CN220601670U - 一种集太阳能、热水炉与热泵的三联供装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集太阳能、热水炉与热泵的三联供装置，该三联供装置包括生活热水水箱、太阳能供热系统、热水炉供热系统、热泵供能系统、主供水管路、主回水管路、主循环水泵、缓冲水箱及控制系统；生活热水水箱内设有第一换热盘管组及第二换热盘管组；热水炉供热系统、热泵供能系统、主供水管路、主回水管路、主循环水泵、缓冲水箱相连以形成内循环系统，且所述热水炉供热系统与所述热泵供能系统为并联连接。上述三联供装置利用太阳能、热水炉、热泵等不同供暖方式的差异，可以根据用户供暖、生活热水、制冷的需求，实现系统加热、制冷的合理转换，以达到节能省气的效果，同时还能满足用户各项需求的舒适度。

Description

一种集太阳能、热水炉与热泵的三联供装置

技术领域

本实用新型涉及供热供暖技术领域，具体涉及一种集太阳能、热水炉与热泵的三联供装置。

背景技术

随着太阳能、热泵的新型节能设备的推广，越来越多人开始采用太阳能、热泵等设备供热，同时也可以采用热泵供冷，但是由于太阳能只有在白天太阳光照比较大的时候，才有足够的热量供给室内采暖，到了晚上供暖热量就比较少，不足于支撑整个晚上的供暖。而热泵的供热温度是随着外部环境变化而变化，当环境温度太低时，热泵供热温度不高，导致供暖不足，影响用户的体验。

目前，市场上有采用热泵+壁挂炉、太阳能+壁挂炉、太阳能+热泵+壁挂炉等供热方式，不同的供热方式，导致其供热的效果也不一样，节能性能也不同。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型目的之一在于提供一种集太阳能、热水炉与热泵的三联供装置，解决上述传统的问题，其利用太阳能、热水炉、热泵等不同供暖方式的差异，可以根据用户供暖、生活热水、制冷的需求，实现系统加热、制冷的合理转换，以达到节能省气的效果，同时还能满足用户各项需求的舒适度。

本实用新型目的之一采用如下技术方案实现：

一种集太阳能、热水炉与热泵的三联供装置，包括生活热水水箱、太阳能供热系统、热水炉供热系统、热泵供能系统、主供水管路、主回水管路、主循环水泵、缓冲水箱及控制系统；所述生活热水水箱内设有第一换热盘管组及第二换热盘管组，所述太阳能供热系统通过第一换热盘管组与所述生活热水水箱进行热交换；所述热水炉供热系统、热泵供能系统、主供水管路、主回水管路、主循环水泵、缓冲水箱相连以形成内循环系统，且所述热水炉供热系统与所述热泵供能系统为并联连接；所述内循环系统通过第二换热盘管组与所述生活热水水箱进行热交换，所述控制系统均与所述太阳能供热系统、热水炉供热系统、热泵供能系统、主循环水泵电性连接。

优选地，所述主供水管路上设有主路三通阀，所述主路三通阀的一端与所述第二换热盘管组的进水端相连。

优选地，所述主供水管路上还设有第一止回阀，所述第一止回阀靠近所述热泵供能系统的出水端设置，所述主回水管路上设有过滤器，所述过滤器靠近所述热泵供能系统的进水端设置；所述热水炉供热系统的出水管道上设有第二止回阀。

优选地，所述主供水管路在所述三通阀前设有系统总出水温度检测器，所述生活热水水箱上安装有生活热水水箱温度检测器，所述太阳能供热系统的集热器上安装有太阳能温度检测器，所述控制系统均与所述系统总出水温度检测器、生活热水水箱温度检测器、太阳能温度检测器电性连接。

优选地，所述第二换热盘管组位于所述第一换热盘管组的下方。

优选地，所述生活热水水箱的一侧还设有自来水管、热水循环水管及热水供应管，所述热水循环水管上设有生活热水水泵、热水三通阀及第三止回阀，所述热水供应管的一端与所述热水三通阀相连。

优选地，所述缓冲水箱的一侧还连接有副供水管路、副回水管路、 采暖终端及采冷终端，所述副供水管路上安装有供能水泵、供暖供冷三通阀、第一分水器及第二分水器，所述副回水管路上安装有第一集水器及第二集水器，所述第二集水器的一端与所述供暖供冷三通阀的一端相连，所述第一分水器、第一集水器分别安装在所述采暖终端的两端，所述第二分水器、第二集水器分别安装在所述采冷终端的两端。

