CN213777899U - 太阳能、空气能双源双筒蓄热间接式智能热水站 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开一种太阳能、空气能双源双筒蓄热间接式智能热水站，其特征是供热水箱与并联集热泵和集热泵的进水口通过相关阀门与管路连接，集热泵的出口总管与电子水处理仪的进水口连接，电子水处理仪的出口总管通过防冻排空电磁阀阀组与空气源热泵的进水口连接，空气源热泵的出水口汇总后通过室外温度传感器及空气源热泵回水温度传感器与供热水箱连接；其次集热泵的进水口总管与供热水箱、蓄热水箱内换热管束出来的总管连接，集热泵与太阳能集热模块的进水口连接，供热水箱通过热水泵提供热水，可满足学校、厂矿企业、宾馆、部队、房地产等单位需用。本实用新型智能化控制高，节能效果显著，通过利用空气源热泵和太阳能集热模块达到节能减排的目的。

Description

太阳能、空气能双源双筒蓄热间接式智能热水站
技术领域
本实用新型涉及一种太阳能、空气能双源双筒(太阳能承压集热)蓄热间接式智能热水站。利用西北及西南地区昼夜温差大、一年中低温天气长且太阳能丰富的特点，将空气热能和太阳能相结合，互为补充产生生活热水的自动智能型中、大型集中节能热水站，为企业、宾馆、学校、部队服务。
背景技术
针对太阳能丰富，但春、冬季气温普遍偏低，同时昼夜温差大，水质偏硬的西北和西南地区，如何更节能、更合理、更大效率、更方便地利用太阳能和空气能相结合，提供生产生活热水，是科技人员开发新产品，满足生产生活的需求的最终目的。
发明内容
鉴于上述，本实用新型的目的是在于提供一种能适应于西北、西南地区环境特点的有效利用空气热能和太阳能生产生活热水的，集防冻、防垢于一体的高效节能、结构紧凑、智能化控制水平高的整体式无人值守的智能热水站，本热水站能最大限度的蓄存热水，同时能保证恒温恒压供水。
本实用新型的目的可通过以下技术方案来实现：
一种太阳能、空气能双源双筒蓄热间接式智能热水站分室外部分和室内机组两部分组成。室外部分含：①第一空气源热泵1-1、第二空气源热泵1-2，回水总管温度传感器T2、室外温度传感器T3、相关阀门管路支架等；②太阳能集热模块9、供总管温度传感器T6、回水总管温度传感器T7及相关阀门管路支架等；室内机房含：第一空气源热泵集热泵2-1、第二空气源热泵集热泵2-2、供热水箱3-1、储热水箱3-2、第一供水与循环泵4-1、第二供水与循环泵4-2、第一太阳能集热泵5-1、第二太阳能集热泵5-2、电子水处理仪6、智能控制柜7、供水气压罐8-1、太阳能集热气压罐8-2、软水器10、软水箱3-3、太阳能集热***补水泵11及相关集热***阀组、自来水补水阀组、回水阀组、集热***防冻排空阀组等组成。其结构特征在于***分为四种连接方式：
集热***的连接：
①空气能集热***的连接：供热水箱3-1与第一空气源热泵集热泵2-1、第二空气源热泵集热泵2-2的进水口通过相关阀门与管路连接，第一空气源热泵集热泵2-1、第二空气源热泵集热泵2-2的出口总管与电子水处理仪6的进水口连接，电子水处理仪6的出口总管一支与防冻排空电磁阀D4阀组连接，一支与第一空气源热泵1-1、第二空气源热泵1-2的进水口连接，第一空气源热泵1-1、第二空气源热泵1-2的出水口汇总后与供热水箱3-1连接，室外温度传感器T3及空气源热泵回水温度传感器T2与智能控制柜7连接；
