CN203177282U - 地热源与电即热组合式供暖供热*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种地热源与电即热组合式供暖供热***，包括保温水箱总成，保温水箱总成包括水箱内胆，水箱内胆内中部设有与供暖环路总成连接的供暖盘管，下部设有与地源热泵总成连接的地源盘管。水箱内胆上部出水经电即热总成连接用水末端，电即热总成输出端还连通水箱内胆。热水收集器用于收集从用水末端流出使用后的热水并将其输送至余热交换装置，进水管路穿过余热交换装置连接至水箱内胆下部；电即热总成、供暖环路总成、地源热泵总成均电连接控制器总成。本实用新型采用地源热泵和电即热互补使用，并进行余热回收，提高能源利用率和机组能效。

Description

地热源与电即热组合式供暖供热***

技术领域

本实用新型涉及一种混合能源加热的供热供暖***，尤其涉及一种地热源与电即热组合式供暖供热***。

背景技术

传统的储水式和即热式热水装置一般都由单一热源供热，如：电能、燃气、太阳能、空气源、水源、地热源等。由于受到单一热源的限制，会出现以下缺陷：1、当装置发生故障时，往往供热供暖将被中断，无法保证正常的使用要求；2、容易受使用条件的限制，如：燃气的使用安全问题，太阳能在阴雨天的使用等；都会对热水装置的使用产生一定的限制；3、满足不了多方面的供暖供热要求，如需要同时采暖、供暖及供热水的场所；4、单一热源供暖供热不符合国家提倡的环保节能要求；5、人们使用的热水，在使用过后即排走（不管是洗浴或其他用途），特别在环境温度低的时候，这种排走的二次水，虽然温度不高（20~30℃），相对自来水（冬季10℃以下），其中蕴含的热量，容易进行回收利用。但目前主流的用水习惯，未加以利用，白白浪费可利用能源。

实用新型内容

针对上述存在的缺陷和不足，提出一种地热源与电即热组合式供暖供热***。

本实用新型采用的技术方案是：提供一种地热源与电即热组合式供暖供热***，包括保温水箱总成、电即热总成、供暖环路总成、地源热泵总成、控制器总成、进水管路、用水末端、热水收集器和余热交换装置；所述保温水箱总成包括水箱内胆，水箱内胆内中部设有供暖盘管，水箱内胆内下部设有地源盘管；所述供暖盘管连接所述供暖环路总成，所述地源盘管连接所述地源热泵总成；所述水箱内胆下部设有进水管头，水箱内胆上部设有第二进水管头和出水管头，所述出水管头经所述电即热总成连接所述用水末端，所述第二进水管头连接所述电即热总成输出端；所述热水收集器用于收集从用水末端流出使用后的热水并将其输送至所述余热交换装置，所述进水管路穿过所述余热交换装置连接至所述进水管头；所述电即热总成、供暖环路总成、地源热泵总成均电连接所述控制器总成。

其中，所述电即热总成包括电即热***、电即热循环泵和电即热电磁阀；所述电即热***包括发热杯、分别连接发热杯进口和出口的电即热进水管和电即热出水管、设置于电即热进水管上的电子流量计、用于给发热杯中水加热时控制功率输出的可控硅、用于检测发热杯出水温度的出水温度传感器、用于检测发热杯进水温度的进水温度传感器；所述电即热进水管连接所述水箱内胆的出水管头，所述电即热出水管连接所述用水末端，且电即热出水管还通过管路连接所述第二进水管头，所述电即热循环泵和电即热电磁阀设置于该管路上；所述电子流量计、可控硅、出水温度传感器、进水温度传感器、电即热循环泵和所述电即热电磁阀均电连接所述控制器总成。

其中，所述地源热泵总成包括地源热泵机组、地源热水循环泵、地源冷水循环泵、地埋管网；所述地源热泵机组包括由压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器构成的供制冷剂流动的第一循环回路；所述地埋管网通过管路连接所述蒸发器构成供第一传热工质流动的第二循环回路，所述第一传热工质在蒸发器内对制冷剂加热，所述地源冷水循环泵设置于该第二循环回路中；所述地源盘管通过管路连接所述冷凝器构成供第二传热工质流动的第三循环回路，所述第二传热工质在冷凝器中吸收制冷剂的热量并在地源盘管中对所述水箱内胆中的水加热，所述地源热水循环泵设置于该第三循环回路中；所述压缩机、地源热水循环泵、地源冷水循环泵均电连接所述控制器总成。

