CN203980402U - 一种多能源采暖、制冷和供水*** - Google Patents

一种多能源采暖、制冷和供水*** Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种多能源采暖、制冷和供水***，包括两组空气源热泵机组，所述两组空气源热泵机组通过管道分别与能源转换中心相连，能源转换中心通过管道分别与地暖盘管末端***和太阳能集热器相连；用于将能源换热中心的能量传递给地暖盘管末端***的管道上分别设置有手动三通阀和电动三通阀，风机盘管末端***通过管道与手动三通阀相连，燃气壁挂炉通过管道与电动三通阀相连，燃气壁挂炉和风机盘管末端***分别通过管道与用于连接能源换热中心和地暖盘管末端***的管道连通。本实用新型利用太阳能与空气源的相互补充，实现了太阳能及空气能两种能源的最大化利用。

Description

一种多能源采暖、制冷和供水***
技术领域
本实用新型涉及一种多能源采暖、制冷和供水***。
背景技术
太阳能作为新能源之一，其技术的成熟性及市场的需求性决定了太阳能必将成为能源的替代之一。当然太阳能不能只限制在太阳能热水领域，其必将推向工农业热利用、建筑制冷采暖的应用。对于家居化的太阳能制冷、采暖应用，目前的太阳能的技术仍未作出突破，适合市场化的太阳能制冷、采暖方案仍有很多细节问题需要探讨。但是目前因南方市场的采暖需求非常强烈，市场的需求量较大。因目前气候环境的恶劣变化，常规能源的紧缺，不可能将南方市场再建设成集中供暖的形式。因此南方市场对可再生能源及节能设备的需求非常强烈。
太阳能是最节能的能源，但由于其太阳能的不稳定性及能源密度的分布较分散，使得太阳能的可控性较差，空气源热泵在功能上能解决建筑的制冷、采暖、热水问题，但空气源热泵是需要消耗一部分的电能且冬季存在一定的结霜现象，也不会像太阳能一样，属于完全免费的可再生能源。因此有必要将太阳能和空气源热泵机组相互结合，互相弥补两种能源产品的不足，组成较节能的能源***，来满足建筑采暖、制冷、生活热水的需求。
如何提供一种多能源采暖、制冷和供水***，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种多能源采暖、制冷和供水***。
本实用新型采用下述技术方案：
一种多能源采暖、制冷和供水***，包括两组空气源热泵机组，所述两组空气源热泵机组通过管道分别与能源转换中心相连，能源转换中心通过管道分别与地暖盘管末端***和太阳能集热器相连构成回路；用于回流地暖盘管末端***的管道上分别设置有手动三通阀和电动三通阀，风机盘管末端***通过管道与手动三通阀相连，燃气壁挂炉通过管道与电动三通阀相连，燃气壁挂炉和风机盘管末端***分别通过管道与用于连接能源换热中心和地暖盘管末端***的供能的管道连通。
优选的，所述能源转换中心内设置有板式换热器，所述两组空气源热泵机组包括空气源热泵机组A和空气源热泵机组B,空气源热泵机组A和空气源热泵机组B分别通过管道与板式换热器相连，板式换热器分别通过第一管道和第二管道与地暖盘管末端***相连形成回路；且板式换热器分别通过管道与空气源热泵机组A和空气源热泵机组B相连构成回路。
优选的，所述能源转换中心内还设置有水箱，水箱内有水，水箱通过管道与套管换热器相连构成回路，空气源热泵机组B也与套管换热器相连构成回路，套管换热器将空气源热泵机组B的能量传递给水箱内的水。水箱内未设置盘管，但可以通过相变集热器为水箱补充热量。
优选的，所述能源转换中心内设置有板式换热器，所述两组空气源热泵机组包括空气源热泵机组A和空气源热泵机组B,空气源热泵机组A和空气源热泵机组B分别通过管道与板式换热器相连，板式换热器通过第三管道与地暖盘管末端***相连，地暖盘管末端***通过第四管道与板式换热器相连；板式换热器分别通过管道与空气源热泵机组A和空气源热泵机组B相连构成回路。
优选的，所述能源转换中心内还设置有水箱，水箱内有水，水箱通过管道与套管换热器相连构成回路，空气源热泵机组B也与套管换热器相连构成回路，套管换热器将空气源热泵机组B的能量传递给水箱内的水。水箱内设置盘管，太阳能集热器与盘管构成回路，盘管将太阳能吸取的热量传递给水箱内的水。
优选的，所述第三管道上还分别设置有膨胀罐和排气阀。
优选的，所述第一管道上还分别设置有膨胀罐和排气阀。
优选的，所述太阳能集热器还与自来水补水管相连。