②太阳能集热***的连接：软水箱3-3与补水泵11的进水口通过相关阀门与管路连接，补水泵11出口一支连接气压罐8-2，一支与第一太阳能集热泵5-1、第二太阳能集热泵5-2的进水口总管及供热水箱3-1、储热水箱3-2内换热管束出来的总管连接，第一太阳能集热泵5-1、第二太阳能集热泵5-2与屋面太阳能集热模块9的进水口连接，第一太阳能集热泵5-1、第二太阳能集热泵5-2前、后总管各开一支管与防冻排空电磁阀D5-1和防冻排空阀D5-2阀组连接，并将出口接入软水箱3-3中，太阳能集热模块9的出水口汇总后通过集热调节三通电动阀D6分别和供热水箱3-1及储热水箱3-2的换热管束接口连接，总管与补水管及太阳能集热泵入口接管碰头，形成循环集热回路；室外管路温度传感器T6及回水温度传感器T7与智能控制柜7连接；软水箱3-3与软水器10相连接，自来水进水口装电磁阀D3,D3与软水箱室液位传感器P3与智能控制柜7相连接；
补水***的连接：自来水通过补水电磁阀D2-1阀组进入供热水箱3-1上部，通过补水电磁阀D2-2阀组进入储热水箱3-2上部;储热水箱3-2与供热水箱3-1底部通过管阀连通，并联的补水电磁阀D2-1和补水电磁阀D2-2、供热水箱底部液位传感器P1、储热水箱液位传感器P6与智能控制柜7连接；
供水与低温循环***的连接：热水供水与第一循环泵4-1和第二循环泵4-2通过相关阀组与供热水箱3-1连接，出口连接到供水管路及气压罐8-1上，回水温控阀组D1进水口连接供水的回水管（外网进机房），出口连接供热水箱3-1，供水与第一循环泵4-1和第二循环泵4-2出口总管上的压力传感器P2及回水温控电动阀D1、回水温度传感器T5与控制柜7相连。
本实用新型与现有技术列表相比具有的优点见表1：
表1本实用新型与现有技术相比具有的优点：
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE001
综上所述，本实用新型针对需大中型集中供应生活热水的用户，***设有储热水箱和供热水箱，既可以蓄存大量热量，确保最大效率的利用太阳能和空气能，又能确保恒温恒压供水，并优化***设计，开发出先进的控制***。
附图说明
图1：本实用新型***结构示意图。
图中各元器件名称见表2。
表2 各元器件名称：
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE003
具体实施方式：
一种太阳能、空气能双源双筒蓄热间接式智能热水站分室外部分和室内机组两部分组成：室外部分含：①第一空气源热泵1-1、第二空气源热泵1-2，回水总管温度传感器T2、室外温度传感器T3、相关阀门管路支架等；②太阳能集热模块9、供水总管温度传感器T6、回水总管温度传感器T7、相关阀门管路支架等；室内机房含：第一空气源热泵集热泵2-1、第二空气源热泵集热泵2-2、供热水箱3-1、储热水箱3-2、第一供水与循环泵4-1、第二供水与循环泵4-2、第一太阳能集热泵5-1、第二太阳能集热泵5-2、电子水处理仪6、智能控制柜7、供水气压罐8-1、太阳能集热气压罐8-2、软水器10、软水箱3-3、太阳能集热***补水泵11及相关集热***阀组、自来水补水阀组、回水阀组、集热***防冻排空阀组等组成。其结构特征在于：***为四种连接方式，其结构特征分述如下：
1.1***的组成：
①空气能集热***的连接：供热水箱3-1与第一空气源热泵集热泵2-1和第二空气源热泵集热泵2-2的进水口通过相关阀门与管路连接，第一空气源热泵集热泵2-1和第二空气源热泵集热泵2-2的出口总管与电子水处理仪6的进水口连接，电子水处理仪6的出口总管一支与防冻排空电磁阀D4阀组连接，一支与第一空气源热泵1-1和第二空气源热泵1-2的进水口连接，第一空气源热泵1-1和第二空气源热泵1-2的出水口汇总后与供热水箱3-1连接，室外温度传感器T3及空气源热泵回水温度传感器T2与智能控制柜7连接；
