CN210373667U - 一种空气能与天然气壁挂炉结合的地暖及热水循环系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种空气能与天然气壁挂炉结合的地暖及热水循环系统，涉及供热系统技术领域，包括空气能加热装置等，天然气壁挂炉设有冷、热水进口及采暖进水端、出水端，热交换装置设有源侧进水端、出水端及负载侧进水端、出水端，热水出口、源侧出水端、空气能加热装置与第一三通管连通，空气能加热装置与生活热水管道连通，生活热水管道与源侧进水端连通，负载侧出水端、采暖出水端、供暖主管道与第二三通管连通，供暖主管道与分水器连接，分水器与地面散热管路连通，供暖主管道与循环泵连通，循环泵与三通电磁阀连接，三通电磁阀与负载进水端、采暖进水端连接，本实用新型可实现生活热水的即开即热功能，且热交换装置对地暖实现保温。

Description

一种空气能与天然气壁挂炉结合的地暖及热水循环系统

技术领域

本实用新型涉及供热系统技术领域，更具体地说，它涉及一种空气能与天然气壁挂炉结合的地暖及热水循环系统。

背景技术

近几年住宅市场发展迅速，由于地暖舒适度高，所以市场对地暖及生活热水系统的需求量比较大，通常这样的住宅采暖面积较大，卫生间数量为两个以上。家用住宅除了地暖，还有生活热水，生活热水的瞬间热量需求比较高，而且要求能连续供应，而天然气壁挂炉(或燃气热水器)是家庭中唯一能够满足上述技术条件的能源，所以天然气加热生活热水也通常是首要的选择，天然气壁挂炉供应地暖，天然气消耗量通常比较大，然而，天然气多年来全国都是处于气荒的状态，天然气作为一次性战略能源，是严重不足的，与国家的可持续发展理念相违背，且天然气燃烧后也会产生大量废气，与国家的绿色环保理念相违背。

另外，按照天然气壁挂炉提供生活热水优先供应的运行逻辑，也就是说，当有生活热水使用需求时，地暖会停止加热，而由于中大型住宅卫生间的数量多，距离远的话，每次使用热水，要从热水龙头放掉很多管道中的冷水才会有热水出来，所以很多用户也就产生了生活热水循环的需求，希望热水即开即热。如果通过天然气壁挂炉进行生活热水的循环的话，会长时间加热生活热水而不加热地暖，影响地暖效果，因此，存在待改进之处。

实用新型内容

针对现有技术中存在的不足，本实用新型目的在于提出一种空气能与天然气壁挂炉结合的地暖及热水循环系统，通过设置空气能加热装置、热交换装置以及天然气壁挂炉等，生活热水管道中的回水通过空气能加热装置循环加热，实现生活热水的即开即热功能，地暖保温通过热交换装置源侧对负载侧进行热交换，实现对地暖的保温，具体方案如下：

一种空气能与天然气壁挂炉结合的地暖及热水循环系统，包括空气能加热装置、天然气壁挂炉、热交换装置、生活热水管道、地暖供暖装置、三通电磁阀、第一三通管以及第二三通管，其中，

所述天然气壁挂炉连通设置有冷水进口、热水出口、采暖进水端以及采暖出水端；

所述热交换装置设置有源侧进水端、源侧出水端、负载侧进水端以及负载侧出水端；

所述热水出口、源侧出水端分别与所述第一三通管的两个进水口连通，所述第一三通管的出水口与所述空气能加热装置连通，所述空气能加热装置与所述生活热水管道的供水口连通，所述生活热水管道的回水口与所述源侧进水端连通；

所述地暖供暖装置包括供暖主管道、地面散热管路以及分水器，所述负载侧出水端、采暖出水端分别与所述第二三通管的两个进水口连通，所述第二三通管的出水口与所述供暖主管道的供水口连通，所述供暖主管道的供水口与所述分水器的供水口连接，所述分水器的回水口与所述地面散热管路连通，且所述供暖主管道的回水口与所述循环泵的进水口连通，所述循环泵的出水口与所述三通电磁阀的进水口连接，所述三通电磁阀的两个出水口分别与所述负载侧进水端、采暖进水端连接。