优选地，所述采暖终端包括地暖管和/或暖气片，所述采冷终端包括风机盘管和/或辐射制冷结构。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型的集太阳能、热水炉与热泵的三联供装置利用太阳能、热水炉、热泵等不同供暖方式的差异，可以根据用户供暖、生活热水、制冷的需求，实现系统加热、制冷的合理转换，以达到节能省气的效果，同时还能满足用户各项需求的舒适度。

附图说明

图1为本实用新型的集太阳能、热水炉与热泵的三联供装置的流程示意图；

图2为本实用新型的供暖模式的运行原理图；

图3为本实用新型的生活热水模式的运行原理图；

图4为本实用新型的制冷模式的运行原理图。

图中：10、生活热水水箱；11、第一换热盘管组；12、第二换热盘管组；13、热水循环水管；14、生活热水水泵；15、热水三通阀；16、生活热水水箱温度检测器；20、太阳能供热系统；21、太阳能循环水泵；30、热水炉供热系统；40、热泵供能系统；50、主供水管路；51、主回水管路；52、主循环水泵；53、主路三通阀；54、系统总出水温度检测器；60、缓冲水箱；61、副供水管路；62、副回水管路；63、采暖终端；64、采冷终端；65、供能水泵。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在中间元件。相反，当元件为称作“直接”与另一元件连接时，不存在中间元件。

请参阅图1，为本实用新型一较佳实施例的集太阳能、热水炉与热泵的三联供装置，用于为用户供暖、供冷、供卫浴水，具体的，该三联供装置包括生活热水水箱10、太阳能供热系统20、热水炉供热系统30、热泵供能系统40、主供水管路50、主回水管路51、主循环水泵52、缓冲水箱60及控制系统。

生活热水水箱10用于储存热水，便于后续用户使用，该生活热水水箱10内设有第一换热盘管组11及第二换热盘管组12，第一换热盘管组11与太阳能供热系统20相连，以通过第一换热盘管组11的作用，对生活热水水箱10进行加热，并将热量储存在水箱内。第二换热盘管组12的两端分别与主供水管路50、主回水管路51相连，当太阳能供热不足时，可以通过热水炉供热系统30、热泵供能系统40等进行辅助加热，优先利用太阳能、热泵等省天然气设备，达到节能效果。在本实施例中，第二换热盘管组12位于第一换热盘管组11的下方，通过太阳能能够缓慢地加热水箱，通过热水炉供热系统30、热泵供能系统40等设备进行快速加热。在另一实施例中，生活热水水箱10的一侧还设有自来水管、热水循环水管13及热水供应管，热水循环水管13上设有生活热水水泵14、热水三通阀15及第三止回阀，热水供应管的一端与热水三通阀15相连，热水供应管与热水用户端相连，通过控制热水三通阀15，可以达到水箱内部循环，使其水温均匀。在另一些实施例中，生活热水水箱10中还设有生活热水水箱温度检测器16、液位计等设备安装监控设备，生活热水水箱温度检测器16、液位计均与控制系统电性连接，以控制水箱的水温、液位，达到用户及使用安全要求。

太阳能供热系统20用于主加热生活热水水箱10，使其内的自来水升温、蓄热，等待用户使用。该太阳能供热系统20包括至少一台太阳能集热器、太阳能供水管路、太阳能回水管路及太阳能循环水泵21，太阳能集热器的水箱上设有太阳能供热系统20的集热器，太阳能供热系统20的集热器与控制系统电性连接，太阳能供水管路、太阳能回水管路分别与生活热水水箱10相连，为其供热，太阳能循环水泵21设于太阳能回水管路上，形成循环加热。在本实施例中，太阳能集热器可以为一台或者多台太阳能并联或串联而成的 太阳能组，通过将其加热的水，为生活热水水箱10供热。太阳能集热器的结构与现有的太阳能集热器结构相似，在此不再赘述。

