一種多能源採暖、製冷和供水系統的製作方法
2023-07-15 05:04:56 2
一種多能源採暖、製冷和供水系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種多能源採暖、製冷和供水系統，包括兩組空氣源熱泵機組，所述兩組空氣源熱泵機組通過管道分別與能源轉換中心相連，能源轉換中心通過管道分別與地暖盤管末端系統和太陽能集熱器相連；用於將能源換熱中心的能量傳遞給地暖盤管末端系統的管道上分別設置有手動三通閥和電動三通閥，風機盤管末端系統通過管道與手動三通閥相連，燃氣壁掛爐通過管道與電動三通閥相連，燃氣壁掛爐和風機盤管末端系統分別通過管道與用於連接能源換熱中心和地暖盤管末端系統的管道連通。本實用新型利用太陽能與空氣源的相互補充，實現了太陽能及空氣能兩種能源的最大化利用。
【專利說明】—種多能源採暖、製冷和供水系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種多能源採暖、製冷和供水系統。
【背景技術】
[0002]太陽能作為新能源之一，其技術的成熟性及市場的需求性決定了太陽能必將成為能源的替代之一。當然太陽能不能只限制在太陽能熱水領域，其必將推向工農業熱利用、建築製冷採暖的應用。對於家居化的太陽能製冷、採暖應用，目前的太陽能的技術仍未作出突破，適合市場化的太陽能製冷、採暖方案仍有很多細節問題需要探討。但是目前因南方市場的採暖需求非常強烈，市場的需求量較大。因目前氣候環境的惡劣變化，常規能源的緊缺，不可能將南方市場再建設成集中供暖的形式。因此南方市場對可再生能源及節能設備的需求非常強烈。
[0003]太陽能是最節能的能源，但由於其太陽能的不穩定性及能源密度的分布較分散，使得太陽能的可控性較差，空氣源熱泵在功能上能解決建築的製冷、採暖、熱水問題，但空氣源熱泵是需要消耗一部分的電能且冬季存在一定的結霜現象，也不會像太陽能一樣，屬於完全免費的可再生能源。因此有必要將太陽能和空氣源熱泵機組相互結合，互相彌補兩種能源產品的不足，組成較節能的能源系統，來滿足建築採暖、製冷、生活熱水的需求。
[0004]如何提供一種多能源採暖、製冷和供水系統，是目前本領域技術人員亟待解決的問題。
實用新型內容
[0005]本實用新型的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種多能源採暖、製冷和供水系統。
[0006]本實用新型採用下述技術方案:
[0007]一種多能源採暖、製冷和供水系統，包括兩組空氣源熱泵機組，所述兩組空氣源熱泵機組通過管道分別與能源轉換中心相連，能源轉換中心通過管道分別與地暖盤管末端系統和太陽能集熱器相連構成迴路；用於回流地暖盤管末端系統的管道上分別設置有手動三通閥和電動三通閥，風機盤管末端系統通過管道與手動三通閥相連，燃氣壁掛爐通過管道與電動三通閥相連，燃氣壁掛爐和風機盤管末端系統分別通過管道與用於連接能源換熱中心和地暖盤管末端系統的供能的管道連通。
[0008]優選的，所述能源轉換中心內設置有板式換熱器，所述兩組空氣源熱泵機組包括空氣源熱泵機組A和空氣源熱泵機組B，空氣源熱泵機組A和空氣源熱泵機組B分別通過管道與板式換熱器相連，板式換熱器分別通過第一管道和第二管道與地暖盤管末端系統相連形成迴路；且板式換熱器分別通過管道與空氣源熱泵機組A和空氣源熱泵機組B相連構成迴路。
[0009]優選的，所述能源轉換中心內還設置有水箱，水箱內有水，水箱通過管道與套管換熱器相連構成迴路，空氣源熱泵機組B也與套管換熱器相連構成迴路，套管換熱器將空氣源熱泵機組B的能量傳遞給水箱內的水。水箱內未設置盤管，但可以通過相變集熱器為水箱補充熱量。