其中，所述第一传热工质和所述第二传热工质为防冻液或水。

其中，所述供暖环路总成包括供暖循环泵、地暖盘管或暖气片、用于检测室内温度的室内温度传感器；所述地暖盘管或暖气片与所述保温水箱总成中的供暖盘管通过管路连接，且于连接管路上设置所述供暖循环泵；所述供暖循环泵和所述室内温度传感器电连接所述控制器总成。

其中，所述水箱内胆为搪瓷或不锈钢材质；水箱内胆外套接有水箱外壳，水箱外壳与水箱内胆之间填充有保温泡料。

其中，所述进水管路上安装有安全阀。

其中，所述地源盘管和供暖盘管为无缝不锈钢管或翅片不锈钢钢管。

本实用新型的有益效果是：1、在一组热源机组发生故障时，不会影响正常的供暖供热需求；2、该组合式***采用地源热泵和电即热作为热源互补使用，采取分段加热的方式，以及进行余热回收，可以提高能源的利用率及机组的能效；3、符合国家提倡的节能环保要求，尽量使用能源利用率高的机组组合。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的结构示意图；

图2是本实用新型中保温水箱总成的结构示意图；

图3是本实用新型中电即热***的结构示意图；

图4是本实用新型中地源热泵机组的结构示意图。

标号说明：

1、保温水箱总成；11、进水管头；12、地源盘管；13、第二温度传感器；14、供暖盘管；15、第二进水管头；16、第一温度传感器；17、出水管头；18、水箱上盖；19、水箱内胆；101、保温泡料；102、镁棒；103、水箱外壳；104、水箱下盖；105、水箱底脚；

2、供暖环路总成；21、地暖盘管；22、供暖循环泵；23、室内温度传感器；

3、电即热总成；31、电即热***；32、电即热循环泵；33、电即热电磁阀；310、电即热出水管；311、发热杯；312、温控器；313、电控板；314、可控硅；316、电即热进水管；317、电子流量计；

4、控制器总成；

5、地源热泵总成；51、地源热泵机组；52、地源热水循环泵；53、地源冷水循环泵；54、地埋管网；510、压缩机；511、冷凝器；512、节流装置；513、蒸发器；

6、进水管路；61、安全阀；7、用水末端；8、热水收集器；9、余热交换装置。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

请参阅图1，本实施方式提供一种地热源与电即热组合式供暖供热***，主要包括保温水箱总成1、电即热总成3、供暖环路总成2、地源热泵总成5、控制器总成4、进水管路6、用水末端7、热水收集器8和余热交换装置9。

如图2所示，保温水箱总成1包括由水箱内胆19、水箱外壳103、水箱上盖18、水箱下盖104和水箱底脚105构成的壳体，其中水箱外壳103套接于水箱内胆19外，且两者之间填充有保温泡料101以给水箱内胆19保温。水箱内胆19为搪瓷或不锈钢材质，能够耐高压及腐蚀。为了防止腐蚀水箱内胆19，水箱内胆19上还固定设置有镁棒102，镁棒102伸入至水箱内胆19内部，通过牺牲阳极保护法原理防止水箱内胆腐蚀，达到延长水箱使用寿命的效果。

水箱内胆19内中部设有供暖盘管14，水箱内胆19内下部设有地源盘管12。供暖盘管14连接供暖环路总成2，由水箱内胆19中的水提供热量给供暖环路总成2为房间供暖，由于水箱内胆19中冷热水有分层现象，按照水的分层规律，对于供暖所需，将供暖盘管14放置于水箱内胆19中部，该区域水的温度约为45℃，经过供暖盘管14换热后，刚好符合供暖的要求。地源盘管12连接地源热泵总成5，由地源热泵总成5提供热量给水箱内胆19中的水加热，为提高地源热泵总成5的运行效率及减轻其运行负荷，将地源盘管12放置于水箱下部，该区域水温相对于上部水温要低。其中，供暖盘管14和地源盘管12材质可以为无缝不锈钢管或者翅片不锈钢管。