通过上述技术方案，生活热水管道上预设有多个热水空头，生活热水管道中的回水经过空气能加热装置加热后变成热水，热水会通过生活热水管道到达各个热水龙头，并通过生活热水管道的回水口到达热交换装置的源侧进水端，热水经过热交换装置后经过第一三通管进入空气能加热装置的进水口，开始新一轮循环加热，实现生活热水的即开即热功能，避免只用天然气壁挂炉加热生活用水时，使用者放掉大量冷水后才能放出热水，造成水资源的浪费；当有热水龙头打开时，热水龙头流失生活热水管道内的一直在循环加热着的生活热水，然后冷水会流入天然气壁挂炉的冷水进口，天然气壁挂炉感应到水流就开始加热并使热水流入生活热水管道，实现热水的连续加热供应，直到热水龙头关闭，天然气壁挂炉停止加热生活热水，实现天然气壁挂炉的连续补充热水功能，总结就是实现两处供热，生活热水管道中的回水通过空气能加热装置循环加热，天然气壁挂炉同时还可将冷水烧成热水，对生活热水管道实现补充热水；

地暖需要加热时，启动循环泵，第一种加热方式是天然气壁挂炉的强力加热地暖的功能，此时空气能加热装置对生活热水管道中的回水循环加热，循环泵保持启动，三通电磁阀把地暖回水切换到与天然气壁挂炉的采暖进水端连通，天然气壁挂炉点火加热地暖中的回水，回水经过天然气壁挂炉加热升温后变成地暖热水，从天然气壁挂炉采暖出水端流出，通过第二三通管进入到分水器，再流经地暖散热管路加热地面，然后水温冷却再依次回到分水器、循环泵进水口，循环加热；第二种地暖加热是热交换装置内的循环泵保持启动，此时空气能加热装置对生活热水管道中的回水循环加热，三通电磁阀把地暖回水切换到负载侧进水端，回水经过天然气壁挂炉升温后变成地暖温水，从负载侧出水端流出，通过第二三通管进入到分水器，再流经地暖散热管路加热地面，然后水温冷却再依次回到分水器、循环泵进水口，而此时天然气壁挂炉停止循环，天然气壁挂炉停止点火加热；综上，通过加入空气能加热装置，壁挂炉只在最需要的时候强力加热地暖，减少天然气壁挂炉加热地暖的时间，减少天然气的消耗量，地暖保温通过热交换装置源侧对负载侧进行热交换，实现对地暖的保温。

进一步的，还包括控制系统，所述控制系统包括地暖温度控制器、第一继电器、第二继电器、交流接触器以及第一探测装置，

所述第一探测装置，用于探测所述源侧进水端处的温度T1，所述第一探测装置设有温度限值t1；

所述第一继电器的第一常开触点与所述交流接触器电连接，所述交流接触器与所述空气能加热装置电连接，所述地暖温度控制器与第一继电器的线圈信号连接以控制所述第一继电器的第一常开触点的开合；

所述第一继电器的第二常开触点与所述第二继电器的线圈电连接，所述第一探测装置与所述第一继电器的线圈信号连接以控制第一继电器的第二常开触点的开合，所述第二继电器的常闭触点与所述三通电磁阀电连接，所述第二继电器的常开触点电连接有联动控制端口，所述联动控制端口与所述天然气壁挂炉信号连接。

进一步的，所述控制系统还包括第二探测装置，所述第二探测装置用于探测所述生活热水管道的回水口处的温度T2，所述第二探测装置中设置有温度限值t2，所述第二探测装置与所述交流接触器信号连接；

当所述温度T2大于所述温度限值t2，所述第二探测装置输出电源信号带动所述交流接触器、空气能加热装置通电。

进一步的，所述第一探测装置外设有第一外置探头，所述第一外置探头安装于所述源侧进水端处。

进一步的，所述第二探测装置外设有第二外置探头，所述第二外置探头安装于所述生活热水管道的回水口处的外壁上。

进一步的，所述空气能加热装置包括空气源热泵，所述空气源热泵的输入功率为2-3匹。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

