CN211011608U - 一种用于燃气壁挂炉与热泵组合供暖装置及其供暖系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于燃气壁挂炉与热泵组合供暖装置及其供暖系统，包括第一管道、第二管道、板换以及控制板；第一管道的一端用于与壁挂炉供暖热水出水口相连通，第一管道的另一端用于与供暖系统进水端相连通；第二管道一端用于与供暖系统出水端相连通，第二管道另一端用于与壁挂炉供暖热水回水口相连通；板换内部设置有回水通道及冷媒通道，回水通道设有板换水侧进口及板换水侧出口，冷媒通道设有板换冷媒侧出口及板换冷媒侧进口；第二管道上设有用于切换第二管道中的回水流至回水通道中的切换装置；控制板与切换装置电相连。本实用新型将燃气壁挂炉与热泵组合到一起进行供暖，实现了燃气壁挂炉与热泵的优势互补。

Description

一种用于燃气壁挂炉与热泵组合供暖装置及其供暖系统

技术领域

本实用新型涉及供暖技术领域，更具体地，涉及一种用于燃气壁挂炉与热泵组合供暖装置及其供暖系统。

背景技术

在目前中国的能源结构中，煤碳是主要的一次能源，在中国50％以上的煤碳是用来进行火力发电，加上目前国家投入资源发展的可再生能源发电也在增长，如风能发电、水力发电、太阳能发电、核电等，所以电能也是用于生活设备的主要能源。热泵是节能的电热水器，是节能环保的供热水产品，不会造成二次污染，在北方的煤改电市场中，热泵供暖也得到了很好的推广。但热泵供暖也有一定的具限性：在环境温度越低时，热泵的制热量会明显降低，而且GBT25127.2-2010《低环境温度空气源热泵(冷水)机组第2部分：户用及类似用途的热泵(冷水)机组》规定的是在不低于-20℃的环境里制取热水的机组。所以，为了最大化的利用热泵的高优制热能力，结合燃气壁挂炉具有全天候快速供暖的特点，弥补热泵工作温度限制的不足，减少燃气壁挂炉在工作时排放一氧化碳、氮氧化物等有毒气体和空气污染物，提出一种可以将燃气壁挂炉与热泵供暖快速组合在一起的装置，让燃气能与电能得到优势互补。

实用新型内容

本实用新型为克服现有技术中热泵存在工作温度的限制以及减少燃烧器在工作时存在排气污染的问题，提供一种用于燃气壁挂炉与热泵组合供暖装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种用于燃气壁挂炉与热泵组合供暖装置，包括第一管道、第二管道、板换、切换装置以及控制板；其中，所述第一管道的一端用于与壁挂炉供暖热水出水口相连通，所述第一管道的另一端用于与供暖系统进水端相连通；所述第二管道的一端用于与供暖系统出水端相连通，所述第二管道的另一端用于与壁挂炉供暖热水回水口相连通；所述板换内部设置有回水通道以及冷媒通道，所述回水通道设有板换水侧进口以及板换水侧出口，所述冷媒通道设有用于与热泵冷媒进口相连通的板换冷媒侧出口以及用于与热泵冷媒出口相连通的板换冷媒侧进口；所述板换水侧进口通过切换装置与第二管道上设有的供暖系统出水端连接，板换水侧出口与第二管道上设有的壁挂炉供暖热水回水口相连通；所述切换装置与控制板电连接。

在本技术方案中，将该装置的第一管道的一端与壁挂炉供暖热水出水口连通，第一管道的另一端与供暖系统进水端连通；第二管道的一端与供暖系统出水端连通，第二管道的另一端与壁挂炉供暖热水回水口相连通；板换冷媒侧出口与热泵冷媒进口相连通，板换冷媒侧进口与热泵冷媒出口相连通。第一管道将壁挂炉的热水传送至供暖系统中，第二管道将供暖系统中的回水传送至壁挂炉供暖热水回水口中；通过切换装置的设置，可以切换从供暖系统出水口流出的回水的流动方向，可以将供暖系统出水口流出的回水输送至板换中进行加热，然后通过第二管道将被板换加热的回水传递至壁挂炉供暖热水回水口，也可以通过第二管道直接将供暖系统出水口流出的回水输送至壁挂炉供暖热水回水口；通过板换冷媒侧出口与热泵冷媒进口相连通，板换冷媒侧进口与热泵冷媒出口相连通，通过热泵对板换中的回水进行加热。需要说明的是，为了更好地优化组合供暖装置，在组合使用过程中，控制板需与壁挂炉的控制系统以及热泵的控制系统电连接，通过控制装置控制壁挂炉、热泵以及切换装置，可以实现壁挂炉与热泵的启动，从而实现壁挂炉与热泵两者之间组合供暖。本技术方案可以快速将燃气壁挂炉与热泵组合到一起进行供暖，实现了燃气壁挂炉与热泵的优势互补。本技术方案使得燃气壁挂炉与热泵在结构和功能上不需要作改动，只需要简易地通过管道和电路连接到燃气壁挂炉与热泵的对应接口，即可快速实现燃气壁挂炉与热泵组合供暖。