热水炉供热系统30用于辅助供热、供暖的设备，在本实施例中，热水炉为燃气采暖热水炉、燃气热水器等一些用燃气加热的供热设备。该热水炉供热系统30包括至少一台热水炉本体、热水炉出水管路及热水炉回水管路，热水炉本体通过热水炉出水管路、热水炉回水管路与主供水管路50、主回水管路51相连。燃气采暖热水炉、燃气热水器等热水炉的结构与现有的热水炉结构相似，在此不再赘述。在本实施例中，热水炉供热系统30的出水管道上设有第二止回阀，以降低系统水从出水管道返回，影响系统水的正常流动。

热泵供能系统40用于主供暖、副供热的设备，热水炉供热系统30、热泵供能系统40、主供水管路50、主回水管路51、主循环水泵52、缓冲水箱60相连以形成内循环系统，且热水炉供热系统30与热泵供能系统40为并联连接；内循环系统通过第二换热盘管组12与生活热水水箱10进行热交换，其中，主供水管路50上设有主路三通阀53，主路三通阀53的一端与第二换热盘管组12的进水端相连。在另一实施例中，主供水管路50上还设有第一止回阀，第一止回阀靠近热泵供能系统40的出水端设置，主回水管路51上设有过滤器，过滤器靠近热泵供能系统40的进水端设置；主供水管路50在三通阀前设有系统总出水温度检测器54，用于检测总管的温度。在本实施例中，热泵供能系统40的结构与现有热泵的结构相似，制热制冷原理相同，通过切换冷凝器、蒸发器等换热方式，到达制冷制热，在此不再赘述。

在另一些实施例中，缓冲水箱60的一侧还连接有副供水管路61、副回水管路62、采暖终端63及采冷终端64，副供水管路61上安装有供能水泵65、供暖供冷三通阀、第一分水器及第二分水器，副回水管路62上安装有第一集水器及第二集水器，第二集水器的一端与供暖供冷三通阀的一端相连，第一分水器、第一集水器分别安装在采暖终端63的两端，第二分水器、第二集水器分别安装在采冷终端64的两端。通过供暖供冷三通阀的转换，实现制冷与采暖之间的转换，达到采暖/采冷的方式，为用户供热/供冷。其中，采暖终端63包括地暖管和/或暖气片，采冷终端64包括风机盘管和/或辐射制冷结构。

在本实施例中，为了达到较好的制热效果，生活热水水泵14的进水口位于生活热水水箱10的上端，即从热水循环水管13的上端流入到生活热水水泵14中，截取水箱上层的热水。同理的，主供水管路50连接在缓冲水箱60的上端，主回水管路51连接在缓冲水箱60的下端，副供水管路61连接在缓冲水箱60的上端，副回水管路62连接在缓冲水箱60的下端。

可选地，缓冲水箱60、太阳能集热器的水箱均连接有软水补充管，通过水位计监控，以补充软水。

控制系统均与太阳能供热系统20、热水炉供热系统30、热泵供能系统40、主循环水泵52等设备电性连接，以对系统整体的智能控制。

具体的，该控制系统包括如下的控制方法：

S1：选择供能方式，供能方式包括供热模式及供冷模式；

在此步骤中，在启动时，太阳能、热水炉、热泵等系统会进行自检验证，是否满足启动条件，不满足则启动安全保护程序，进行待机状态并触发报警；满足启动条件后，再作出后面的一些控制步骤，当出现单个设备故障时，也可以通过单独控制，进行单个供暖供热。

S2：根据所选的供能方式，调整主路三通阀53、供暖供冷三通阀、热水三通阀15的连通方式；

在此步骤中，通过主路三通阀53、供暖供冷三通阀、热水三通阀15等连通方式，使其形成供暖/供热/供冷内循环系统。

S3：在供热模式下，设置采暖设定温度、采暖加热设定时间、采暖超温温差、生活热水设定温度、太阳能启动温差、生活热水加热设定时间和热水超温温差；在本实施例中，采暖设定温度的范围为35℃-60℃（如35℃、36℃、37℃、38℃、39℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃），采暖加热设定时间的范围为30min-50min，采暖超温温差的范围为3℃-5℃（如3℃、3.2℃、3.6℃、3.8℃、4℃、4.5℃、5℃），生活热水设定温度的范围为35℃-60℃（如35℃、36℃、37℃、38℃、39℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃），太阳能启动温差的范围为2℃-4℃（如2℃、2.2℃、2.6℃、2.8℃、3℃、4℃），生活热水加热设定时间的范围为40min-60min，热水超温温差的范围为3℃-5℃（如3℃、3.2℃、3.6℃、3.8℃、4℃、4.5℃、5℃）；