②太阳能集热***的连接：软水箱3-3与补水泵11的进水口通过相关阀门与管路连接，补水泵11出口一支连接气压罐8-2，一支与第一太阳能集热泵5-1和第二太阳能集热泵5-2的进水口总管及供热水箱3-1、储热水箱3-2内换热管束出来的总管连接，太阳能集热泵5-1、5-2与屋面太阳能集热模块9的进水口连接，第一太阳能集热泵5-1和第二太阳能集热泵5-2前、后总管各开一支管与防冻排空电磁阀D5-1、D5-2阀组连接，并将出口接入软水箱3-3中，太阳能集热模块9的出水口汇总后通过集热调节三通电动阀D6分别和供热水箱3-1及储热水箱3-2的换热管束接口连接，总管与补水管及太阳能集热泵入口接管碰头，形成循环集热回路；室外管路温度传感器T6及回水温度传感器T7与智能控制柜7连接；软水箱3-3与软水器10相连接，自来水进水口装电磁阀D3,与软水箱室液位传感器P3与智能控制柜7相连接。
补水***的连接：自来水通过补水电磁阀D2-1阀组进入供热水箱3-1上部，通过补水电磁阀D2-2阀组进入储热水箱3-2上部;储热水箱3-2与供热水箱3-1底部通过管阀连通，并联的补水电磁阀D2-1和第二补水电磁阀D2-2、供热水箱底部液位传感器P1、储热水箱液位传感器P6与智能控制柜7连接。
供水与低温循环***的连接：热水供水与第一循环泵4-1、第二循环泵4-2通过相关阀组与供热水箱3-1连接，出口连接到供水管路及气压罐8-1上，回水温控阀组D1进水口连接供水的回水管（外网进机房），出口连接供热水箱3-1，供水与第一循环泵4-1、第二循环泵4-2出口总管上的压力传感器P2及回水温控电动阀D1、回水温度传感器T5与控制柜7相连。
***运行原理说明：
①空气能集热***运行原理说明：当水箱水温低于设定的供水温度时，且水箱水位高于设定的最低水位时，当外界气温高于设定的温度时，空气源热泵集热泵将水箱内的冷水通过电子水处理仪循环到空气源热泵进行制热，将水箱水温提升到设定值时自动停止；空气源热泵在空气源热泵集热泵启动后延时启动，在空气源热泵集热泵停止时停止；空气源热泵集热泵在空气源热泵启动前启动，在空气源热泵停止后停止；电子水处理仪通过产生的高频电场，阻止水中的钙镁离子聚集，减弱在集热管路和设备中的结垢；同时当室外温度低于设定值时，空气源热泵集热水泵停止，集热***管路上的防冻电磁阀开启，排空室外管路中的水进入水箱进行防冻，当室外温度高于设定值时，防冻电磁阀关闭。
②太阳能集热原理说明：
a集热***传热介质的注入与防冻排空：自来水进入软水器后经过软化处理进入到软水箱，当室外温度T6大于设定的防冻温度时，通过补水泵补入集热***，补满为止，此时太阳能集热泵前电动阀D5-1,和后电动阀D5-2关闭；当室外温度T6小于设定的防冻温度时，太阳能集热泵前电动阀D5-1和后电动阀D5-2开启，同时太阳能集热泵5-1和第二太阳能集热泵5-2、补水泵11停止，***进行排空防冻；由于采用软化水，故集热***不会结垢；
b温差集热：当供热水箱3-1水温传感器T1或储热水箱3-2水温传感器T4低于太阳能集热模块9出口温度T7一定温差时，太阳能集热泵将专用水箱内的软水循环到太阳能集热模块内进行制热，制热的水流过水箱内置的换热管束，将热量与自来水进行交换后重新循环加热，直到温差小于设定值时停泵；
c热量调节：集热时通过供热水箱3-1水温传感器T1、储热水箱3-2水温传感器T4和太阳能集热调节阀D6联动，优先加热供热水箱3-1内的水到设定供水温度后，太阳能集热调节阀D6再切换到储热水箱3-2，加热储热水箱的水，进行热量储存。