优选地，一种用于燃气壁挂炉与热泵组合供暖装置还包括用于监测第一管道、第二管道中水温的测温系统，所述测温系统电连接控制板。通过测温系统，可以测量第一管道中供暖水的温度、从供暖系统出水端流入至第二管道中回水的温度、流回至壁挂炉供暖热水回水口的回水温度，通过控制板与测温系统、切换装置、壁挂炉以及热泵的连接，控制板根据测温系统测量的温度数据，控制切换装置、壁挂炉以及热泵的合理启动，从而最大程度地提高供暖效率。

优选地，所述第一管道上设置有用于水运输提供动力的循环水泵，所述循环水泵与所述控制板电连接。在本技术方案中，循环水泵可以为壁挂炉供暖热水出水口流出的热水提供流动动力，使其可以顺利流入到供暖系统中；同时使得从供暖系统出水端流出的回水顺利回到壁挂炉供暖热水回水口。

优选地，所述测温系统包括设于第一管道上的第一温度传感器、位于电动三通阀与供暖系统出水端之间的第二管道上的第二温度传感器、位于第二管道上靠近壁挂炉供暖热水回水口侧的第三温度传感器，所述第一温度传感器、第二温度传感器以及第三温度传感器分别与所述控制板电连接。在本技术方案中，第一温度传感器可以测量从壁挂炉供暖热水出水口流出的热水温度，第二温度传感器可以测量从供暖系统出水端流出的回水温度，第三温度传感器可以测量流入至壁挂炉供暖热水回水口的回水温度。控制板接收第一温度传感器、第二温度传感器以及第三温度传感器测量的温度数据，控制板根据温度数据控制壁挂炉启动或关闭。

优选地，所述切换装置为电动三通阀，所述电动三通阀与所述控制板电连接。在本技术方案中，控制板控制电动三通阀，从而使得从供暖系统出水端流出的回水通过第二管道直接回到壁挂炉供暖热水回水口，或者使得从供暖系统出水端流出的的回水通过板换中的回水通道，再经过第二管道回到壁挂炉供暖热水回水口中。需要说明的是,切换装置也可以为电磁三通阀.

优选地，电动三通阀的第一端口与第二管道上设有的供暖系统出水端相连通，电动三通阀的第二端口与第二管道上设有的壁挂炉供暖热水回水口相连通；电动三通阀的第三端口与所述板换水侧进口相连通。在本技术方案中，控制板控制电动三通阀的通道的不同方向的开启，使得从供暖系统出水端流出的回水可以直接通过第二管道回到壁挂炉供暖热水回水口处，或者使得从供暖系统出水端流出的回水通过板换的回水通道回到第二管道，然后通过第二管道回到壁挂炉供暖热水回水口处。

优选地，所述组合供暖装置还包括外壳，所述外壳还设置有六个开口结构，六个所述开口结构分别用于第一管道的两端、第二管道的两端、板换冷媒侧出口以及板换冷媒侧进口外露于所述外壳。在本技术方案中，通过外壳上设置的六个开口结构，可以使得第一管道的两端、第二管道的两端、板换冷媒侧出口以及板换冷媒侧进口外露于外壳，便于第一管道的两端分别与壁挂炉供暖热水出水口、供暖系统进水端相连通；便于第二管道的两端分别与供暖系统出水端、壁挂炉供暖热水回水口相连通；便于板换冷媒侧出口与热泵冷媒进口相连通，板换冷媒侧进口与热泵冷媒出口相连通。

本实用新型还提供一种燃气壁挂炉与热泵组合供暖系统，包括燃气壁挂炉、热泵以及如上所述的组合供暖装置，所述第一管道的一端与壁挂炉供暖热水出水口相连通，所述第一管道的另一端与供暖系统进水端相连通；所述第二管道的一端与供暖系统出水端相连通，所述第二管道的另一端与壁挂炉供暖热水回水口相连通；所述板换冷媒侧出口与热泵冷媒进口相连通，所述板换冷媒侧进口与热泵冷媒出口相连通，所述控制板分别与壁挂炉、设于热泵上的热泵控制器电连接。

