CN211903301U - 一种气电复合式热水装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种气电复合式热水装置，冷水供水管线设置两个支管分别去空气源热泵模块和热水燃烧加热模块，热水燃烧加热模块包括燃烧加热装置，燃烧加热装置的冷水进口与冷水供水管线的其中一个支管相连，燃烧加热装置的热水出口管线与热水供水管相连，燃烧加热装置上还设置有烟气排放管线；空气源热泵模块包括热水换热器、制冷剂压缩机、储液器、膨胀阀和空气换热器，出口管线与燃烧加热装置的热水出口管线汇合后去热水供水管线，热水换热器的热水换热器的冷侧进口与冷水供水管线的另一个支管相连，热水换热器的热水热侧进口与制冷剂压缩机的出口相连，热水换热器的冷侧出口与储液器进口相连。提高了加热装置运行的经济性。

Description

一种气电复合式热水装置

技术领域

本实用新型涉及一种热水装置，具体的说涉及一种气电复合式热水装置。

背景技术

常规的热水加热装置包括电热锅炉、空气源热泵、水源热泵、地源热泵、燃气锅炉、燃油锅炉、燃煤锅炉等。其中，空气源热泵作为常规的热水加热装置之一，其运行的能效水平与室外温度的高低有着紧密的联系。在环境温度较高的情况下，运行能效水平较高(2.5-3.5)，但随着冬季室外温度的不断降低，其运行能效水平会明显下降(1.5-2.0)，且难以达到预设的出水温度，并带来结霜、结冰等现象，造成冬季热水供应不稳定、故障率高等缺点，应用受限。其运行能效比及出水温度受气温影响较大。

而常规的燃气热水燃料模块，由于其能源利用的特点，运行效率多数为85-95％的水平。而在室外环境温度较高的情况下，其运行能效相比空气源热泵有较大的差距。常规的燃气锅炉的尾部烟气由于烟气排放温度较低，难以进行余热利用，多数为直接排放，造成了热量的损失。且由于采用单一的燃料进行制热，在采暖季时，容易受到周期性气荒、气价调整的影响，能源依耐性较高。但其运行能效比受气温影响较小，且出水温度恒定。

实用新型内容

本为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种气电复合式热水装置，提高生产热水的经济性和可靠性。

为了实现本实用新型的上述目的，本实用新型提供了一种气电复合式热水装置，其特征在于：包括空气源热泵模块和热水燃烧加热模块，冷水供水管线设置两个支管分别去空气源热泵模块和热水燃烧加热模块，所述热水燃烧加热模块包括燃烧加热装置，所述燃烧加热装置的冷水进口与冷水供水管线的其中一个支管相连，所述燃烧加热装置的热水出口管线与热水供水管相连，所述燃烧加热装置上还设置有烟气排放管线；所述燃烧加热装置通过燃气管道提供燃气加热。

所述空气源热泵模块包括热水换热器、制冷剂压缩机、储液器、膨胀阀和空气换热器，热水换热器的冷侧进口与所述冷水供水管线的另一个支管相连，所述热水换热器的热水出口管线与燃烧加热装置的热水出口管线汇合后去热水供水管线，所述热水换热器的热侧进口与制冷剂压缩机的出口相连，所述热水换热器的冷侧出口与储液器进口相连，所述储液器的出口与膨胀阀的进口相连，所述膨胀阀的出口与空气换热器的制冷剂盘管冷侧进口相连，所述空气换热器的制冷剂盘管热侧出口与制冷剂压缩机进口相连，所述燃烧加热装置的烟气排放管线的烟气去空气换热器的热源盘管，所述空气换热器靠热源盘管的一侧设置有进气口，所述进气口的相对侧设置排气口。

制冷剂压缩机，对制冷剂进行压缩。热水换热器，用于水与压缩后的制冷剂进行热交换。空气换热器，用于热水换热器换热后的制冷剂与空气、燃烧产生的烟气进行热交换。

利用制冷压缩机的压缩热使制冷剂温度上升，在热水换热器中的水与温度上升了的制冷剂进行热交换而使水升温来制作热水。

燃烧加热装置，由输入燃气对水进行燃烧加热。空气换热器用于对烟气进行余热利用，用于与通过空气换热器的制冷剂进行换热，即制冷剂通过空气换热器内的空气和烟气进行换热，从而提高热效率。也可用于防止冬季低温运行时的结霜及结冰现象，从而降低装置的故障率。