控制说明：
空气源热泵集热泵2：
①通过供热水箱3-1内水位传感器P1传出的水位参数，当实际水位高于设定的最低水位参数时(高于集热水泵的取水口一定值)，空气源热泵集热泵处于可启动状态；
②通过供热水箱3-1内水温传感器T1传出的水温参数，当实际水温低于设定的最低水温参数时(低于供水温度一定值)，空气源热泵集热泵处于可启动状态；
③通过室外温传感器T3传出的环境温度参数，当环境温度高于设定的参数时(空气源热泵启动时能具有效高的能效比时的环境温度值)，空气源热泵集热泵在具有上述两条处于可启动状态工况下启动，当供热水箱3-1温度传感器T1测得温度达到供水温度设定值时，空气源热泵1-1和第二空气源热泵1-2停止制热工作，第一空气源热泵集热泵2-1和第二空气源热泵集热泵2-2停止。
空气源热泵1：
①空气源热泵在第一空气源热泵集热泵2-1、第二空气源热泵集热泵2-2启动后延时启动；
②在第一空气源热泵集热泵2-1和第二空气源热泵集热泵2-2停止时停止。
补水***：
2.1***组成：
自来水通过补水电磁阀D2-1阀组进入供热水箱3-1上部，通过补水电磁阀D2-2阀组进入储热水箱3-2上部;储热水箱3-2与供热水箱3-1底部通过管阀连通，供水水箱补水电磁阀D2-1和储热水箱自来水补水阀D2-2、水箱底部液位传感器P1、储热水箱液位传感器P6与控制柜7连接；
2.2运行原理与控制说明：
①正常补水：供热水箱3-1的水由储热水箱3-2上部开口的连接管向供热水箱供水，储热水箱3-2平时为满箱水，采用高水位补水，即储热水箱液位传感器P6测得水位低于高水位时，D2-2电磁阀开启补水，这样保证供热水箱内的补水为储热水箱3-2过去的热水；当供热水箱3-1水温T1高于设定的供水温度时（储热水箱水温过高的情况下进行的补水），且供热水箱液位传感器P1水位低于设定的最高水位时，D2-1电磁阀开启进行调温补水；当供热水箱水温传感器T1接近供水温度时，D2-1补水阀关闭。
②特殊情况下：当用水量过大，或者储热水箱3-2水温接近自来水进水温度时，无必要从储热水箱3-2补水，则可通过控制柜7触摸屏上的相关按键，自接手动工况下点开D2-1补水。
供水与低温循环***：
3.1***组成：
第一供水与循环泵4-1和第二供水与循环泵4-2通过相关阀组与供热水箱3-1连接，出口连接到供水管路及气压罐8-1上，回水温控阀组D1进水口连接供水的回水管（外网进机房），出口连接供热热水箱3-1，供水与循环泵出口的压力传感器P2及回水温控电动阀D1、回水温度传感器T5与控制柜7相连。
运行原理与控制说明：
变频恒压供水：
①当供热水箱内水位传感器P1测得值低于设定的供水与循环泵起泵参数时，供水与循环泵不可启动；高于供水与循环泵起泵参数时，供水与循环泵处于可启动状态；
②当供水与循环泵处于可启动状态时，在控制柜7上设定供水压力值，当第一供水与循环泵4-1和第二供水与循环泵4-2的出水口总管上的压力传感器P2测得压力低于设定值时，供水与循环泵启动；当压力传感器P2测得压力高于设定值时，供水与循环泵停止；
回水温度控制：
①当回水管上的温度传感器T5测得温度低于最低回水温度时，回水温控阀D1开启向水箱泄水，同时联动使供水管中压力下降，压力传感器P2测得压力低于设定值时，供水与循环泵启动，将供热水箱内的热水打入供水及回水管路中取代原有冷水，回水管中的冷水回流到水箱二次加热；
②当置换后温度传感器T5测得回水管中的热水水温高于设定值时，回水温控阀D1关闭，同时联动使供水管中压力上升，压力传感器P2测得压力高于设定值时，供水与循环泵停止。

Claims (1)