优选地，所述热泵上设置有用于检测室外温度的热泵室外温度传感器，所述热泵室外温度传感器与热泵控制器电相连。控制板接收第一温度传感器、第二温度传感器以及第三温度传感器测量的温度数据，热泵控制器通过接收热泵室外温度传感器的温度后，并将接收的温度数据传递至控制板，控制板根据温度数据控制壁挂炉启动或关闭、同时控制板通过热泵控制器控制热泵的启动或关闭。

与现有技术相比，有益效果是：

本实用新型中用于燃气壁挂炉与热泵组合供暖装置，实现了燃气壁挂炉与热泵的组合供暖，实现了燃气壁挂炉与热泵的优势互补,达到优先利用热泵或者燃气壁挂炉，实现节能、环保、舒适供暖；燃气壁挂炉与热泵在结构和功能上不需要作改动，只需要简易地通过管道和电路连接到燃气壁挂炉与热泵的对应接口，即可快速实现燃气壁挂炉与热泵组合供暖。

附图说明

图1是本实用新型中用于燃气壁挂炉与热泵组合供暖装置的结构示意图；

图2是本实用新型中燃气壁挂炉与热泵组合供暖装置的系统安装图I；

图3是本实用新型中燃气壁挂炉与热泵组合供暖装置的系统安装图II；

图4是本实用新型中燃气壁挂炉与热泵组合供暖装置的系统工作流程图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”“长”“短”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的具体描述：

实施例1

如图1所示，一种用于燃气壁挂炉与热泵组合供暖装置，包括第一管道1、第二管道2、板换3、切换装置、控制板18以及用于监控第一管道1、第二管道2中水温的测温系统；其中，第一管道1的一端用于与壁挂炉供暖热水出水口4相连通，第一管道1的另一端用于与供暖系统进水端5相连通；第二管道2的一端用于与供暖系统出水端6相连通，第二管道2的另一端用于与壁挂炉供暖热水回水口7相连通；板换3内部设置有回水通道8以及冷媒通道9，回水通道8设有板换水侧进口10以及板换水侧出口11，冷媒通道9设有用于与热泵冷媒进口12相连通的板换冷媒侧出口13以及用于与热泵冷媒出口14相连通的板换冷媒侧进口15；板换水侧进口10通过切换装置与第二管道2上设有的供暖系统出水端6连接，板换水侧出口11与第二管道2上设有的壁挂炉供暖热水回水口7相连通，切换装置与控制板18电连接。切换装置为电动三通阀25。控制装置可分别电连接测温系统、电动三通阀25、壁挂炉16以及热泵17。将该装置的第一管道1的一端与壁挂炉供暖热水出水口4连通，第一管道1的另一端与供暖系统进水端5连通；第二管道2的一端与供暖系统出水端6连通，第二管道2的另一端与壁挂炉供暖热水回水口7相连通；板换冷媒侧出口13与热泵冷媒进口12相连通，板换冷媒侧进口15与热泵冷媒出口14相连通。第一管道1将壁挂炉16的热水传送至供暖系统26中，第二管道2将供暖系统26中的回水传送至壁挂炉供暖热水回水口7中；电动三通阀25的设置，可以将供暖系统26的回水输送至板换3中进行加热，然后通过第二管道2将被板换2加热的回水传递至壁挂炉供暖热水回水口7；或者可以将供暖系统26的回水直接通过第二管道2传递至壁挂炉供暖热水回水口7。通过板换冷媒侧出口13与热泵冷媒进口12相连通，板换冷媒侧进口15与热泵冷媒出口14相连通，通过热泵17对板换3中的回水进行加热。通过测温系统，可以测量第一管道1中供暖水的温度、从供暖系统出水端6流入至第二管道2中回水的温度、流回至壁挂炉供暖热水回水口7的回水温度，通过控制板18与测温系统、电动三通阀25、壁挂炉16以及热泵17的连接，控制板18根据测温系统测量的温度数据，控制电动三通阀25、壁挂炉16以及热泵17的启动。本实用新型可以快速将燃气壁挂炉16与热泵17组合到一起进行供暖，实现了燃气壁挂炉16与热泵17的优势互补。需要说明的是,板换3为板式换热器。

其中，第一管道2上设置有用于水运输提供动力的循环水泵24，循环水泵24与控制板18电连接。循环水泵24可以为壁挂炉供暖热水出水口4流出的热水提供流动动力，使其可以顺利流入到供暖系统26中；同时使得从供暖系统出水端6流出的回水顺利回到壁挂炉供暖热水回水口7。

