CN108413475A - 一种基于燃气锅炉与空气源热泵的供暖***及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于燃气锅炉与空气源热泵的供暖***，其特征在于，包括：燃气锅炉、空气源热泵、主控制器及操作显示器，所述操作显示器和所述主控制器连接，所述主控制器和所述燃气锅炉、空气源热泵连接；在所述操作显示器上设有控制按键，所述主控制器根据所述操作显示器及室外环境温度检测探头反馈的信号控制所述燃气锅炉和所述空气源热泵工作。本发明采用燃气锅炉与空气源热泵共同供暖的***，利用控制按键实现燃气锅炉与空气源热泵的切换，充分发挥燃气锅炉和空气源热泵在供暖方面的节能减排效果。本发明还公开一种基于燃气锅炉与空气源热泵的供暖***控制方法。

Description

一种基于燃气锅炉与空气源热泵的供暖***及控制方法

技术领域

本发明涉及流体加热器技术领域，尤其涉及一种基于燃气锅炉与空气源热泵的供暖***及控制方法。

背景技术

现有采暖用户在单独使用燃气锅炉或者空气源热泵供暖时，燃气锅炉或者空气源热泵都是全气候运行，导致采暖用户的供暖运行成本较高。原有设备没有根据空气源热泵在用户不同的供暖散热末端形式下及不同的环境气温下制热能效会变化，进而导致运行能耗的变化。为达到同样的采暖温度需求，供暖散热末端为散热片模式的供暖出热水温度要求比供暖散热末端为地暖或者风机盘管模式的供暖出热水温度高。在高出水温度及低温环境温度下，空气源热泵的制热能力及制热能效衰减的很大。在高出水温度及极端低温环境下，空气源热泵制热能力还可能无法满足用户的供暖需求。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种能根据实际需要自主选择热源的、基于燃气锅炉与空气源热泵的供暖***。

为达到以上目的，本发明采用如下技术方案。

一种基于燃气锅炉与空气源热泵的供暖***，其特征在于，包括：燃气锅炉、空气源热泵、主控制器及操作显示器，所述操作显示器和所述主控制器连接，所述主控制器和所述燃气锅炉、空气源热泵连接；在所述操作显示器上设有控制按键，所述主控制器根据所述操作显示器反馈的信号控制所述燃气锅炉和所述空气源热泵工作。

作为上述方案的进一步说明，所述控制按键包括自动控制和手动控制切换按键。

作为上述方案的进一步说明，在所述主控制器上连接有室外环境温度检测探头，所述主控制器根据室外环境温度探头反馈的信号控制所述燃气锅炉和所述空气源热泵切换工作。

作为上述方案的进一步说明，在所述操作显示器上设有参数输入模块，所述参数输入模块包括：供暖散热末端选择模块和燃气使用价格和电使用价格输入模块。

作为上述方案的进一步说明，在所述主控制器上连接有室外环境湿度检测探头。

作为上述方案的进一步说明，所述操作显示器安装在所述燃气锅炉上；或，所述操作显示器为单独安装的分立器件。

本发明还公开一种基于燃气锅炉与空气源热泵的供暖***控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)根据采暖用户采用的供暖散热末端形式、以及采暖用户所在地的燃气使用价格和电使用价格自动计算出相应的临界温度；

2)检测室外环境温度，将室外环境温度与临界温度进行对比：当室外环境温度小于计算出来的临界温度，燃气锅炉采暖启动运行；当室外环境温度大于等于计算出来的临界温度，空气源热泵采暖启动运行。

作为上述方案的进一步说明，所述临界温度的计算方法为：

1)通过试验测出空气源热泵采用不同供暖散热末端时、在不同室外环境温度下所对应的制热能效比COP；

2)计算采用空气源热泵供暖时产生单位供暖热量的用电能源价格C1；

3)计算采用燃气锅炉供暖时产生单位供暖热量的用天然气能源价格C2；

4)令C1＝C2，计算出COP值，并根据该COP值及相应的供暖散热末端确定一个室外环境温度，该室外环境温度即为临界温度。

作为上述方案的进一步说明，所述供暖散热末端为散热器、地暖、风机盘管中的一种或几种。

作为上述方案的进一步说明，所述供暖***控制方法还包括以下步骤：设置手动控制模式，用户通过相应按键自主切换燃气锅炉供暖和空气源热泵供暖。

本发明的有益效果是：

一、采用燃气锅炉与空气源热泵共同供暖的***，通过在操作显示器上设置控制按键，利用控制按键实现燃气锅炉与空气源热泵的切换，充分发挥燃气锅炉和空气源热泵在供暖方面的节能减排效果。

