CN210425248U - 一种户式集中水环热泵供暖系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于清洁能源集中供暖技术领域，具体涉及一种户式集中水环热泵供暖系统，包括户式水环热泵与储能箱，储能箱与户式水环热泵连通；空气源热泵，空气源热泵包括主压缩机、风冷热交换器、水冷热交换器；其中，水冷热交换器、风冷热交换器分别与主压缩机相连；空气源热泵构成第一回路，水冷热交换器的一次侧位于第一回路；储能箱与水冷热交换器的二次侧均位于第二回路，第二回路通过水冷热交换器与第一回路进行热量交换以使储能箱进行存储热量；储能箱与户式水环热泵均位于第三回路以使储能箱为户式水环热泵提供热源。本实用新型整个系统不受低温环境的影响，运行效率较高，为户式水环热泵提供稳定的低温水源。

Description

一种户式集中水环热泵供暖系统

技术领域

本实用新型属于清洁能源集中供暖技术领域，具体涉及一种户式集中水环热泵供暖系统。

背景技术

目前，北方集中供暖改造普遍采用空气源热泵与集中供暖。在环境温度零下15摄氏度以下，空气源热泵供热不稳定以及效率偏低，系统故障多发，制热量小，能效比较低，同时室外的风冷热交换器容易受冷结霜，化霜时间长，耗电多，甚至会出现停机现象，导致不能及时供暖。集中供暖供热管网庞杂，管网长距离输送热损失大，供热温度失衡，无法做到自主调节，同时集中供暖时，冬季取暖收费不能按需收取。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决空气源热泵易受低温环境影响以及集中供暖管网复杂，热损失大，无法自主调节和按需收费的问题，提出了一种户式集中水环热泵供暖系统。

为实现以上技术目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种户式集中水环热泵供暖系统，包括户式水环热泵，还包括储能箱，储能箱与户式水环热泵连通；空气源热泵，空气源热泵包括主压缩机、风冷热交换器、水冷热交换器；其中，水冷热交换器、风冷热交换器分别与主压缩机相连；第一回路，空气源热泵构成第一回路，水冷热交换器的一次侧位于第一回路；第二回路，储能箱与水冷热交换器的二次侧均位于第二回路，第二回路通过水冷热交换器与第一回路进行热量交换以使储能箱进行存储热量；第三回路，储能箱与户式水环热泵均位于第三回路以使储能箱为户式水环热泵提供热源。

进一步地，还包括第四回路，户式水环热泵与用户末端设备相互连接构成闭合的第四回路。

进一步地，还包括控制器与能量表；户式水环热泵的数量为多个；每一户式水环热泵与储能箱连通的入口管均设有能量表，每一能量表均与控制器电性连接。

进一步地，储能箱设有第一出口与第一进口，第一出口与水冷热交换器的二次侧进口之间设有第一出水管，水冷热交换器的二次侧出口与第一进口之间设有第一进水管；储能箱、第一出水管、水冷热交换器、第一进水管依次连接构成闭合的第二回路。

进一步地，第一出水管设有第一循环泵与第四调节阀；第二回路内的循环水从储能箱第一出口流出后，依次经第一循环泵、第四调节阀、水冷热交换器的二次侧返回储能箱的第一进口。

进一步地，还包括清洁能源设备；清洁能源设备的出口与储能箱第一进口连通，进口与第一循环泵出口连通；第一循环泵出口与清洁能源设备进口之间的管道上设有第三调节阀；第三调节阀与第四调节阀均与第一循环泵出口连通。

进一步地，储能箱设有第二出口与第二进口，第二出口设有第二出水管，第二出水管与每一户式水环热泵的入口管连通；第二进口设有第二进水管，第二进水管与每一户式水环热泵的出口管连通；储能箱、第二出水管、各户式水环热泵、第二进水管依次连接构成闭合的第三回路。

进一步地，第二出水管设有第二循环泵，第二进水管设有第二调节阀；第三回路内的循环水从储能箱第二出口流出后，依次经第二循环泵、各户式水环热泵、第二调节阀返回储能箱第二进口。

进一步地，第二出水管与第二进水管之间设有旁通管，旁通管一端位于储能箱与第二循环泵之间，另一端位于第二调节阀进口连接的第二进水管上；旁通管设有第一调节阀。

进一步地，第二循环泵为变频泵，第二循环泵、第一调节阀以及第二调节阀均与控制器电性连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果为：