另外，测温系统包括设于第一管道1上的第一温度传感器20、位于电动三通阀25与供暖系统出水端6之间的第二管道2上的第二温度传感器21、位于第二管道2上靠近壁挂炉供暖热水回水口7侧的第三温度传感器22，第一温度传感器20、第二温度传感器21以及第三温度传感器23分别与控制板18电连接，第一温度传感器20可以测量从壁挂炉供暖热水出水口4流出的热水温度，第二温度传感器21可以测量从供暖系统出水端6流出的回水温度，第三温度传感器22可以测量流入至壁挂炉供暖热水回水口7的回水温度，热泵室外温度传感器23可以测量热泵17所处环境的工作温度。控制板18接收第一温度传感器20、第二温度传感器21以及第三温度传感器22测量的温度数据，并将接收的温度数据传递至控制板18，控制板18根据温度数据控制壁挂炉16启动或关闭、同时控制板18通过热泵控制器19控制热泵17的启动或关闭。

其中，电动三通阀25与控制板18电连接，控制板18控制电动三通阀25，从而使得从供暖系统出水端6流出的回水通过第二管道2直接回到壁挂炉供暖热水回水口7，或者使得从供暖系统出水端6流出的的回水通过板换2中的回水通道8，再经过第二管道2回到壁挂炉供暖热水回水口7中。

另外，电动三通阀25的第一端口与第二管道2上设有的供暖系统出水端6相连通，电动三通阀25的第二端口与第二管道2上设有的壁挂炉供暖热水回水口7相连通；电动三通阀25的第三端口与所述板换水侧进口10相连通。控制板18控制电动三通阀25的通道的不同方向的开启，使得从供暖系统出水端6流出的回水可以直接通过第二管道2回到壁挂炉供暖热水回水口7处，或者使得从供暖系统出水端6流出的回水通过板换3的回水通道8回到第二管道2，然后通过第二管道2回到壁挂炉供暖热水回水口7处。

其中，组合供暖装置还包括外壳，外壳还设置有六个开口结构，六个开口结构分别用于第一管道1的两端、第二管道2的两端、板换冷媒侧出口13以及板换冷媒侧进口15外露于外壳。通过外壳上设置的六个开口结构，可以使得第一管道1的两端、第二管道2的两端、板换冷媒侧出口13以及板换冷媒侧进口15外露于外壳，便于第一管道1的两端分别与壁挂炉供暖热水出水口4、供暖系统进水端5相连通；便于第二管道2的两端分别与供暖系统出水端6、壁挂炉供暖热水回水口7相连通；便于板换冷媒侧出口13与热泵冷媒进口12相连通，板换冷媒侧进口15与热泵冷媒出口14相连通。需要说明的是，第一管道1、第二管道2、板换3以及控制板18均设于外壳中。

实施例2

如图2所示，一种燃气壁挂炉与热泵组合供暖系统，包括燃气壁挂炉16、热泵17以及如上所述的组合供暖装置，第一管道1的一端与壁挂炉供暖热水出水口4相连通，第一管道1的另一端与供暖系统进水端5相连通；第二管道2的一端与供暖系统出水端6相连通，第二管道2的另一端与壁挂炉供暖热水回水口7相连通；板换冷媒侧出口13与热泵冷媒进口12相连通，板换冷媒侧进口15与热泵冷媒出口14相连通，控制板18分别与壁挂炉16、设于热泵17上的热泵控制器19电连接。

其中，热泵17上设置有用于检测室外温度的热泵室外温度传感器23，热泵室外温度传感器23与热泵控制器19电相连。热泵室外温度传感器23将监测的室外温度数值传递至热泵控制器19，热泵控制器19与控制板18连接，由控制板18控制热泵17的启动。

如图3所示，燃气壁挂炉与热泵组合供暖装置安装在外壳25中，外壳25上设有用于第一管道1两端、第二管道2两端、板换水侧进口10以及板换水侧出口11穿设而出的若干开口结构。