二、根据空气源热泵在不同的供暖散热末端形式及在不同的室外环境气温下，再结合当地的能源使用价格来自动选择合适的供暖设备，在满足用户舒适安全可靠采暖的同时，为采暖用户降低供暖使用运行能耗，减少采暖能源费用支出，达到节约能源，减少排放的效果。

附图说明

图1所示为本发明提供的基于燃气锅炉与空气源热泵的供暖***结构框图。

图2所示为操作显示器的截面示意图。

图3所示为本发明提供的基于燃气锅炉与空气源热泵的供暖***控制方法流程图。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本发明和简化描述，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、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。

此外，如有术语“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隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本发明描述中，“至少”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除另有明确规定和限定，如有术语“组装”、“相连”、“连接”术语应作广义去理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；也可以是机械连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部相连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述的术语在本发明中的具体含义。

在发明中，除非另有规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅是表示第一特征水平高度高于第二特征的高度。第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。

下面结合说明书的附图，对本发明的具体实施方式作进一步的描述，使本发明的技术方案及其有益效果更加清楚、明确。下面通过参考附图描述实施例是示例性的，旨在解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，一种基于燃气锅炉与空气源热泵的供暖***，包括：燃气锅炉1、空气源热泵2、主控制器3及操作显示器4，所述操作显示器4和所述主控制器3信号连接，所述主控制器3和所述燃气锅炉1、空气源热泵2信号连接；在所述操作显示器4上设有控制按键，所述主控制器3根据所述操作显示器4反馈的信号控制所述燃气锅炉1和所述空气源热泵2工作。

其中，所述操作显示器4可以安装在所述燃气锅炉1上，也可以单独安装。所述控制按键包括自动控制和手动控制切换按键，在所述主控制器3上连接有室外环境温度检测探头。在自动控制模式下，所述主控制器3根据室外环境温度探头反馈的信号控制所述燃气锅炉1和所述空气源热泵2切换工作。如设定一个临界温度，当室外环境温度低于临界温度时，由燃气锅炉1供暖，当室外环境温度大于等于临界温度时，由空气源热泵2供暖。

本实施例中，所述临界温度时通过以下方法计算得出的：

1)通过试验测出空气源热泵采用不同供暖散热末端时、在不同室外环境温度下所对应的制热能效比COP。

2)计算采用空气源热泵供暖时产生单位供暖热量的用电能源价格C1。

3)计算采用燃气锅炉供暖时产生单位供暖热量的用天然气能源价格C2。

4)令C1＝C2，计算出COP值，并根据该COP值及相应的供暖散热末端确定一个室外环境温度，该室外环境温度即为临界温度。

为便于实现各参数的设置，在所述操作显示器4上设有供暖散热末端选择按键、燃气使用价格和电使用价格输入按键和室外环境温度显示区域；如图2所示。

如图3所示，实际工作时，操作步骤如下：

1)通过按键或菜单方式设置采暖用户采用的供暖散热末端形式，散热器或者地暖、风机盘管。

2)通过按键或菜单方式设置采暖用户燃气使用价格和电使用价格。

3)通过主控制器自动计算出临界温度，并可在操作显示器上显示，根据室外环境温度检测探头检测到的室外环境温度与临界温度进行对比：当室外环境温度小于计算出来的临界温度，燃气锅炉采暖启动运行；当室外环境温度大于计算出来的临界温度，空气源热泵采暖启动运行。

具体地，空气源热泵在不同供暖散热末端形式及不同环境温度下的制热综合能效，举例如下表(可根据实验测定或取经验值)：

表1

以北京某用户为例：

以商用电0.88元/kWh及商用天然气3.65元/立方来计算。

采用空气源热泵供暖时产生单位供暖热量的用电能源价格C1：制热量(kWh)/COP×电价(0.88元/kWh)＝0.88/COP(元)。

采用燃气锅炉供暖时产生单位供暖热量的用电能源价格C2：制热量(kWh)×(3600/4.186/8600)(立方/kWh)×天然气价(3.65元/立方)＝0.365(元)。