（1）与集中供暖和单一的空气源热泵相比，本实用新型由空气源热泵构成的第一回路为第二回路中的储能箱提供较低的水温，保证空气源热泵的高效率运行；同时在第三回路中，储能箱为户式水环热泵提供稳定的低温水源，保证户式水环热泵的高效率运行；因此，本实用新型整个系统不受低温环境的影响，并且运行效率较高；

（2）第四回路中，户式水环热泵将第三回路提供的低温热源进行提升，为用户末端设备提供稳定的高温热源，第三回路提供的低温热源保证第四回路输出高温热源的稳定性与高效性；

（3）控制器与能量表通过计量，可以实现供暖费用的分户计量；用户的供暖费用由户式水环热泵入口管的基础热量收费与户式水环热泵的消耗电能费用组成，基础热量收费通过能量表计量，户式水环热泵的电能消耗由用户侧方便读出；

（4）储能箱还能够通过清洁能源设备进行热量储存，清洁能源设备充分利用北方集中供暖区域平均日照时间长的优势，将太阳能转化为热能存储在储能箱内；

（5）第三回路提供较低的水温，能够降低在输送过程中热量的损耗；

（6）控制器根据能量表反馈的信号及时调整第二循环泵提供的低温热源水流量，使得对户式水环热泵提供的热量能够自主调节；户式水环热泵根据用户对供热的需求，自主调节出水温度，不影响整个低温热源系统的运行。

附图说明

图1为实施例一种户式集中水环热泵供暖系统图。

图中，1主压缩机、2风冷热交换器、3水冷热交换器、4第一循环泵、5储能箱、6第二循环泵、7蓄能模块、8户式水环热泵、9用户末端设备、10清洁能源设备、11第一调节阀、12第二调节阀、13第三调节阀、14第四调节阀、15能量表、16控制器。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行进一步地描述，但本实用新型的保护范围并不仅仅限于此。

如图1所示，本实施例一种户式集中水环热泵供暖系统，包括户式水环热泵8，还包括储能箱5与空气源热泵。储能箱5与户式水环热泵8连通。空气源热泵包括主压缩机1、风冷热交换器2以及水冷热交换器3，其中，水冷热交换器3、风冷热交换器2分别与主压缩机1相连。空气源热泵构成闭合的第一回路，水冷热交换器3的一次侧位于第一回路。储能箱5与水冷热交换器3的二次侧均位于第二回路，第二回路通过水冷热交换器3与第一回路进行热量交换以使储能箱5进行存储热量。储能箱5与户式水环热泵8均位于第三回路以使储能箱5为户式水环热泵8提供热源。储能箱5内含有蓄能模块7，蓄能模块7可以在30-45℃之间存储能量，蓄能模块7主要由相变点25-40℃的无机化学材料组成。

冬季室外温度较高时，空气源热泵提供45℃以上的热水，热水通过水冷热交换器3将热量存储在储能箱5内。储能箱5为户式水环热泵8提供15~20℃的热水。与集中供暖和单一的空气源热泵相比，本实用新型由空气源热泵构成的第一回路为第二回路中的储能箱5提供较低的水温，保证空气源热泵的高效率运行，避免空气源热泵受低温环境影响无法启动，保证空气源热泵不受低温环境的影响。第三回路中，储能箱5为户式水环热泵8提供稳定的低温水源，保证户式水环热泵8的高效率运行。因此，本实施例整个系统不受低温环境的影响，并且运行效率较高。

本实施例还包括第四回路，户式水环热泵8与用户末端设备9相互连接构成闭合的第四回路。第四回路中，户式水环热泵将第三回路提供的低温热源进行提升，为用户末端设备提供稳定的高温热源，第三回路提供的低温热源保证第四回路输出高温热源的稳定性与高效性。户式水环热泵8可选择带生活热水模块的水环热泵，可不间断提供生活用热水。