水箱内胆19下部设有进水管头11，水箱内胆19上部设有第二进水管头15和出水管头17，其中，根据热水在水箱内胆19内的分布规律（热水位于水箱内胆的最上部），出水管头17位置高于第二进水管头15。出水管头17经电即热总成3连接用水末端7，可使水箱内温度较高的水输出供洗浴用；若出水管头17出水温度不够，可开启电即热总成3进行进一步的加热而达到用水需求；其中，用水末端7包括花洒、水龙头等。第二进水管头15连接电即热总成3输出端，必要时，可使从出水管头17进入电即热总成3中的水经加热后再经第二进水管头15回到水箱内胆19内进行循环加热，使水箱内胆19内的水温不断提高，这种情况主要针对需要供暖且水箱内胆19内的水温未达到供暖温度时使用。

热水收集器8相应于用水末端7设置，用于收集从用水末端7流出使用后的热水并将其输送至余热交换装置9，而进水管路6穿过余热交换装置9连接水箱内胆19上的进水管头11，冷水在进入水箱内胆19前可由余热交换装置9中回收到的热水进行预热，提高进水温度，特别是冬天进水温度低时，效果明显。由于保温水箱为承压水箱，在进水管路6上安装有安全阀61，起到泄压作用，防止水箱加热过程中压力过高。

电即热总成3、供暖环路总成2、地源热泵总成5均电连接控制器总成4。控制器总成4一般包括控制器主板、控制器外壳、信号线等，在工作时，通过手工直接操作按键的方式向控制器总成4发出指令，控制器总成4将指令传给供暖供热***中相应总成的电控板，电控板执行相应的控制动作完成所需的功能。本实施例中，主要是通过温度参数来促成控制器总成4对各部件的控制。参阅图2，水箱内胆19上部设有第一温度传感器16，下部设有第二温度传感器13，分别对水箱内上部和下部水温进行检测，两温度传感器均电连接控制器总成4，控制器总成4根据相应的水温与相应设定值的比较按既定模式分别控制地源热泵总成5和电即热总成3。

该***的联合工作原理为：在地源热泵总成没有故障的情况下，水箱中的水由地源热泵总成进行加热；当采暖时，通过水箱中部的供暖盘管，吸收水箱中的热量供给供暖环路总成，从而对房间进行供暖；当洗浴用水时，直接取水箱上部的热水。当地源热泵总成的热量不足以提供供热、供暖时，地源热泵总成相当于对水进行预热，电即热总成开启，利用电能对经过电即热总成的水加热并供给用水末端，或者使加热后的水重新进入水箱而对水箱内的水进行循环加热；或者地源热泵总成和电即热总成可以同时对水箱中的水进行加热；同时，利用余热回收装置，收集二次热水，提高进水温度，降低整个供暖供热的功率，实现供热供暖的组合应用以及节能效果。

采用上述方案的优点在于：1、在一组热源机组发生故障时，不会影响正常的供暖供热需求；2、该组合式***采用地源热泵和电即热作为热源互补使用，采取分段加热的方式，以及进行余热回收，可以提高能源的利用率及机组的能效；3、符合国家提倡的节能环保要求，尽量使用能源利用率高的机组组合。

请同时参阅图1和图3，在本实施例中，电即热总成3包括电即热***31、电即热循环泵32和电即热电磁阀33。电即热***31包括发热杯311、分别连接发热杯311进口和出口的电即热进水管316和电即热出水管310、设置于电即热进水管316上的电子流量计317、用于给发热杯311中水加热时控制功率输出的可控硅314、用于检测发热杯311出水温度的出水温度传感器（图中未示出）、用于检测发热杯311进水温度的进水温度传感器（图中未示出）；电即热进水管316连接所述水箱内胆19的出水管头17，电即热出水管310连接所述用水末端7，且电即热出水管310还通过管路连接所述第二进水管头15，电即热循环泵32和电即热电磁阀33设置于该管路上。电子流量计317、可控硅314、出水温度传感器、进水温度传感器、电即热循环泵32和电即热电磁阀33通过主控板313电连接所述控制器总成4。