当0.88/COP＝0.365时，则COP＝0.88/0.365＝2.41，此时临界COP为2.4。

空气源热泵COP为2.4的采用散热片模式的环境温度为-5℃，当室外环境温度大于计算出来的临界温度-5℃时，空气源热泵启动；室外环境温度小于计算出来的临界温度-5℃时，燃气锅炉启动。

空气源热泵COP为2.4的采用地暖模式的环境温度为-10℃，当室外环境温度大于计算出来的临界温度-10℃，空气源热泵启动；室外环境温度小于计算出来的临界温度-10℃时，燃气锅炉启动。

作为本实施例的一种变换实施方式，也可设置自动和手动运行模式，在自动模式下，按上述设定和计算方法自动运行；在手动模式下，用户自主切换燃气锅炉供暖和空气源热泵供暖。

作为本实施例的另一种变换方式，还可以结合室外环境湿度等其它因素通过试验确定空气源热泵的制热能效比，这样，将使燃气锅炉与空气源热泵的供暖***适用范围更广，节能效果更加明显。

通过上述的结构和原理的描述，所属技术领域的技术人员应当理解，本发明不局限于上述的具体实施方式，在本发明基础上采用本领域公知技术的改进和替代均落在本发明的保护范围，本发明的保护范围应由各权利要求项及其等同物限定之。具体实施方式中未阐述的部分均为现有技术或公知常识。

Claims (10)

1.一种基于燃气锅炉与空气源热泵的供暖***，其特征在于，包括：燃气锅炉、空气源热泵、主控制器及操作显示器，所述操作显示器和所述主控制器连接，所述主控制器和所述燃气锅炉、空气源热泵连接；在所述操作显示器上设有控制按键，所述主控制器根据所述操作显示器反馈的信号控制所述燃气锅炉和所述空气源热泵工作。

2.根据权利要求1所述的一种基于燃气锅炉与空气源热泵的供暖***，其特征在于，所述控制按键包括自动控制和手动控制切换按键。

3.根据权利要求1所述的一种基于燃气锅炉与空气源热泵的供暖***，其特征在于，在所述主控制器上连接有室外环境温度检测探头，所述主控制器根据室外环境温度探头反馈的信号控制所述燃气锅炉和所述空气源热泵切换工作。

4.根据权利要求3所述的一种基于燃气锅炉与空气源热泵的供暖***，其特征在于，在所述操作显示器上设有参数输入模块，所述参数输入模块包括：供暖散热末端选择模块和燃气使用价格和电使用价格输入模块。

5.根据权利要求3所述的一种基于燃气锅炉与空气源热泵的供暖***，其特征在于，在所述主控制器上连接有室外环境湿度检测探头。

6.根据权利要求1所述的一种基于燃气锅炉与空气源热泵的供暖***，其特征在于，所述操作显示器安装在所述燃气锅炉上；或，所述操作显示器为单独安装的分立器件。

7.一种基于燃气锅炉与空气源热泵的供暖***控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)根据采暖用户采用的供暖散热末端形式、以及采暖用户所在地的燃气使用价格和电使用价格自动计算出相应的临界温度；

2)检测室外环境温度，将室外环境温度与临界温度进行对比：当室外环境温度小于计算出来的临界温度，燃气锅炉采暖启动运行；当室外环境温度大于等于计算出来的临界温度，空气源热泵采暖启动运行。

8.根据权利要求7所述的一种基于燃气锅炉与空气源热泵的供暖***控制方法，其特征在于，所述临界温度的计算方法为：

1)通过试验测出空气源热泵采用不同供暖散热末端时、在不同室外环境温度下所对应的制热能效比COP；

2)计算采用空气源热泵供暖时产生单位供暖热量的用电能源价格C1；

3)计算采用燃气锅炉供暖时产生单位供暖热量的用天然气能源价格C2；

4)令C1＝C2，计算出COP值，并根据该COP值及相应的供暖散热末端确定一个室外环境温度，该室外环境温度即为临界温度。

9.根据权利要求7所述的一种基于燃气锅炉与空气源热泵的供暖***控制方法，其特征在于，所述供暖散热末端为散热器、地暖、风机盘管中的一种或几种。

10.根据权利要求7所述的一种基于燃气锅炉与空气源热泵的供暖***控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：设置手动控制模式，用户通过相应按键自主切换燃气锅炉供暖和空气源热泵供暖。