本实施例还包括控制器16与能量表15。户式水环热泵8的数量为多个，每一户式水环热泵8与储能箱5连通的入口管均设有能量表15，每一能量表15均与控制器16电性连接。本实施例用户供暖费用由户式水环热泵8入口管的基础热量收费与户式水环热泵的消耗电能费用组成，基础热量收费通过能量表计量，户式水环热泵的电能消耗由用户侧方便读出。能量表与控制器通过采集用户的使用数据，计算出单位面积或单位时间用户的能量使用数据，为按需收费提供基础数据，进而实施分户计量收费。

储能箱5设有第一出口与第一进口，第一出口与水冷热交换器3的二次侧进口之间设有第一出水管，水冷热交换器3的二次侧出口与第一进口之间设有第一进水管。储能箱5、第一出水管、水冷热交换器3、第一进水管依次连接构成闭合的第二回路。第一出水管设有第一循环泵4与第四调节阀14。第二回路内的循环水从储能箱5第一出口流出后，依次经第一循环泵4、第四调节阀14、水冷热交换器3的二次侧返回储能箱5的第一进口。第一回路中的风冷热交换器2从外界环境中吸收热量经水冷热交换器3传递为储能箱5，储能箱5将热量存储在储能模块7内。

本实施例还包括清洁能源设备10，清洁能源设备10、储能箱5以及第一循环泵4之间通过管路构成循环回路。具体为清洁能源设备10的出口与储能箱5第一进口连通，进口与第一循环泵4出口连通。第一循环泵4出口与清洁能源设备10进口之间的管道上设有第三调节阀13。第三调节阀13与第四调节阀14均与第一循环泵4出口连通。当白天室外温度高于零下5摄氏度时，通过清洁能源设备10对储能箱5进行储能。空气源热泵进行储能时，第三调节阀13关闭，第四调节阀14打开。清洁能源设备10可为太阳能设备。清洁能源设备10进行储能时，第三调节阀13打开，第四调节阀14关闭。储能箱能够通过清洁能源设备10进行热量储存，清洁能源设备10充分利用北方集中供暖区域平均日照时间长的优势，将太阳能转化为热能存储在储能箱5内。

储能箱5设有第二出口与第二进口，第二出口设有第二出水管，第二出水管与每一户式水环热泵8的入口管连通。第二进口设有第二进水管，第二进水管与每一户式水环热泵8的出口管连通。储能箱5、第二出水管、各户式水环热泵8、第二进水管依次连接构成闭合的第三回路。第三回路提供较低的水温，能够降低在输送过程中热量的损耗。第三回路将储能箱5中的低位热能，通过户式水环热泵8提升到满足用户需求的高品位热能。户式水环热泵8根据用户对供热的需求，自主调节出水温度，不影响整个低温热源系统的运行。

第二出水管设有第二循环泵6，第二进水管设有第二调节阀12。第三回路内的循环水从储能箱5第二出口流出后，依次经第二循环泵6、各户式水环热泵8、第二调节阀12返回储能箱5第二进口。第二出水管与第二进水管之间设有旁通管，旁通管一端位于储能箱5与第二循环泵6之间，另一端位于第二调节阀12进口连接的第二进水管上。旁通管设有第一调节阀11。第二循环泵6为变频泵，第二循环泵6、第一调节阀11以及第二调节阀12均与控制器16电性连接。当户式水环热泵8入口管上的能量表15显示温度过高时，控制器16控制第二循环泵6的流量降低，当第二循环泵6的流量降到最低值时，控制器16控制第二调节阀12的开度减小或第一调节阀11的开度增大。当户式水环热泵8入口管上的能量表15显示温度过低时，控制器16控制第二循环泵6的流量升高。

本实施例的运行模式分别为：

空气源热泵储能模式：空气源热泵与第一循环泵4均打开，第三调节阀13关闭、第四调节阀14打开。第一回路的循环水与第二回路的循环水进行热量交换，并按照已设定程序储存能量。在环境温度在零下10至零下5摄氏度时，进入储能箱5的水流温度设定为45摄氏度。

清洁能源设备储能模式：空气源热泵关闭，第一循环泵4打开。第一循环泵4、清洁能源设备10以及储能箱5通过管路连接形成闭合回路。第三调节阀13打开、第四调节阀14关闭。储能箱5在白天时段，当环境温度高于零下5摄氏度，进入储能箱5的水流温度设定为45摄氏度，进行能量存储。

