CN210219966U - 一种复合能源供热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种复合能源供热系统和方法，该复合能源供热系统包括空气源热泵单元、水箱、太阳能集热器，复合能源供热系统还包括电锅炉、第一水泵、第二水泵、二通阀、第一三通阀、第二三通阀、第三三通阀。本实用新型通过将太阳能集热器和空气源热泵以及电锅炉综合运用，可以实现根据天气和水温条件，合理地选择不同的热源组合对室内进行供热，节约能源，降低成本。

Description

一种复合能源供热系统

技术领域

本实用新型是关于符合能源利用的技术领域的，更具体地，涉及一种复合能源供热系统。

背景技术

太阳能集热装置的运行机制与外界光照有密切联系，当外部光照足以支撑其能量需求，那么系统通过自身的运行将太阳能转化成热能进而传递给用户，但是由于天气原因不足以支撑其能量需求时，必须同时启动辅助系统。空气源热泵是目前市场中使用较为普遍的一种设备，尤其是太阳光照条件不好的环境中，使用这种设备可以很好的发挥能量补充作用，但是这种系统目前仍有一些技术存在局限性，比如除霜以及在恶劣环境中的冻裂问题。现有技术中，如何将太阳能和空气源热泵组成一个有机的系统，克服太阳能集热器易受环境条件影响的缺陷，保障系统连续稳定运行，提高系统综合能效比，是现有技术中亟待解决的问题。

实用新型内容

针对上述现有技术中的不足，本实用新型提供了一种可以应对不同的天气状况，综合利用多种复合能源的复合能源供热系统。

为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案予以实现：

一种复合能源供热系统，包括空气源热泵单元、水箱、太阳能集热器，所述复合能源供热系统还包括电锅炉、第一水泵、第二水泵、二通阀、第一三通阀、第二三通阀、第三三通阀，所述第一水泵、所述太阳能集热器和所述水箱依次首尾相连接，所述水箱的供水口分别与所述二通阀的A口、所述第一三通阀的B口并联连接，所述第一三通阀的A口与第二水泵连接，所述第二水泵与热用户连接，所述第一三通阀的C口与所述空气源热泵单元的第一水路进口连接，所述第二三通阀的C口与所述空气源热泵单元的第一水路出口连接，所述第二三通阀的A口与所述水箱的回水口连接，所述第二三通阀的B口与所述热用户连接，所述二通阀的B口与所述空气源热泵单元的第二水路进口连接，所述空气源热泵单元的第二水路出口与所述第三三通阀的A口连接，所述第三三通阀的B口与所述热用户连接，所述第三三通阀的C口与所述电锅炉连接，所述电锅炉与所述热用户连接。

所述复合能源供热系统还包括设置在所述太阳能集热器的出水口的第一温度传感器。

所述复合能源供热系统还包括设置在所述水箱内部的第二温度传感器。

所述复合能源供热系统还包括设置在所述空气源热泵单元的出水口的第三温度传感器。

本实用新型与现有技术相比的有益效果是：通过将太阳能集热器和空气源热泵以及电锅炉综合运用，可以实现根据天气和水温条件，合理地选择不同的热源组合对室内进行供热，节约能源，降低成本。

附图说明

图1是复合能源供热系统图。

图2是空气源热泵单元的系统图。

附图标记：1-太阳能集热器，2-第一水泵，3-水箱，4-二通阀，5-第一三通阀，6-第二三通阀，7-空气源热泵单元，8-第三三通阀，9-电锅炉，10-第二水泵，11-热用户，12-第一温度传感器，13-第二温度传感器，14-第三温度传感器，15-蒸发器、16-压缩机、17-冷凝器，18-膨胀阀。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步阐述。