优选的，所述太阳能集热器为相变太阳能集热器。
优选的，所述太阳能集热器为U管或平板集热器。
本实用新型的有益效果是：通过太阳能集热***，使太阳能采暖***家居化，利用太阳能与空气源的相互补充，实现了太阳能及空气能两种能源的最大化利用，减少了常规能源电的利用。
附图说明：
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型中实施例1的结构示意图；
图2是本实用新型中实施例1中能源转换中心的结构图；
图3是本实用新型中实施例2的结构示意图；
图4是本实用新型中实施例2中能源转换中心的结构图；
其中：1、空气源热泵机组A，2、空气源热泵机组B，3、能源转换中心,4、燃气壁挂炉，5、地暖盘管末端***，6、风机盘管末端***，7、太阳能集热器，8、电动三通阀，9、手动三通阀，10、板式换热器，11、流量开关，12、膨胀罐，13、排气阀，14、安全阀，15、第一管道，16、第二管道，17、热水供水管道，18、热水进水管道，19、水箱，20、电加热棒，21、泵B，22、电磁阀A，23、套管换热器，24、电磁阀B，25、泵A，26、第三管道，27、第四管道，28、室内储水设备，29、自来水补水管，30、盘管，31、热水供水管道。
具体实施方式：
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例1：一种多能源采暖、制冷和供水***，其结构如图1-2所示：包括两组空气源热泵机组，所述两组空气源热泵机组通过管道分别与能源转换中心3相连，能源转换中心3通过管道分别与地暖盘管末端***5和太阳能集热器7相连构成回路；用于回流地暖盘管末端***5的管道上分别设置有手动三通阀9和电动三通阀8，风机盘管末端***6通过管道与手动三通阀9相连，燃气壁挂炉4通过管道与电动三通阀8相连，燃气壁挂炉4和风机盘管末端***6分别通过管道与用于连接能源换热中心3和地暖盘管末端***5的供能的管道连通。
所述能源转换中心3内设置有板式换热器10，所述两组空气源热泵机组包括空气源热泵机组A1和空气源热泵机组B2,空气源热泵机组A1和空气源热泵机组B2分别通过管道与板式换热器10相连，板式换热器10分别通过第一管道15和第二管道16与地暖盘管末端***5相连形成回路，第一管道15为供能的管道；且板式换热器10分别通过管道与空气源热泵机组A1和空气源热泵机组B2相连构成回路。
所述能源转换中心3内还设置有水箱19，水箱19内有水，水箱19通过管道与套管换热器23相连构成回路，空气源热泵机组B2也与套管换热器23相连构成回路，套管换热器23将空气源热泵机组B2的能量传递给水箱19内的水。
所述第一管道15上还分别设置有膨胀罐12和排气阀13。
所述太阳能集热器7还与自来水补水管29相连。
所述太阳能集热器7为相变太阳能集热器。
所述第一管道15上还设置有流量开关11。
所述第二管道16上设置有泵A25。
水箱19与套管换热器23相连的管道上设置有泵B21。
且空气源热泵机组B2与板式换热器10相连的管道上设置有电磁阀24。
套管换热器23与且空气源热泵机组B2相连的管道上设置有电磁阀22。
水箱19内设置有电加热棒20；水箱19还分别通过热水供水管道17和热水进水管道18与室内储水设备28相连。
所述第一管道上还设置有安全阀14。
本实用新型的工作原理是：
夏季手动三通阀9连通风机盘管末端***6与空气源热泵机组A1和空气源热泵机组B2，首先由空气源热泵机组A1根据卡诺循环的原理，为风机盘管末端***6提供冷量；当建筑负荷过高时，空气源热泵机组A1启动10S后，启动空气源热泵机组B2共同为风机盘管末端***6提供冷量。
冬季手动三通阀9连通地暖盘管末端***5与空气源热泵机组A1和空气源热泵机组B2，首先由空气源热泵机组B2，根据逆卡诺原理，为地暖盘管末端***5提供热量。当建筑热负荷不足时，空气源热泵机组2启动10S后，启动空气源热泵机组A1共同为地暖盘管***5提供热量。当室外温度低于-5℃，停止两组空气源热泵机组，启动燃气壁挂炉4为地暖盘管***5提供热量。
同时，当能源转换中心3中的水箱温度低于设置温度5摄氏度时，空气源热泵机组B2启动制热水功能，为能源转换中心3中的水箱补充热量；当水箱温度达到设置温度后，空气源热泵机组B2停止制热水功能。当有生活热水使用时，自来水自动带走相变太阳能集热器7中的热量用于生活热水的需求。当冬季采暖或夏季制冷与生活热水同时需求时，优先保证生活热水需求。