[0010]優選的，所述能源轉換中心內設置有板式換熱器，所述兩組空氣源熱泵機組包括空氣源熱泵機組A和空氣源熱泵機組B，空氣源熱泵機組A和空氣源熱泵機組B分別通過管道與板式換熱器相連，板式換熱器通過第三管道與地暖盤管末端系統相連，地暖盤管末端系統通過第四管道與板式換熱器相連；板式換熱器分別通過管道與空氣源熱泵機組A和空氣源熱泵機組B相連構成迴路。
[0011]優選的，所述能源轉換中心內還設置有水箱，水箱內有水，水箱通過管道與套管換熱器相連構成迴路，空氣源熱泵機組B也與套管換熱器相連構成迴路，套管換熱器將空氣源熱泵機組B的能量傳遞給水箱內的水。水箱內設置盤管，太陽能集熱器與盤管構成迴路，盤管將太陽能吸取的熱量傳遞給水箱內的水。
[0012]優選的，所述第三管道上還分別設置有膨脹罐和排氣閥。
[0013]優選的，所述第一管道上還分別設置有膨脹罐和排氣閥。
[0014]優選的，所述太陽能集熱器還與自來水補水管相連。
[0015]優選的，所述太陽能集熱器為相變太陽能集熱器。
[0016]優選的，所述太陽能集熱器為U管或平板集熱器。
[0017]本實用新型的有益效果是:通過太陽能集熱系統，使太陽能採暖系統家居化，利用太陽能與空氣源的相互補充，實現了太陽能及空氣能兩種能源的最大化利用，減少了常規能源電的利用。
【專利附圖】
【附圖說明】
:
[0018]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1是本實用新型中實施例1的結構示意圖；
[0020]圖2是本實用新型中實施例1中能源轉換中心的結構圖；
[0021]圖3是本實用新型中實施例2的結構示意圖；
[0022]圖4是本實用新型中實施例2中能源轉換中心的結構圖；
[0023]其中:1、空氣源熱泵機組A，2、空氣源熱泵機組B，3、能源轉換中心，4、燃氣壁掛爐，5、地暖盤管末端系統，6、風機盤管末端系統，7、太陽能集熱器，8、電動三通閥，9、手動三通閥，10、板式換熱器，11、流量開關，12、膨脹罐，13、排氣閥，14、安全閥，15、第一管道，16、第二管道，17、熱水供水管道，18、熱水進水管道，19、水箱，20、電加熱棒，21、泵B，22、電磁閥A，23、套管換熱器，24、電磁閥B，25、泵A，26、第三管道，27、第四管道，28、室內儲水設備，29、自來水補水管，30、盤管，31、熱水供水管道。
【具體實施方式】
:
[0024]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
[0025]實施例1:一種多能源採暖、製冷和供水系統，其結構如圖1-2所示:包括兩組空氣源熱泵機組，所述兩組空氣源熱泵機組通過管道分別與能源轉換中心3相連，能源轉換中心3通過管道分別與地暖盤管末端系統5和太陽能集熱器7相連構成迴路；用於回流地暖盤管末端系統5的管道上分別設置有手動三通閥9和電動三通閥8，風機盤管末端系統6通過管道與手動三通閥9相連，燃氣壁掛爐4通過管道與電動三通閥8相連，燃氣壁掛爐4和風機盤管末端系統6分別通過管道與用於連接能源換熱中心3和地暖盤管末端系統5的供能的管道連通。
[0026]所述能源轉換中心3內設置有板式換熱器10，所述兩組空氣源熱泵機組包括空氣源熱泵機組Al和空氣源熱泵機組B2，空氣源熱泵機組Al和空氣源熱泵機組B2分別通過管道與板式換熱器10相連，板式換熱器10分別通過第一管道15和第二管道16與地暖盤管末端系統5相連形成迴路，第一管道15為供能的管道；且板式換熱器10分別通過管道與空氣源熱泵機組Al和空氣源熱泵機組B2相連構成迴路。
[0027]所述能源轉換中心3內還設置有水箱19，水箱19內有水，水箱19通過管道與套管換熱器23相連構成迴路，空氣源熱泵機組B2也與套管換熱器23相連構成迴路，套管換熱器23將空氣源熱泵機組B2的能量傳遞給水箱19內的水。
[0028]所述第一管道15上還分別設置有膨脹罐12和排氣閥13。