运行主循环水泵52、供能水泵65、太阳能供热系统20；

当检测到系统总出水温度小于采暖设定温度时，则启动热泵供能系统40，进行加热；在采暖加热设定时间内，系统总出水温度未达到采暖设定温度时，则启动热水炉供热系统30，进行辅助加热，直至系统总出水温度不少于采暖设定温度，且采暖温差（系统总出水温度与采暖设定温度的差值）达到采暖超温温差，则关闭热水炉供热系统30辅助加热，关闭热泵供能系统40的加热；

在步骤中，根据用户执行的需求是否解除加热生活热水水箱10，解除加热生活热水水箱10后，如在热泵加热生活热水水箱10，则关闭热泵，水泵延时运转后停止；如在热泵+热水炉同时加热生活热水水箱10，则关闭热泵+热水炉，水泵延时运转后停止；否则热泵或热水炉继续维护运行；

当检测到生活热水水箱10温度小于生活热水设定温度，且热水温差（生活热水水箱10温度与生活热水设定温度的差值）大于太阳能启动温差时，则启动太阳能供热系统20，进行太阳能加热；在热水温差不大于太阳能启动温差时，则切换主路三通阀53，启动热泵供能系统40，进行第一辅助加热；在生活热水加热设定时间内，生活热水水箱10温度未达到生活热水设定温度时，则启动热水炉供热系统30，进行第二辅助加热，直至生活热水水箱10温度超过生活热水设定温度，且达到热水超温温差，则关闭热水炉供热系统30和热泵供能系统40的辅助加热；

在步骤中，根据用户执行的需求是否解除供暖，解除供暖后，如在热泵供暖，则关闭热泵，水泵延时运转后停止；如在热泵+热水炉同时供暖，则关闭热泵+热水炉，水泵延时运转后停止；否则热泵或热水炉继续维护运行；

S4：在供冷模式下，设置制冷设定温度和制冷低温温差；在本实施例中，制冷设定温度的范围为5℃-20℃（如5℃、6℃、7℃、8℃、10℃、12℃、16℃、18℃、20℃），制冷低温温差的范围为2℃~3℃（如2℃、2.2℃、2.6℃、2.8℃、3℃）。

运行主循环水泵52、供能水泵65；

当检测到系统总出水温度大于制冷设定温度时，则启动热泵供能系统40，进行制冷，直到系统总出水温度不大于制冷设定温度，且制冷温差（系统总出水温度与制冷设定温度的差值）达到制冷低温温差时，关闭热泵供能系统40。

在步骤中，根据用户执行的需求是否解除制冷，解除制冷后，则关闭热泵，水泵延时运转后停止；否则热泵继续维护运行；

在上述中，差值均为绝对值。

在另一实施例中，如图2-图4所示，该控制方法还包括如下步骤：

S1：选择供能方式，供能方式包括供热模式及供冷模式；

S2：根据所选的供能方式，调整主路三通阀53、供暖供冷三通阀、热水三通阀15的连通方式；

S3：在供热模式下，设置采暖设定温度、采暖加热设定时间、采暖超温温差、生活热水设定温度、太阳能启动温差、生活热水加热设定时间和热水超温温差；

运行主循环水泵52、供能水泵65、太阳能供热系统20；

当检测到系统总出水温度小于采暖设定温度时，则启动热泵供能系统40，进行加热；当检测到环境温度≥3℃时，使热泵供能系统40加热到采暖设定温度；当检测到环境温度＜3℃，系统总出水温度＜采暖设定温度-5℃时，并且在采暖加热设定时间内，系统总出水温度未达到采暖设定温度时，则启动热水炉供热系统30，进行辅助加热，直至系统总出水温度不少于采暖设定温度，且采暖温差达到采暖超温温差，则关闭热水炉供热系统30辅助加热，关闭热泵供能系统40的加热；

当检测到生活热水水箱10温度小于生活热水设定温度，且热水温差大于太阳能启动温差时，则启动太阳能供热系统20，进行太阳能加热；在热水温差不大于太阳能启动温差时，则切换主路三通阀53，启动热泵供能系统40，进行第一辅助加热；当生活热水水箱10温度＜40℃，系统总出水温度＜65℃，并且在生活热水加热设定时间内，生活热水水箱10温度未达到生活热水设定温度时，则启动热水炉供热系统30，进行第二辅助加热，直至生活热水水箱10温度超过生活热水设定温度，且达到热水超温温差，则关闭热水炉供热系统30和热泵供能系统40的辅助加热；