(1)通过设置空气能加热装置、热交换装置以及天然气壁挂炉等，生活热水管道中的回水通过空气能加热装置循环加热，实现生活热水的即开即热功能，避免只用天然气壁挂炉加热生活用水时，使用者放掉大量冷水后才能放出热水，造成水资源的浪费；天然气壁挂炉同时还能将冷水烧成热水，对生活热水管道实现补充热水；

(2)天然气壁挂炉只在最需要的时候强力加热地暖，减少天然气壁挂炉加热地暖的时间，减少天然气的消耗量，地暖保温通过热交换装置源侧对负载侧进行热交换，实现对地暖的保温；

(3)通过设置控制系统，当使用者有地暖需求将地暖温度控制器打开时，地暖温度控制器输出电源信号给第一继电器的线圈和地暖中的水泵，水泵开始启动，第一继电器的第一常开触点合上，交流接触器线圈通电，空气能加热装置通电启动运行，对地暖进行保温；如果此时第一探测装置探测到温度T1低于温度限值t1，地暖温度控制器输出电源信号带动第一继电器的第二常开触点合上，使得第二继电器的线圈通电，三通电磁阀控制断电，使得地暖回水输出切换到与采暖进水端导通，同时第二继电器的常开触点合上，天然气壁挂炉的联动控制端口合上，天然气壁挂炉收到加热地暖的指令，然后当第一探测装置探测到T1高于温度限值t1，第一探测装置停止输出电源信号，此时第一继电器的第二常开触点断开，第二继电器的线圈停电，然后三通电磁阀控制通电，地暖回水输出切换到与负载侧进水端导通，同时第二继电器的常开触点断开，天然气壁挂炉的联动控制端口断开，天然气壁挂炉收到停止加热地暖的指令，此时地暖回水就由流经热交换装置源侧进水端、源侧出水端的空气能加热装置加热的生活热水进行换热保温，综上，用户可以通过第一探测装置的温度限值来控制天然壁挂炉加热地暖的运行程序；

(4)通过设置第二探测装置等，当使用者关闭地暖温度控制器时，地暖温度控制器停止输出电源信号给第一继电器的线圈和地暖中的水泵，水泵停止运行，第一继电器、第二继电器、三通电磁阀全部断电停止工作，当第二继电器探测到的温度T2低于温度限值t2时输出电源信号给交流接触器，交流接触器线圈通电，然后空气能加热装置通电启动运行提供生活热水的循环，反之，空气能加热装置就断电停止工作，所以用户可以通过第二探测装置的温度限值t2来控制非采暖季的生活热水循环的运行程序。

附图说明

图1为本实用新型的实施例的整体示意图；

图2为本实用新型展示天然气壁挂炉对生活热水管道供热时水流方向的整体示意图；

图3为本实用新型展示对空气能加热装置生活热水管道循环加热时水流方向的整体示意图；

图4为本实用新型展示热交换装置对地暖回水循环加热时水流方向的整体示意图；

图5为本实用新型展示天然气壁挂炉对地暖回水强力加热时水流方向的整体示意图；

图6为展示控制系统中第一继电器、第二继电器等结构连接关系的电路图；

图7为本实用新型展示天然气壁挂炉、空气能加热装置结构的部分结构示意图。

附图标记：1、空气能加热装置；2、天然气壁挂炉；21、冷水进口；22、热水出口；23、采暖进水端；24、采暖出水端；3、热交换装置；31、源侧进水端；32、源侧出水端；33、负载侧进水端；34、负载侧出水端；4、生活热水管道；5、地暖供暖装置；51、供暖主管道；52、地面散热管路；53、分水器；6、循环泵；7、三通电磁阀；8、第一三通管；9、第二三通管；10、地暖温度控制器；11、第一继电器；12、第二继电器；13、交流接触器；14、第一探测装置；141、第一外置探头；15、第二探测装置；151、第二外置探头。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不仅限于此。