工作原理：

如图3所示，当控制板18监测供暖系统26的实际温度＜供暖目标温度+(2℃-5℃之间可选)，再判断环境温度，是否大于等于热泵17停机温度，如果环境温度大于等于热泵17停机温度，电动三通阀25切换至板换水侧进口10，启动热泵17工作，否则停止热泵17工作，电动三通阀25切换至燃气壁挂炉通路(即使供暖系统出水端6流出的回水不通过板换3的回水通道8)，启动燃气壁挂炉16工作，燃气壁挂炉16将根据自身的控制板进行工作。当在热泵17工作状态下检测到第三温度传感器22的温度大于等于(50℃-60℃之间可选)时，则关闭热泵17(对热泵进行保护，因为水温越高热泵的COP越低，热泵的负载强度越大)，电动三通阀25切换至燃气壁挂炉通路，启动燃气壁挂炉16工作，燃气壁挂炉16将根据自身的控制板进行工作，否则热泵17持续工作。如果热泵17制热量不能满足供暖需求，通过检测板换3的出水温升速率来判断热泵制热量是否满足供暖需求，当板换3的出水温升速率小于(0.4℃/min-2℃/min之间可选)说明热泵17制热量不能满足供暖需求，则同时启动燃气壁挂炉16工作，否则单独启动热泵17工作。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于燃气壁挂炉与热泵组合供暖装置，其特征在于:包括第一管道(1)、第二管道(2)、板换(3)、切换装置以及控制板(18)；其中，所述第一管道(1)的一端用于与壁挂炉供暖热水出水口(4)相连通，所述第一管道(1)的另一端用于与供暖系统进水端(5)相连通；所述第二管道(2)的一端用于与供暖系统出水端(6)相连通，所述第二管道(2)的另一端用于与壁挂炉供暖热水回水口(7)相连通；所述板换(3)内部设置有回水通道(8)以及冷媒通道(9)，所述回水通道(8)设有板换水侧进口(10)以及板换水侧出口(11)，所述冷媒通道(9)设有用于与热泵冷媒进口(12)相连通的板换冷媒侧出口(13)以及用于与热泵冷媒出口(14)相连通的板换冷媒侧进口(15)；所述板换水侧进口(10)通过切换装置与第二管道(2)上设有的供暖系统出水端(6)连接，板换水侧出口(11)与第二管道(2)上设有的壁挂炉供暖热水回水口(7)相连通；所述切换装置与控制板(18)电连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于燃气壁挂炉与热泵组合供暖装置，其特征在于：还包括用于监测第一管道(1)、第二管道(2)中水温的测温系统，所述测温系统电连接控制板(18)。

3.根据权利要求2所述的一种用于燃气壁挂炉与热泵组合供暖装置，其特征在于：所述测温系统包括设于第一管道(1)上的第一温度传感器(20)、位于切换装置与供暖系统出水端(6)之间的第二管道(2)上的第二温度传感器(21)、位于第二管道(2)上靠近壁挂炉供暖热水回水口(7)侧的第三温度传感器(22)，所述第一温度传感器(20)、第二温度传感器(21)以及第三温度传感器(22)分别与所述控制板(18)电连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于燃气壁挂炉与热泵组合供暖装置，其特征在于：所述第一管道(1)上设置有用于水运输提供动力的循环水泵(24)，所述循环水泵(24)与所述控制板(18)电连接。

5.根据权利要求1所述的一种用于燃气壁挂炉与热泵组合供暖装置，其特征在于：所述切换装置为电动三通阀(25)，所述电动三通阀(25)与所述控制板(18)电连接。

6.根据权利要求5所述的一种用于燃气壁挂炉与热泵组合供暖装置，其特征在于:电动三通阀(25)的第一端口与第二管道(2)上设有的供暖系统出水端(6)相连通，电动三通阀(25)的第二端口与第二管道(2)上设有的壁挂炉供暖热水回水口(7)相连通；电动三通阀(25)的第三端口与所述板换水侧进口(10)相连通。

7.根据权利要求1所述的一种用于燃气壁挂炉与热泵组合供暖装置，其特征在于：所述组合供暖装置还包括外壳，所述外壳还设置有六个开口结构，六个所述开口结构分别用于第一管道的两端、第二管道的两端、板换冷媒侧出口以及板换冷媒侧进口外露于所述外壳。

8.一种燃气壁挂炉与热泵组合供暖系统，其特征在于：包括燃气壁挂炉、热泵以及如权利要求1至7任一项所述的组合供暖装置，所述第一管道(1)的一端与壁挂炉供暖热水出水口(4)相连通，所述第一管道(1)的另一端与供暖系统进水端(5)相连通；所述第二管道(2)的一端与供暖系统出水端(6)相连通，所述第二管道(2)的另一端与壁挂炉供暖热水回水口(7)相连通；所述板换冷媒侧出口(13)与热泵冷媒进口(12)相连通，所述板换冷媒侧进口(15)与热泵冷媒出口(14)相连通，所述控制板(18)分别与壁挂炉、设于热泵上的热泵控制器(19)电连接。

9.根据权利要求8所述的一种燃气壁挂炉与热泵组合供暖系统，其特征在于：所述热泵(17)上设置有用于检测室外温度的热泵室外温度传感器(23)，所述热泵室外温度传感器(23)与热泵控制器(19)电相连。

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