两组空气源热泵机组通过板式换热器10将能量输送到地暖盘管末端***5和风机盘管末端***6,其管路中流量开关11通过对水流量的检测从而保护两组空气源热泵机的压缩机，防止压缩机空载运行。
膨胀罐12用于缓冲末端因水体积的变化造成压力的变化。
安全阀14对管道***压力双重保护。
管道中的排气阀13安装在第一管道15上，用于排气。
当有生活热水的需求的时候，两组空气源热泵机组通过电磁阀B24关闭和电磁阀A22的打开的切换，经过套管换热器23，泵B21的循环，循环加热水箱19中的水。当没有生活热水需求但有制冷或者采暖需求时，两组空气源热泵机组通过电磁阀B24打开和电磁阀A22的开启的切换，经过板式换热器10，通过地暖盘管末端***5或者风机盘管末端***6的循环将能量输送到末端***。
其水箱19和室内储水设备28都为承压设备，当用热水时通过自来水的压力顶水使用。
太阳能集热器7可选用相变蓄热集热器形式，水箱19使用不带盘管水箱。
实施例2：一种多能源采暖、制冷和供水***，其结构如图3-4所示：包括两组空气源热泵机组，所述两组空气源热泵机组通过管道分别与能源转换中心3相连，能源转换中心3通过管道分别与地暖盘管末端***5和太阳能集热器7相连构成回路；用于回流地暖盘管末端***5的管道上分别设置有手动三通阀9和电动三通阀8，风机盘管末端***6通过管道与手动三通阀9相连，燃气壁挂炉4通过管道与电动三通阀8相连，燃气壁挂炉4和风机盘管末端***6分别通过管道与用于连接能源换热中心2和地暖盘管末端***5的供能的管道连通。
所述能源转换中心内设置有板式换热器10，所述两组空气源热泵机组包括空气源热泵机组A1和空气源热泵机组B2,空气源热泵机组A1和空气源热泵机组B2分别通过管道与板式换热器10相连，板式换热器10分别通过第三管道26和第四管道27与地暖盘管末端***5相连形成回路，第三管道26为供能的管道；板式换热器10分别通过管道与空气源热泵机组A1和空气源热泵机组B2相连构成回路。
所述能源转换中心3内还设置有水箱19，水箱内有水，水箱19通过管道与套管换热器23相连构成回路，空气源热泵机组B2也与套管换热器23相连构成回路，套管换热器23将空气源热泵机组B2的能量传递给水箱19内的水。水箱19内设置有盘管30，盘管30与太阳能集热器7构成循环回路，盘管30将太阳能集热器7吸取的热量通过太阳能泵站(图中未示出)传递给水箱19内的水。
所述第三管道26上还分别设置有膨胀罐12和排气阀13。
所述水箱19还与自来水补水管29相连。
所述太阳能集热器7为U管或平板集热器。
所述第三管道26上还设置有流量开关11。
所述第四管道27上设置有泵A25。
水箱19与套管换热器23相连的管道上设置有泵B21。
且空气源热泵机组B2与板式换热器10相连的管道上设置有电磁阀24。
套管换热器23与且空气源热泵机组B2相连的管道上设置有电磁阀22。
水箱19内设置有电加热棒20；水箱19通过热水供水管道31与室内储水设备28或末端用水设备相连。
所述第三管道上还设置有安全阀14。
本实用新型的工作原理是：
夏季手动三通阀9连通风机盘管末端***6与空气源热泵机组A1和空气源热泵机组B2，首先由空气源热泵机组A1根据卡诺循环的原理，为风机盘管末端***6提供冷量；当建筑负荷过高时，空气源热泵机组A1启动10S后，启动空气源热泵机组B2共同为风机盘管末端***6提供冷量。
冬季手动三通阀9连通地暖盘管末端***5与空气源热泵机组A1和空气源热泵机组B2，首先由空气源热泵机组B2，根据逆卡诺原理，为地暖盘管末端***5提供热量。当建筑热量不足时，空气源热泵机组B2启动10S后，启动空气源热泵机组A1共同为地暖盘管***5提供热量。当室外温度低于-5℃，停止两组空气源热泵机组，启动燃气壁挂炉4为地暖盘管***5提供热量。
同时，当能源转换中心3的水箱温度低于设置温度5摄氏度时，空气源热泵机组B2启动制热水功能，为能源转换中心3中的水箱补充热量；当水箱温度达到设置温度后，空气源热泵机组B2停止制热水功能。另外，能源转换中心3中的水箱为太阳能集热器7构成温差循环，即：在水箱温度低于设置温度的情况下，当检测到太阳能集热器7与水箱的温差≥5℃，太阳能循环泵开启循环，通过水箱中的盘管加热水箱中的水；当太阳能集热器7与水箱的温差≤2℃，太阳能循环泵(图中未示出)停止。当冬季采暖或者夏季制冷与生活热水同时需求时，优先保证生活热水需求。