如图1所示，一种空气能与天然气壁挂炉结合的地暖及热水循环系统，包括空气能加热装置1、天然气壁挂炉2、热交换装置3、生活热水管道4、地暖供暖装置5、循环泵6、三通电磁阀7、第一三通管8以及第二三通管9，本实施例中，生活热水管道4为循环管道，为住房内提供生活热水，且生活热水管道4上连通设置有多个热水空头或者淋浴头，空气能加热装置1设置为空气源热泵，热交换装置3设置为板式热交换器。

空气源热泵的选型有一定的匹配要求，要求输入功率为2-3匹，1匹对应的输入功率为750W，可采用奥能凯品牌中型号为ANK-CHS135的空气源热泵,额定输入1.5KW，对应匹数为2匹，额定输出功率6.5KW。

板式热交换器为市场上的现有技术，可采用安徽普瑞普勒传热技术有限公司型号为PL100的可拆式板式换热器，板式换热器中每个换热板片均设置有四个角孔，角孔的直径为100mm，板式换热器中沿角孔中轴线方向上处于同一侧的角孔构成源侧，处于另一侧的角孔构成负载侧，且处于同一侧的角孔之间相互连通，用于液体的流通。源侧与负载侧液体的流动方向相反，且源侧所流液体的温度高于负载侧所流液体的温度，当源侧和负载侧中同时流通液体时发生热交换，源侧液体温度降低，负载侧液体温度升高。

第一三通管8以及第二三通管9均设置为市面上常用的三通管，整体形状呈“T”字形，规格为二进一出或者一进二出。

结合图2和图3，天然气壁挂炉2通过设置软管连通设置有冷水进口21、热水出口22、采暖进水端23以及采暖出水端24(如图7所示)，依据上述板式换热器的原理，热交换装置3设置有源侧进水端31、源侧出水端32、负载侧进水端33以及负载侧出水端34(如图7所示)，热水出口22、源侧出水端32分别与第一三通管8的两个进水口连通，第一三通管8的出水口与空气能加热装置1的进水口连通，空气能加热装置1的出水口与生活热水管道4的供水口连通，生活热水管道4的回水口与源侧进水端31连通，构成一个循环回路，生活热水管道4中的回水经过空气能加热装置1加热后变成热水，热水会通过生活热水管道4到达各个热水龙头，并通过生活热水管道4的回水口到达热交换装置3的源侧进水端31，热水经过热交换装置3后经过第一三通管8进入空气能加热装置1的进水口，开始新一轮循环加热，实现生活热水的即开即热功能。当热水龙头打开，生活热水管道4中热水逐渐减少，天然气壁挂炉2感应到水流就开始加热并使热水流入生活热水管道4，实现热水的连续加热供应，直到热水龙头关闭，天然气壁挂炉2停止加热生活热水。

结合图4和图5，地暖供暖装置5包括供暖主管道51、地面散热管路52以及分水器53，负载侧出水端34、采暖出水端24分别与第二三通管9的两个进水口连通，第二三通管9的出水口与供暖主管道51的供水口连通，供暖主管道51的供水口与分水器53的供水口连接，分水器53的回水口与地面散热管路52连通，且供暖主管道51的回水口与循环泵6的进水口连通，循环泵6的出水口与三通电磁阀7的进水口连接，三通电磁阀7的两个出水口分别与负载侧进水端33、采暖进水端23连接，构成依次经过供暖主管道51、分水器53、地面散热管路52、循环泵6、三通电磁阀7、热交换装置3、第二三通管9的一个回路以及另一个依次经过供暖主管道51、分水器53、地面散热管路52、循环泵6、三通电磁阀7以及天然气壁挂炉2的回路。

如图6所示，本实用新型的一个实施例中还包括控制系统，控制系统包括地暖温度控制器10、第一继电器11、第二继电器12、交流接触器13以及第一探测装置14。地暖温度控制器10采用浙江曼瑞德环境技术股份有限公司型号为E51.713且带有显示屏以及操作键的地暖温控器，方便使用者根据需求调整地暖温控器的显示温度。第一探测装置14用于探测源侧进水端31处的温度T1，第一探测装置14外设有第一外置探头141，第一外置探头141安装于源侧进水端31处，第一探测装置14设有温度限值t1。

