述第二高温管路之间的热泵热水机，所述热泵热水机和所述热电联产机组电性连接；以及

供泵取所述水箱的水以提供给所述热泵热水机的热泵热水机二次侧循环泵，所述热泵热水机二次侧循环泵的相对两端设有一对第三阀门。

5.如权利要求1所述的节能型供热水系统，其特征在于，所述锅炉单元包括：

供产生热能的锅炉，所述锅炉通过锅炉循环回路和所述第二换热器连接，所述锅炉循环回路内设有所述第二循环水；以及

连接于所述锅炉循环回路的锅炉一次侧循环水泵和一对第四阀门，所述一对第四阀门位于所述锅炉一次侧循环水泵的相对两端。

6.如权利要求5所述的节能型供热水系统，其特征在于，

所述第三低温管路连接有供泵取所述水箱的水以提供给所述第二换热器的锅炉二次侧循环泵，所述锅炉二次侧循环泵的相对两端设有一对第五阀门。

7.如权利要求1所述的节能型供热水系统，其特征在于，所述锅炉单元连通有补水单元，所述补水单元连通于水源，以对所述锅炉单元输送水。

8.如权利要求7所述的节能型供热水系统，其特征在于，所述补水单元包括：连通于水源且设于所述第三低温管路的锅炉补水泵和一对第六阀门，所述一对第六阀门位于所述锅炉补水泵的相对两端。

9.如权利要求1所述的节能型供热水系统，其特征在于，所述用户端单元包括：连通于所述水箱的用户侧供水泵和一对第七阀门，所述一对第七阀门设于所述用户侧供水泵的相对两侧。

10.如权利要求1所述的节能型供热水系统，其特征在于，

所述第一低温管路，第二低温管路和第三低温管路相互并联，并通过总低温管路连通于所述低温口；

所述第一高温管路，第二高温管路和第三高温管路相互并联，并通过总高温管路连通于所述高温口。