S4：在供冷模式下，设置制冷设定温度和制冷低温温差；

运行主循环水泵52、供能水泵65；

当检测到系统总出水温度大于制冷设定温度时，则启动热泵供能系统40，进行制冷，直到系统总出水温度不大于制冷设定温度，且制冷温差达到制冷低温温差时，关闭热泵供能系统40。

在上述实施例中，有些条件，跟上述实施例相同，在此不再赘述。

在另一些实施例中，在运行供冷模式时，若要使用热水时，可以解除供能模式，单独运行太阳能供热系统20，为生活热水水箱10加热，使其达到用户使用要求。

上述集太阳能、热水炉与热泵的三联供装置及控制方法利用太阳能、热水炉、热泵等不同供暖方式的差异，可以根据用户供暖、生活热水、制冷的需求，实现系统加热、制冷的合理转换，以达到节能省气的效果，同时还能满足用户各项需求的舒适度。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本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，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种集太阳能、热水炉与热泵的三联供装置，其特征在于，包括生活热水水箱、太阳能供热系统、热水炉供热系统、热泵供能系统、主供水管路、主回水管路、主循环水泵、缓冲水箱及控制系统；所述生活热水水箱内设有第一换热盘管组及第二换热盘管组，所述太阳能供热系统通过第一换热盘管组与所述生活热水水箱进行热交换；所述热水炉供热系统、热泵供能系统、主供水管路、主回水管路、主循环水泵、缓冲水箱相连以形成内循环系统，且所述热水炉供热系统与所述热泵供能系统为并联连接；所述内循环系统通过第二换热盘管组与所述生活热水水箱进行热交换，所述控制系统均与所述太阳能供热系统、热水炉供热系统、热泵供能系统、主循环水泵电性连接。

2.根据权利要求1所述的集太阳能、热水炉与热泵的三联供装置，其特征在于，所述主供水管路上设有主路三通阀，所述主路三通阀的一端与所述第二换热盘管组的进水端相连。

3.根据权利要求2所述的集太阳能、热水炉与热泵的三联供装置，其特征在于，所述主供水管路上还设有第一止回阀，所述第一止回阀靠近所述热泵供能系统的出水端设置，所述主回水管路上设有过滤器，所述过滤器靠近所述热泵供能系统的进水端设置；所述热水炉供热系统的出水管道上设有第二止回阀。

4.根据权利要求2所述的集太阳能、热水炉与热泵的三联供装置，其特征在于，所述主供水管路在所述三通阀前设有系统总出水温度检测器，所述生活热水水箱上安装有生活热水水箱温度检测器，所述太阳能供热系统的集热器上安装有太阳能温度检测器，所述控制系统均与所述系统总出水温度检测器、生活热水水箱温度检测器、太阳能温度检测器电性连接。

5.根据权利要求1所述的集太阳能、热水炉与热泵的三联供装置，其特征在于，所述第二换热盘管组位于所述第一换热盘管组的下方。

6.根据权利要求1所述的集太阳能、热水炉与热泵的三联供装置，其特征在于，所述生活热水水箱的一侧还设有自来水管、热水循环水管及热水供应管，所述热水循环水管上设有生活热水水泵、热水三通阀及第三止回阀，所述热水供应管的一端与所述热水三通阀相连。

7.根据权利要求1所述的集太阳能、热水炉与热泵的三联供装置，其特征在于，所述缓冲水箱的一侧还连接有副供水管路、副回水管路、 采暖终端及采冷终端，所述副供水管路上安装有供能水泵、供暖供冷三通阀、第一分水器及第二分水器，所述副回水管路上安装有第一集水器及第二集水器，所述第二集水器的一端与所述供暖供冷三通阀的一端相连，所述第一分水器、第一集水器分别安装在所述采暖终端的两端，所述第二分水器、第二集水器分别安装在所述采冷终端的两端。

8.根据权利要求7所述的集太阳能、热水炉与热泵的三联供装置，其特征在于，所述采暖终端包括地暖管和/或暖气片，所述采冷终端包括风机盘管和/或辐射制冷结构。