1.一种太阳能、空气能双源双筒蓄热间接式智能热水站，分室外部分和室内机组两部分组成：室外部分含：①第一空气源热泵（1-1）、第二空气源热泵（1-2），回水总管温度传感器T2、室外温度传感器T3、相关阀门管路支架等；②太阳能集热模块（9）、供总管温度传感器T6、回水总管温度传感器T7及相关阀门管路支架等；室内机房含：第一空气源热泵集热泵（2-1）、第二空气源热泵集热泵（2-2）、供热水箱（3-1）、储热水箱（3-2）、第一供水与循环泵（4-1）、第二供水与循环泵（4-2）、第一太阳能集热泵（5-1）、第二太阳能集热泵（5-2）、电子水处理仪（6）、智能控制柜（7）、供水气压罐（8-1）、太阳能集热气压罐（8-2）、软水器（10）、软水箱（3-3）、太阳能集热***补水泵（11）及相关集热***阀组、自来水补水阀组、回水阀组、集热***防冻排空阀组等组成，其结构特征在于***分为四种连接方式：
集热***的连接：
①空气能集热***的连接：供热水箱（3-1）与第一空气源热泵集热泵（2-1）、第二空气源热泵集热泵（2-2）的进水口通过相关阀门与管路连接，第一空气源热泵集热泵（2-1）和第二空气源热泵集热泵（2-2）的出口总管与电子水处理仪（6）的进水口连接，电子水处理仪（6）的出口总管一支与防冻排空电磁阀D4阀组连接，一支与第一空气源热泵（1-1）和第二空气源热泵（1-2）的进水口连接，第一空气源热泵（1-1）和第二空气源热泵（1-2）的出水口汇总后与供热水箱（3-1）连接，室外温度传感器T3及空气源热泵回水温度传感器T2与智能控制柜（7）连接；
②太阳能集热***的连接：软水箱（3-3）与补水泵（11）的进水口通过相关阀门与管路连接，补水泵（11）出口一支连接太阳能集热气压罐（8-2），一支与第一太阳能集热泵（5-1）和第二太阳能集热泵（5-2）的进水口总管及供热水箱（3-1）、储热水箱（3-2）内换热管束出来的总管连接，第一太阳能集热泵（5-1）和第二太阳能集热泵（5-2）与屋面太阳能集热模块（9）的进水口连接，第一太阳能集热泵（5-1）和第二太阳能集热泵（5-2）前、后总管各开一支管与防冻排空电磁阀D5-1和防冻排空阀D5-2阀组连接，并将出口接入软水箱（3-3）中，太阳能集热模块（9）的出水口汇总后通过集热调节三通电动阀D6分别和供热水箱（3-1）及储热水箱（3-2）的换热管束接口连接，总管与补水管及太阳能集热泵入口接管碰头，形成循环集热回路；室外管路温度传感器T6及回水温度传感器T7与智能控制柜（7）连接；软水箱（3-3）与软水器（10）相连接，自来水进水口装电磁阀D3,D3与软水箱室液位传感器P3与智能控制柜（7）相连接；
③补水***的连接：自来水通过补水电磁阀D2-1阀组进入供热水箱（3-1）上部，通过补水电磁阀D2-2阀组进入储热水箱（3-2）上部;储热水箱（3-2）与供热水箱（3-1）底部通过管阀连通，并联的补水电磁阀D2-1和补水电磁阀D2-2、供热水箱底部液位传感器P1、储热水箱液位传感器P6与智能控制柜（7）连接；
④供水与低温循环***的连接：热水供水与第一循环泵（4-1）和第二循环泵（4-2）通过相关阀组与供热水箱（3-1）连接，出口连接到供水管路及供水气压罐（8-1）上，回水温控阀组D1进水口连接外网进机房供水的回水管，出口连接供热水箱（3-1），供水与第一循环泵（4-1）和第二循环泵（4-2）出口总管上的压力传感器P2及回水温控电动阀D1、回水温度传感器T5与控制柜（7）相连。
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