为了提高生产热水的经济性和可靠性，在整合热泵及热水燃料模块各自的优势的基础上，本实用新型提供了一种气电复合式热水装置，主要通过热泵输入电能吸收空气中热量并将热水由温度T1升温至经济温度T2，同时通过热水燃料模块燃烧燃料将热水温度进一步升温至T3，将热水燃料模块的排烟余热换热给热泵的冷源空气，进一步提高热泵的能效。通过复合加热的方式，始终维持热泵在高能效区间运行：一是降低热泵的出水温度，二是提高热泵冷源端空气温度。进而提高本装置的运行经济性。减少对单一能源的依耐性，可以通过主要利用电能来生产热水，并且达到较高的能源利用水平。

即根据室外环境温度及运行工况切换热水的生产供应方式。在采用电力驱动压缩机工作的高效率工况时，将热水的生产供应切换到以压缩机带动装置运行为主的供应方式。当室外环境温度较低时或工况需要时，切换到电力驱动压缩机工作为主，以燃烧加热装置生产热水并产生适量余热烟气的为辅的联合供应方式，通过燃烧加热装置与压缩机的共同运行，根据工况自动调节气、电运行负荷比例，以达到最佳运行能效的协同运行方式生产热水。

上述方案中：所述冷水供水管线和其两个支管通过三通切换阀相连。

以实现自动控制调节进入热水换热器和燃烧加热装置的水量。

上述方案中：所述空气换热器的壳体旁靠近排风口设置有引风机，所述制冷剂盘管靠近排风口。引风机由输入电力驱动，用于增加空气换热器内的空气流速，增加换热效率。

上述方案中：所述空气换热器的热源盘管的出口设置烟气排空管。

上述方案中：所述热水换热器的热水出口管线以及燃烧加热装置的热水出口管线上分别设置有止回阀。

有益效果：本实用新型的气电复合式热水装置既可以利用燃烧加热装置加热制热水，也可以利用电力驱动下的制冷压缩机压缩后的制冷剂与水进行换热制热水，同时对燃烧加热装置的烟气余热进行回收利用，降低了冬季环境温度低的情况下对热水装置运行能效的影响，节能降耗；减少了冬季对燃气能源的依存度，使加热装置的运行从原来的以燃气利用为主，改变为以电力驱动为主燃气利用为辅，提高了加热装置运行的经济性。

附图说明

图1是本实用新型的工作流程示意图。

具体实施方式：

下面结合实施例和附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例1

如图1所示,图中：燃烧加热装置1、制冷剂压缩机2、热水换热器3、空气换热器4、风机5、止回阀6、储液器7、膨胀阀8、三通切换阀9、热水供水管10、燃气管道11、烟气排放管线12a、烟气排空管12b、冷水供水管13。

本实用新型的气电复合式热水装置包括空气源热泵模块和热水燃烧加热模块，冷水供水管线13设置两个支管分别去空气源热泵模块和热水燃烧加热模块，冷水供水管线13和其两个支管通过三通切换阀9相连。通过三通切换阀9将对输入的水进行分配。

热水燃烧加热模块包括燃烧加热装置1，燃烧加热装置1通过燃气管道11提供燃气加热。燃烧加热装置1的冷水进口与冷水供水管线13的其中一个支管相连，即与三通切换阀9的一个出口相连，燃烧加热装置1的热水出口管线与热水供水管10相连，燃烧加热装置1上还设置有烟气排放管线12a。

空气源热泵模块包括热水换热器3、制冷剂压缩机2、储液器7、膨胀阀8和空气换热器4，热水换热器3的冷侧进口与冷水供水管线13的另一个支管相连，即与三通切换阀9的另一个出口相连。热水换热器3的热水出口管线与燃烧加热装置1的热水出口管线汇合后去热水供水管线10，热水换热器3的热水出口管线以及燃烧加热装置1的热水出口管线上分别设置有止回阀6。热水换热器3的热侧进口与制冷剂压缩机2的出口相连，热水换热器3的冷侧出口与储液器7进口相连，储液器7的出口与膨胀阀8的进口相连，膨胀阀8的出口与空气换热器4的制冷剂盘管冷侧进口相连，空气换热器4的制冷剂盘管热侧出口与制冷剂压缩机2进口相连，燃烧加热装置1的烟气排放管线12a的烟气去空气换热器4的热源盘管，空气换热器4的热源盘管的出口设置烟气排空管12b。