如图1所示的复合能源供热系统，包括空气源热泵单元7、水箱3、太阳能集热器1，设置在太阳能集热器1的出水口的第一温度传感器12，设置在水箱3内部的第二温度传感器13，设置在空气源热泵单元7的出水口的第三温度传感器14，复合能源供热系统还包括电锅炉9、第一水泵2、第二水泵10、二通阀4、第一三通阀5、第二三通阀6、第三三通阀8，第一水泵2、太阳能集热器1和水箱3依次首尾相连接，水箱3的供水口分别与二通阀4的A口、第一三通阀5的B口并联连接，第一三通阀5的A口与第二水泵10连接，第二水泵10与热用户11连接，第一三通阀5的C口与空气源热泵单元7的第一水路进口连接，第二三通阀6的C口与空气源热泵单元7的第一水路出口连接，第二三通阀6的A口与水箱3的回水口连接，第二三通阀6的B口与热用户11连接，二通阀4的B口与空气源热泵单元7的第二水路进口连接，空气源热泵单元7的第二水路出口与第三三通阀8的A口连接，第三三通阀8的B口与热用户11连接，第三三通阀8的C口与电锅炉9连接，电锅炉9与热用户11连接。

一种复合能源供热方法，包括以下步骤：

一、将二通阀4、第三三通阀8和第二水泵10保持关闭，接通第一三通阀5的A口和B口、第二三通阀6的A口和B口；

二、将第一水泵2通电，开启太阳能单独供热模式；

三、实时监控第一温度传感器12和第二温度传感器13的测得的温度测值T₁、T₂；

将T₁、T₂与预设温度T₀比较，在本实施例中，预设温度T₀=65℃，

当T₁＞65℃，则关闭第一水泵2和第二水泵10，停止供热；

当T₁≤65℃，且T₂＞45℃，则维持现有供热模式不变；

当T₁≤65℃，且T₂≤45℃，则打开二通阀4，接通第一三通阀5的A口和C口、第二三通阀6的A口和C口、第三三通阀8的A口和B口，给第二水泵10通电，开启太阳能-空气源热泵联合供热模式；

四、实时监控第一温度传感器12、第二温度传感器13和第三温度传感器14的测得的温度测值T₁、T₂、T₃；

当T₁＞65℃，则关闭第一水泵2和第二水泵10，停止供热；

当T₁≤65℃，且T₂＞45℃，则维持现有供热模式不变；

当T₁≤65℃，且T₂≤45℃，则接通第三三通阀8的A口和C口，开启太阳能-空气源热泵-电锅炉联合供热模式；

五、实时监控第三温度传感器14的测得的温度测值T₃；

将T₃与预设温度T₀比较，

当T₃≤65℃，则维持现有供热模式不变；

当T₃＞65℃，则关闭电锅炉9，接通第三三通阀8的A口和B口，改为太阳能-空气源热泵联合供热模式进行供热；然后回到步骤四。

在本实用新型的另一实施例中，预设温度T₀=70℃

本实用新型的工作原理如下：

如图2所示，空气源热泵单元7包括首尾依次连接的蒸发器15、压缩机16、冷凝器17和膨胀阀18，冷凝器17中包括两条输水管道，输水管道中的供热水吸收工质管道中的工质释放的热量。

水箱3用于储存供热所需的供热水，在开启太阳能集热器时，通过第一水泵2将水箱3中的温度相对较低的水送入太阳能集热器1，水经过太阳能集热器1加热，回到水箱3，实现供热水循环使用。

相对于空气源热泵和电锅炉，太阳能集热器是利用可再生能源进行供热，成本较低，因而，在开始供热时，首先选用太阳能单独供热模式，最大程度地利用太阳能。供热水从水箱3的供水口流出，进入第一三通阀5的B口，再从第一三通阀5的A口流出，进入热用户11进行供热，从热用户11回流的温度相对较低的供热水进入第二三通阀6的B口，再从第二三通阀6的A口流出，进入水箱3的回水口，循环利用。

但当供热的水温度太高，会对设备造成损害，产生危险，因而需要设置高温限值。因此，在太阳能集热器1出水口处设置第一温度传感器12，在水箱3内部设置第二温度传感器13，在空气源热泵单元7的出水口设置第三温度传感器14。