第一继电器11上设有至少两个常开触点，第二继电器12设有至少一个常开触点和常闭触点。第一继电器11的第一常开触点与交流接触器13通过导线电连接，交流接触器13与空气能加热装置1通过导线电连接，地暖温度控制器10与第一继电器11的线圈通过导线电连接以控制第一继电器11的第一常开触点的开合，第一继电器11的第二常开触点与第二继电器12的线圈通过导线电连接，第一探测装置14与第一继电器11的线圈通过导线电连接以控制第一继电器11的第二常开触点的开合，第二继电器12的常闭触点与三通电磁阀7通过导线电连接，第二继电器12的常开触点通过导线电连接有联动控制端口，联动控制端口与天然气壁挂炉2信号连接。

控制系统还包括第二探测装置15，第二探测装置15用于探测生活热水管道4的回水口处的温度T2，第二探测装置15外设有第二外置探头151，第二外置探头151安装于生活热水管道4的回水口处的外壁上，第二探测装置15中设置有温度限值t2，第二探测装置15与交流接触器13通过导线电连接，当温度T2大于温度限值t2，第二探测装置15输出电源信号带动交流接触器13、空气能加热装置1通电。

本实施例中，第一探测头以及第二探测头设置为温度传感器，温度传感器采用市面上常用的型号为LM-PT100热电阻温湿度传感器，第一探测装置14以及第二探测装置15设置为温度显示屏，温度显示屏可采用深圳市迪普来科技有限公司中型号为DPL-T840C3的单温度屏，温度传感器与温度显示屏通过导线电连接。

当使用者有地暖需求将地暖温度控制器10打开时，地暖温度控制器10输出电源信号给第一继电器11的线圈和地暖中的水泵，水泵开始启动，第一继电器11的第一常开触点合上，交流接触器13线圈通电，空气能加热装置1通电启动运行，对地暖进行保温。如果此时第一探测装置14探测到温度T1低于温度限值t1，地暖温度控制器10输出电源信号带动第一继电器11的第二常开触点合上，使得第二继电器12的线圈通电，三通电磁阀7控制断电，使得地暖回水输出切换到与采暖进水端23导通，同时第二继电器12的常开触点合上，天然气壁挂炉2的联动控制端口合上，天然气壁挂炉2收到加热地暖的指令，然后当第一探测装置14探测到T1高于温度限值t1，第一探测装置14停止输出电源信号，此时第一继电器11的第二常开触点断开，第二继电器12的线圈停电，然后三通电磁阀7控制通电，地暖回水输出切换到与负载侧进水端33导通，同时第二继电器12的常开触点断开，天然气壁挂炉2的联动控制端口断开，天然气壁挂炉2收到停止加热地暖的指令，此时地暖回水就由流经热交换装置3源侧进水端31、源侧出水端32的空气能加热装置1加热的生活热水进行换热保温。

本实施例中，使用者通过在一天24小时内不同时间段设定不同的温度值t1，来控制壁挂炉加热地暖的时间段，从而实现节约天然气的目的。

当使用者关闭地暖温度控制器10时，地暖温度控制器10停止输出电源信号给第一继电器11的线圈和地暖中的水泵，水泵停止运行，第一继电器11、第二继电器12、三通电磁阀7全部断电停止工作，当第二继电器12探测到的温度T2低于温度限值t2时输出电源信号给交流接触器13，交流接触器13线圈通电，然后空气能加热装置1通电启动运行提供生活热水的循环，反之，空气能加热装置1就断电停止工作。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种空气能与天然气壁挂炉结合的地暖及热水循环系统，其特征在于，包括空气能加热装置(1)、天然气壁挂炉(2)、热交换装置(3)、生活热水管道(4)、地暖供暖装置(5)、循环泵(6)、三通电磁阀(7)、第一三通管(8)以及第二三通管(9)，其中，