供热模式：第二循环泵6打开，第三回路为户式水环热泵8提供低温水源。户式水环热泵8将低温水源提升为高温热源，并将高温热源提供给用户末端设备9。根据能量表15向控制器16反馈水温变化，控制器16对第二循环泵6的流量、第一调节阀11以及第二调节阀12进行调节，保证户式水环热泵8所需的低位能源的温度需求。当储能箱5的回水温度较低时，可开启空气源热泵或清洁能源设备10，及时对储能箱5内的热量进行补充。

以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本实用新型提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种户式集中水环热泵供暖系统，包括户式水环热泵（8），其特征在于：还包括，

储能箱（5），储能箱（5）与户式水环热泵（8）连通；

空气源热泵，空气源热泵包括主压缩机（1）、风冷热交换器（2）、水冷热交换器（3）；其中，水冷热交换器（3）、风冷热交换器（2）分别与主压缩机（1）相连；

第一回路，空气源热泵构成第一回路，水冷热交换器（3）的一次侧位于第一回路；

第二回路，储能箱（5）与水冷热交换器（3）的二次侧均位于第二回路，第二回路通过水冷热交换器（3）与第一回路进行热量交换以使储能箱（5）进行存储热量；

第三回路，储能箱（5）与户式水环热泵（8）均位于第三回路以使储能箱（5）为户式水环热泵（8）提供热源。

2.根据权利要求1所述的户式集中水环热泵供暖系统，其特征在于：还包括第四回路，户式水环热泵（8）与用户末端设备（9）相互连接构成闭合的第四回路。

3.根据权利要求2所述的户式集中水环热泵供暖系统，其特征在于：还包括控制器（16）与能量表（15）；户式水环热泵（8）的数量为多个；每一户式水环热泵（8）与储能箱（5）连通的入口管均设有能量表（15），每一能量表（15）均与控制器（16）电性连接。

4.根据权利要求1所述的户式集中水环热泵供暖系统，其特征在于：储能箱（5）设有第一出口与第一进口，第一出口与水冷热交换器（3）的二次侧进口之间设有第一出水管，水冷热交换器（3）的二次侧出口与第一进口之间设有第一进水管；储能箱（5）、第一出水管、水冷热交换器（3）、第一进水管依次连接构成闭合的第二回路。

5.根据权利要求4所述的户式集中水环热泵供暖系统，其特征在于：第一出水管设有第一循环泵（4）与第四调节阀（14）；第二回路内的循环水从储能箱（5）第一出口流出后，依次经第一循环泵（4）、第四调节阀（14）、水冷热交换器（3）的二次侧返回储能箱（5）的第一进口。

6.根据权利要求5所述的户式集中水环热泵供暖系统，其特征在于：还包括清洁能源设备（10）；清洁能源设备（10）的出口与储能箱（5）第一进口连通，进口与第一循环泵（4）出口连通；第一循环泵（4）出口与清洁能源设备（10）进口之间的管道上设有第三调节阀（13）；第三调节阀（13）与第四调节阀（14）均与第一循环泵（4）出口连通。

7.根据权利要求1所述的户式集中水环热泵供暖系统，其特征在于：储能箱（5）设有第二出口与第二进口，第二出口设有第二出水管，第二出水管与每一户式水环热泵（8）的入口管连通；第二进口设有第二进水管，第二进水管与每一户式水环热泵（8）的出口管连通；储能箱（5）、第二出水管、各户式水环热泵（8）、第二进水管依次连接构成闭合的第三回路。

8.根据权利要求7所述的户式集中水环热泵供暖系统，其特征在于：第二出水管设有第二循环泵（6），第二进水管设有第二调节阀（12）；第三回路内的循环水从储能箱（5）第二出口流出后，依次经第二循环泵（6）、各户式水环热泵（8）、第二调节阀（12）返回储能箱（5）第二进口。

9.根据权利要求8所述的户式集中水环热泵供暖系统，其特征在于：第二出水管与第二进水管之间设有旁通管，旁通管一端位于储能箱（5）与第二循环泵（6）之间，另一端位于第二调节阀（12）进口连接的第二进水管上；旁通管设有第一调节阀（11）。

10.根据权利要求9所述的户式集中水环热泵供暖系统，其特征在于：第二循环泵（6）为变频泵，第二循环泵（6）、第一调节阀（11）以及第二调节阀（12）均与控制器（16）电性连接。

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