当第一温度传感器1的测量T₁＞T₀，说明水温过高，为避免产生危险，应该停止供热；

当T₁≤T₀，则进一步地，监测水箱中的第二温度传感器13的测量温度T₂；

当T₂＞45℃，则说明供热水温适宜，可维持现有供热模式不变，并持续监控T₁、T₂；

当T₁≤T₀，且T₂≤45℃，则说明供热水温不够，需要开启空气源热泵作为补充热源，开启太阳能-空气源热泵联合供热模式，即打开二通阀4，接通第一三通阀5的A口和C口、第二三通阀6的A口和C口、第三三通阀8的A口和B口，给第二水泵10通电，并持续监控T₁、T₂，水箱3中的水从供水口流出，经过二通阀4，进入空气源热泵单元7的第二水路，被加热后，进入第三三通阀8的A口，从第三三通阀8的B口流出，进入热用户11，从热用户11回流的温度相对较低的供热水通过第二水泵10被泵入第一三通阀6的A口，从第一三通阀6的C口流出，再进入空气源热泵单元7的第一水路，被加热后，从空气源热泵单元7的第一水路的出口流出，进入第二三通阀6的C口，再从第二三通阀6的A口流出，回流至水箱3，实现供热水的循环利用。

持续监控T₁、T₂，

当T₁＞T₀，则关闭第一水泵2和第二水泵10，停止供热；

当T₁≤T₀，且T₂＞45℃，则说明供热水温适宜，可维持现有供热模式不变，并持续监控T₁、T₂；

当T₁≤T₀，且T₂≤45℃，则说明供热水温不足，接通第三三通阀8的A口和C口，开启太阳能-空气源热泵-电锅炉联合供热模式并持续监控T₁、T₂，水箱3中的水从供水口流出，经过二通阀4，进入空气源热泵单元7的第二水路，被加热后，进入第三三通阀8的A口，从第三三通阀8的C口流出，经电锅炉9加热后，进入热用户11，从热用户11回流的温度相对较低的供热水通过第二水泵10泵入第一三通阀6的A口，从第一三通阀6的C口流出，再进入空气源热泵单元7的第一水路，被加热后，从空气源热泵单元7的第一水路的出口流出，进入第二三通阀6的C口，从第二三通阀6的A口，回流至水箱3，实现供热水的循环利用。

持续监控T₁、T₂、T₃，

当T₃≤T₀，则说明供热水温适宜，维持现有供热模式不变，并持续监控T₁、T₂、T₃；

当T₃＞T₀，则说明水温过高，关闭电锅炉9，接通第三三通阀8的A口和B口，改为太阳能-空气源热泵联合供热模式进行供热，并继续监控T₁、T₂、T₃。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，但本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种复合能源供热系统，包括空气源热泵单元（7）、水箱（3）、太阳能集热器（1），其特征是，所述复合能源供热系统还包括电锅炉（9）、第一水泵（2）、第二水泵（10）、二通阀（4）、第一三通阀（5）、第二三通阀（6）、第三三通阀（8），所述第一水泵（2）、所述太阳能集热器（1）和所述水箱（3）依次首尾相连接，所述水箱（3）的供水口分别与所述二通阀（4）的A口、所述第一三通阀（5）的B口并联连接，所述第一三通阀（5）的A口与所述第二水泵（10）连接，所述第二水泵（10）与热用户（11）连接，所述第一三通阀（5）的C口与所述空气源热泵单元（7）的第一水路进口连接，所述第二三通阀（6）的C口与所述空气源热泵单元（7）的第一水路出口连接，所述第二三通阀（6）的A口与所述水箱（3）的回水口连接，所述第二三通阀（6）的B口与所述热用户（11）连接，所述二通阀（4）的B口与所述空气源热泵单元（7）的第二水路进口连接，所述空气源热泵单元（7）的第二水路出口与所述第三三通阀（8）的A口连接，所述第三三通阀（8）的B口与所述热用户（11）连接，所述第三三通阀（8）的C口与所述电锅炉（9）连接，所述电锅炉（9）与所述热用户（11）连接。

2.根据权利要求1所述的一种复合能源供热系统，其特征是，所述复合能源供热系统还包括设置在所述太阳能集热器（1）的出水口的第一温度传感器（12）。

3.根据权利要求1所述的一种复合能源供热系统，其特征是，所述复合能源供热系统还包括设置在所述水箱（3）内部的第二温度传感器（13）。

4.根据权利要求1所述的一种复合能源供热系统，其特征是，所述复合能源供热系统还包括设置在所述空气源热泵单元（7）的出水口的第三温度传感器（14）。

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