所述天然气壁挂炉(2)连通设置有冷水进口(21)、热水出口(22)、采暖进水端(23)以及采暖出水端(24)；

所述热交换装置(3)设置有源侧进水端(31)、源侧出水端(32)、负载侧进水端(33)以及负载侧出水端(34)；

所述热水出口(22)、源侧出水端(32)分别与所述第一三通管(8)的两个进水口连通，所述第一三通管(8)的出水口与所述空气能加热装置(1)连通，所述空气能加热装置(1)与所述生活热水管道(4)的供水口连通，所述生活热水管道(4)的回水口与所述源侧进水端(31)连通；

所述地暖供暖装置(5)包括供暖主管道(51)、地面散热管路(52)以及分水器(53)，所述负载侧出水端(34)、采暖出水端(24)分别与所述第二三通管(9)的两个进水口连通，所述第二三通管(9)的出水口与所述供暖主管道(51)的供水口连通，所述供暖主管道(51)的供水口与所述分水器(53)的供水口连接，所述分水器(53)的回水口与所述地面散热管路(52)连通，且所述供暖主管道(51)的回水口与所述循环泵(6)的进水口连通，所述循环泵(6)的出水口与所述三通电磁阀(7)的进水口连接，所述三通电磁阀(7)的两个出水口分别与所述负载侧进水端(33)、采暖进水端(23)连接。

2.根据权利要求1所述的空气能与天然气壁挂炉结合的地暖及热水循环系统，其特征在于，所述供暖主管道(51)与所述三通电磁阀(7)之间设有循环泵(6)，所述供暖主管道(51)的回水口与所述循环泵(6)的进水口连通，所述循环泵(6)的出水口与所述三通电磁阀(7)的进水口连接。

3.根据权利要求1所述的空气能与天然气壁挂炉结合的地暖及热水循环系统，其特征在于，还包括控制系统，所述控制系统包括地暖温度控制器(10)、第一继电器(11)、第二继电器(12)、交流接触器(13)以及第一探测装置(14)，

所述第一探测装置(14)，用于探测所述源侧进水端(31)处的温度T1，所述第一探测装置(14)设有温度限值t1；

所述第一继电器(11)的第一常开触点与所述交流接触器(13)电连接，所述交流接触器(13)与所述空气能加热装置(1)电连接，所述地暖温度控制器(10)与第一继电器(11)的线圈信号连接以控制所述第一继电器(11)的第一常开触点的开合；

所述第一继电器(11)的第二常开触点与所述第二继电器(12)的线圈电连接，所述第一探测装置(14)与所述第一继电器(11)的线圈信号连接以控制第一继电器(11)的第二常开触点的开合，所述第二继电器(12)的常闭触点与所述三通电磁阀(7)电连接，所述第二继电器(12)的常开触点电连接有联动控制端口，所述联动控制端口与所述天然气壁挂炉(2)信号连接。

4.根据权利要求3所述的空气能与天然气壁挂炉结合的地暖及热水循环系统，其特征在于，所述控制系统还包括第二探测装置(15)，所述第二探测装置(15)用于探测所述生活热水管道(4)的回水口处的温度T2，所述第二探测装置(15)中设置有温度限值t2，所述第二探测装置(15)与所述交流接触器(13)信号连接；

当所述温度T2大于所述温度限值t2，所述第二探测装置(15)输出电源信号带动所述交流接触器(13)、空气能加热装置(1)通电。

5.根据权利要求4所述的空气能与天然气壁挂炉结合的地暖及热水循环系统，其特征在于，所述第一探测装置(14)外设有第一外置探头(141)，所述第一外置探头(141)安装于所述源侧进水端(31)处。

6.根据权利要求4所述的空气能与天然气壁挂炉结合的地暖及热水循环系统，其特征在于，所述第二探测装置(15)外设有第二外置探头(151)，所述第二外置探头(151)安装于所述生活热水管道(4)的回水口处的外壁上。

7.根据权利要求1所述的空气能与天然气壁挂炉结合的地暖及热水循环系统，其特征在于，所述空气能加热装置(1)包括空气源热泵，所述空气源热泵的输入功率为2-3匹。

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