该电即热总成3的工作原理为：1、当用水末端7打开时，电子流量计317检测到当前流量，同时出水温度传感器和进水温度传感器分别检测到的当前电即热***的出水温度和进水温度，将出水温度与出水设定温度进行比对，若出水温度≥出水设定温度，则电即热不输出；若出水温度＜出水设定温度，则根据当前流量值、出水温度、进水温度、出水设定温度进行PID计算，通过可控硅314进行可调功率输出，保证出水温度恒定。2、当供暖模式启动时，若保温水箱总成1中的第一温度传感器16检测的温度低于某设定温度时，则开启电即热电磁阀33并启动电即热循环泵32，通过电即热***31进行加热，直到保温水箱上部到达设定温度。发热杯311顶部还设有温控器312起到安全保障作用。

请同时参阅图1和图4，本实施例中，地源热泵总成5包括地源热泵机组51、地源热水循环泵52、地源冷水循环泵53、地埋管网54。地源热泵机组51包括由压缩机510、冷凝器511、节流装置512和蒸发器513构成的供制冷剂流动的第一循环回路；其中，冷凝器511和蒸发器513内部各有两个流路，分别为供所述制冷剂流动的制冷剂流路和供传热工质流动的传热工质流路，两流路之间相互独立，但隔有导热良好的金属使得两流路之间的制冷剂和传热工质能进行换热。

地埋管网54通过管路连接蒸发器513的传热工质流路构成供第一传热工质流动的第二循环回路，所述第一传热工质在蒸发器513内对制冷剂加热，地源冷水循环泵53设置于该第二循环回路中，提供第一传热工质循环的动力。

保温水箱总成1中的地源盘管12通过管路连接所述冷凝器511的传热工质流路构成供第二传热工质流动的第三循环回路，所述第二传热工质在冷凝器511中吸收制冷剂的热量并在地源盘管12中对所述水箱内胆19中的水加热，所述地源热水循环泵52设置于该第三循环回路中，提供第二传热工质循环的动力。

压缩机510、地源热水循环泵52、地源冷水循环泵53均电连接控制器总成4。

该地源热泵总成5的工作原理为：压缩机510启动，压缩来自蒸发器513的低温制冷剂气体，从压缩机510口排出高温高压的气体，在冷凝器511放热后，制冷剂变为高压中温的液体，之后经过节流装置512，制冷剂变为低温低压的液体，从而进入蒸发器513吸热变为低温低压的气体，气体再由压缩机510吸回完成一个循环。其中，蒸发器513中制冷剂从第一传热工质中吸收热量，具体地，通过地源冷水循环泵53的运行，地埋管网54内的第一传热工质进入蒸发器513中，被蒸发器513中的制冷剂吸收热量，被吸热后的温度低的第一传热工质从蒸发器513流出，并在地埋管网54回路内流动，吸收管外的热量，温度不断上升，最后再进入蒸发器513，不断循环。冷凝器511中制冷剂的热量则用于加热保温水箱总成1中的水，具体地，高温高压的制冷剂在冷凝器511将热量释放至第二传热工质中，通过地源热水循环泵52的运行，温度较高的第二传热工质进入位于保温水箱总成1中的地源盘管12内，将保温水箱总成1中水加热，而后第二传热工质再进入冷凝器511中从制冷剂处吸热，不断循环。