两组空气源热泵机组通过板式换热器10将能量输送到地暖盘管末端***5和风机盘管末端***6其管路中流量开关11通过对水流量的检测从而保护两组空气源热泵机的压缩机，防止压缩机空载运行。
膨胀罐12用于缓冲末端因水体积的变化造成压力的变化。
安全阀14对管道***压力双重保护。
管道中的排气阀13安装在第三管道26上，用于排气。
当有生活热水的需求的时候，两组空气源热泵机组通过电磁阀B24开启和电磁阀A22的关闭的切换，经过套管换热器23，泵B21的循环，循环加热水箱19中的水。当没有生活热水需求但有制冷或者采暖需求时，两组空气源热泵机组通过电磁阀B24关闭和电磁阀A22的开启的切换，经过板式换热器10，通过地暖盘管末端***5或者风机盘管末端***6的循环将能量输送到末端***。
其水箱19水箱和室内储水设备28均为承压设备，有热水需求时通过自来水的压力顶水使用。
太阳能集热器可选用U管或平板集热器，水箱19使用带盘管水箱。
本方案中提及的地暖盘管末端***和目前生活中所使用的地暖或地暖***相同，风机盘管末端***与风机盘管***也相同，且套管换热器与套管式换热器亦相同，并在现有文献中有较多记载，在此不进行赘述。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种多能源采暖、制冷和供水***，其特征在于：包括两组空气源热泵机组，所述两组空气源热泵机组通过管道分别与能源转换中心相连，能源转换中心通过管道分别与地暖盘管末端***和太阳能集热器相连构成回路；用于回流地暖盘管末端***的管道上分别设置有手动三通阀和电动三通阀，风机盘管末端***通过管道与手动三通阀相连，燃气壁挂炉通过管道与电动三通阀相连，燃气壁挂炉和风机盘管末端***分别通过管道与用于连接能源换热中心和地暖盘管末端***的供能的管道连通。
2.根据权利要求1所述的多能源采暖、制冷和供水***，其特征在于：所述能源转换中心内设置有板式换热器，所述两组空气源热泵机组包括空气源热泵机组A和空气源热泵机组B,空气源热泵机组A和空气源热泵机组B分别通过管道与板式换热器相连，板式换热器分别通过第一管道和第二管道与地暖盘管末端***相连形成回路；且板式换热器分别通过管道与空气源热泵机组A和空气源热泵机组B相连构成回路。
3.根据权利要求2所述的多能源采暖、制冷和供水***，其特征在于：所述能源转换中心内还设置有水箱，水箱内有水，水箱通过管道与套管换热器相连构成回路，空气源热泵机组B也与套管换热器相连构成回路，套管换热器将空气源热泵机组B的能量传递给水箱内的水。
4.根据权利要求1所述的多能源采暖、制冷和供水***，其特征在于：所述能源转换中心内设置有板式换热器，所述两组空气源热泵机组包括空气源热泵机组A和空气源热泵机组B,空气源热泵机组A和空气源热泵机组B分别通过管道与板式换热器相连，板式换热器通过第三管道与地暖盘管末端***相连，地暖盘管末端***通过第四管道与板式换热器相连；板式换热器分别通过管道与空气源热泵机组A和空气源热泵机组B相连构成回路。
5.根据权利要求4所述的多能源采暖、制冷和供水***，其特征在于：所述能源转换中心内还设置有水箱，水箱内有水，水箱通过管道与套管换热器相连构成回路，空气源热泵机组B也与套管换热器相连构成回路，套管换热器将空气源热泵机组B的能量传递给水箱内的水；水箱内设置盘管，太阳能集热器与盘管构成回路。
6.根据权利要求4所述的多能源采暖、制冷和供水***，其特征在于：所述第三管道上还分别设置有膨胀罐和排气阀。
7.根据权利要求2所述的多能源采暖、制冷和供水***，其特征在于：所述第一管道上还分别设置有膨胀罐和排气阀。
8.根据权利要求1所述的多能源采暖、制冷和供水***，其特征在于：所述太阳能集热器还与自来水补水管相连。
9.根据权利要求1所述的多能源采暖、制冷和供水***，其特征在于：所述太阳能集热器为相变太阳能集热器。
10.根据权利要求1所述的多能源采暖、制冷和供水***，其特征在于：所述太阳能集热器为U管或平板集热器。
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