空气换热器4靠热源盘管的一侧设置有进气口，进气口的相对侧设置排气口，空气换热器4的壳体旁靠近排风口设置有引风机5，制冷剂盘管靠近排风口。

本实施方式的气电复合式热水装置的热水管路包括2个循环回路。

第1循环回路为：外部输入的带压冷水送至三通切换阀9，经过切换送至燃烧加热装置1加热，加热后的水从燃烧加热装置的热水出口流出，与经热水换热器3的热水出口管汇合后去热水供水管线，为外部提供热水。

第2循环回路为：外部输入的带压冷水送至三通切换阀9，经过切换送至热水换热器3，进入热水换热器3中的水与循环的高温制冷剂溶液进行换热后温度升高，加热后的水再从热水换热器3流出，与经燃烧加热装置加热后的热水汇合后，去热水供水管线。

采用输入电力驱动的制冷剂压缩机2从空气换热器4中吸入低温低压气体制冷剂，通过做功将制冷剂压缩成高温高压气体，高温高压气体进入热水换热器3与水进行热量交换，在热水换热器3中被冷凝成液态并释放出大量的热量，水吸收其放出的热量而致使水温升高。液态制冷剂从热水换热器3流出进入储液器7，以应对制冷剂液体的波动，起到缓冲的作用。制冷剂溶液从储液器7出口流出进入膨胀阀8，通过膨胀阀8的节流作用成为低温低压的雾状制冷剂，然后进入空气换热器4与被烟气加热的空气以及烟气进行换热，吸收热量后挥发成低压气体，又被吸入制冷剂压缩机2中压缩，如此形成制冷剂循环回路。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种气电复合式热水装置，其特征在于：包括空气源热泵模块和热水燃烧加热模块，冷水供水管线设置两个支管分别去空气源热泵模块和热水燃烧加热模块，所述热水燃烧加热模块包括燃烧加热装置，所述燃烧加热装置的冷水进口与冷水供水管线的其中一个支管相连，所述燃烧加热装置的热水出口管线与热水供水管相连，所述燃烧加热装置上还设置有烟气排放管线，所述燃烧加热装置通过燃气管道提供燃气加热；

所述空气源热泵模块包括热水换热器、制冷剂压缩机、储液器、膨胀阀和空气换热器，热水换热器的冷侧进口与所述冷水供水管线的另一个支管相连，所述热水换热器的热水出口管线与燃烧加热装置的热水出口管线汇合后去热水供水管线，所述热水换热器的热侧进口与制冷剂压缩机的出口相连，所述热水换热器的冷侧出口与储液器进口相连，所述储液器的出口与膨胀阀的进口相连，所述膨胀阀的出口与空气换热器的制冷剂盘管冷侧进口相连，所述空气换热器的制冷剂盘管热侧出口与制冷剂压缩机进口相连，所述燃烧加热装置的烟气排放管线的烟气去空气换热器的热源盘管，所述空气换热器靠热源盘管的一侧设置有进气口，所述进气口的相对侧设置排气口。

2.根据权利要求1所述气电复合式热水装置，其特征在于：所述冷水供水管线和其两个支管通过三通切换阀相连。

3.根据权利要求1或2所述气电复合式热水装置，其特征在于：所述空气换热器的壳体旁靠近排风口设置有引风机。

4.根据权利要求3所述气电复合式热水装置，其特征在于：所述空气换热器的热源盘管的出口设置烟气排空管。

5.根据权利要求4所述气电复合式热水装置，其特征在于：所述燃烧加热装置通过燃气管道提供燃气加热。

6.根据权利要求5所述气电复合式热水装置，其特征在于：所述热水换热器的热水出口管线以及燃烧加热装置的热水出口管线上分别设置有止回阀。

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