第一传热工质和第二传热工质可以是防冻液或者水。

参阅图1，本实施例的供暖环路总成2包括地暖盘管21、供暖循环泵22和室内温度传感器23。地暖盘管21与保温水箱总成1中的供暖盘管14通过管路连接，且于连接管路上设置所述供暖循环泵22；供暖循环泵22和室内温度传感器23电连接所述控制器总成4。室内温度传感器23用于检测室内温度，当在控制器总成4上设置供暖模式时，根据室内温度和设定的供暖温度，供暖循环泵22选择性地启动或关闭，从而对房间进行供暖。本实施例中的地暖盘管21还可以替换为暖气片，具体根据供暖需求选取。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种地热源与电即热组合式供暖供热***，其特征在于，包括保温水箱总成、电即热总成、供暖环路总成、地源热泵总成、控制器总成、进水管路、用水末端、热水收集器和余热交换装置；

所述保温水箱总成包括水箱内胆，水箱内胆内中部设有供暖盘管，水箱内胆内下部设有地源盘管；所述供暖盘管连接所述供暖环路总成，所述地源盘管连接所述地源热泵总成；所述水箱内胆下部设有进水管头，水箱内胆上部设有第二进水管头和出水管头，所述出水管头经所述电即热总成连接所述用水末端，所述第二进水管头连接所述电即热总成输出端；所述热水收集器用于收集从用水末端流出使用后的热水并将其输送至所述余热交换装置，所述进水管路穿过所述余热交换装置连接至所述进水管头；

所述电即热总成、供暖环路总成、地源热泵总成均电连接所述控制器总成。

2.根据权利要求1所述的地热源与电即热组合式供暖供热***，其特征在于：所述电即热总成包括电即热***、电即热循环泵和电即热电磁阀；

所述电即热***包括发热杯、分别连接发热杯进口和出口的电即热进水管和电即热出水管、设置于电即热进水管上的电子流量计、用于给发热杯中水加热时控制功率输出的可控硅、用于检测发热杯出水温度的出水温度传感器、用于检测发热杯进水温度的进水温度传感器；所述电即热进水管连接所述水箱内胆的出水管头，所述电即热出水管连接所述用水末端，且电即热出水管还通过管路连接所述第二进水管头，所述电即热循环泵和电即热电磁阀设置于该管路上；

所述电子流量计、可控硅、出水温度传感器、进水温度传感器、电即热循环泵和所述电即热电磁阀均电连接所述控制器总成。

3.根据权利要求1所述的地热源与电即热组合式供暖供热***，其特征在于：所述地源热泵总成包括地源热泵机组、地源热水循环泵、地源冷水循环泵、地埋管网；

所述地源热泵机组包括由压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器构成的供制冷剂流动的第一循环回路；所述地埋管网通过管路连接所述蒸发器构成供第一传热工质流动的第二循环回路，所述第一传热工质在蒸发器内对制冷剂加热，所述地源冷水循环泵设置于该第二循环回路中；所述地源盘管通过管路连接所述冷凝器构成供第二传热工质流动的第三循环回路，所述第二传热工质在冷凝器中吸收制冷剂的热量并在地源盘管中对所述水箱内胆中的水加热，所述地源热水循环泵设置于该第三循环回路中；

所述压缩机、地源热水循环泵、地源冷水循环泵均电连接所述控制器总成。

4.根据权利要求3所述的地热源与电即热组合式供暖供热***，其特征在于：所述第一传热工质和所述第二传热工质为防冻液或水。

5.根据权利要求1所述的地热源与电即热组合式供暖供热***，其特征在于：所述供暖环路总成包括供暖循环泵、地暖盘管或暖气片、用于检测室内温度的室内温度传感器；所述地暖盘管或暖气片与所述保温水箱总成中的供暖盘管通过管路连接，且于连接管路上设置所述供暖循环泵；所述供暖循环泵和所述室内温度传感器电连接所述控制器总成。

6.根据权利要求1-5任一项所述的地热源与电即热组合式供暖供热***，其特征在于：所述水箱内胆为搪瓷或不锈钢材质；水箱内胆外套接有水箱外壳，水箱外壳与水箱内胆之间填充有保温泡料。

7.根据权利要求1-5任一项所述的地热源与电即热组合式供暖供热***，其特征在于：所述进水管路上安装有安全阀。

8.根据权利要求1-5任一项所述的地热源与电即热组合式供暖供热***，其特征在于：所述地源盘管和供暖盘管为无缝不锈钢管或翅片不锈钢钢管。

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