[0029]所述太陽能集熱器7還與自來水補水管29相連。
[0030]所述太陽能集熱器7為相變太陽能集熱器。
[0031]所述第一管道15上還設置有流量開關11。
[0032]所述第二管道16上設置有泵A25。
[0033]水箱19與套管換熱器23相連的管道上設置有泵B21。
[0034]且空氣源熱泵機組B2與板式換熱器10相連的管道上設置有電磁閥24。
[0035]套管換熱器23與且空氣源熱泵機組B2相連的管道上設置有電磁閥22。
[0036]水箱19內設置有電加熱棒20 ;水箱19還分別通過熱水供水管道17和熱水進水管道18與室內儲水設備28相連。
[0037]所述第一管道上還設置有安全閥14。
[0038]本實用新型的工作原理是:
[0039]夏季手動三通閥9連通風機盤管末端系統6與空氣源熱泵機組Al和空氣源熱泵機組B2，首先由空氣源熱泵機組Al根據卡諾循環的原理，為風機盤管末端系統6提供冷量；當建築負荷過高時，空氣源熱泵機組Al啟動1S後，啟動空氣源熱泵機組B2共同為風機盤管末端系統6提供冷量。
[0040]冬季手動三通閥9連通地暖盤管末端系統5與空氣源熱泵機組Al和空氣源熱泵機組B2，首先由空氣源熱泵機組B2，根據逆卡諾原理，為地暖盤管末端系統5提供熱量。當建築熱負荷不足時，空氣源熱泵機組2啟動1S後，啟動空氣源熱泵機組Al共同為地暖盤管系統5提供熱量。當室外溫度低於_5°C，停止兩組空氣源熱泵機組，啟動燃氣壁掛爐4為地暖盤管系統5提供熱量。
[0041]同時，當能源轉換中心3中的水箱溫度低於設置溫度5攝氏度時，空氣源熱泵機組B2啟動制熱水功能，為能源轉換中心3中的水箱補充熱量；當水箱溫度達到設置溫度後，空氣源熱泵機組B2停止制熱水功能。當有生活熱水使用時，自來水自動帶走相變太陽能集熱器7中的熱量用於生活熱水的需求。當冬季採暖或夏季製冷與生活熱水同時需求時，優先保證生活熱水需求。
[0042]兩組空氣源熱泵機組通過板式換熱器10將能量輸送到地暖盤管末端系統5和風機盤管末端系統6，其管路中流量開關11通過對水流量的檢測從而保護兩組空氣源熱泵機的壓縮機，防止壓縮機空載運行。
[0043]膨脹罐12用於緩衝末端因水體積的變化造成壓力的變化。
[0044]安全閥14對管道系統壓力雙重保護。
[0045]管道中的排氣閥13安裝在第一管道15上，用於排氣。
[0046]當有生活熱水的需求的時候，兩組空氣源熱泵機組通過電磁閥B24關閉和電磁閥A22的打開的切換，經過套管換熱器23，泵B21的循環，循環加熱水箱19中的水。當沒有生活熱水需求但有製冷或者採暖需求時，兩組空氣源熱泵機組通過電磁閥B24打開和電磁閥A22的開啟的切換，經過板式換熱器10，通過地暖盤管末端系統5或者風機盤管末端系統6的循環將能量輸送到末端系統。
[0047]其水箱19和室內儲水設備28都為承壓設備，當用熱水時通過自來水的壓力頂水使用。
[0048]太陽能集熱器7可選用相變蓄熱集熱器形式，水箱19使用不帶盤管水箱。
[0049]實施例2: —種多能源採暖、製冷和供水系統，其結構如圖3-4所示:包括兩組空氣源熱泵機組，所述兩組空氣源熱泵機組通過管道分別與能源轉換中心3相連，能源轉換中心3通過管道分別與地暖盤管末端系統5和太陽能集熱器7相連構成迴路；用於回流地暖盤管末端系統5的管道上分別設置有手動三通閥9和電動三通閥8，風機盤管末端系統6通過管道與手動三通閥9相連，燃氣壁掛爐4通過管道與電動三通閥8相連，燃氣壁掛爐4和風機盤管末端系統6分別通過管道與用於連接能源換熱中心2和地暖盤管末端系統5的供能的管道連通。
[0050]所述能源轉換中心內設置有板式換熱器10，所述兩組空氣源熱泵機組包括空氣源熱泵機組Al和空氣源熱泵機組B2，空氣源熱泵機組Al和空氣源熱泵機組B2分別通過管道與板式換熱器10相連，板式換熱器10分別通過第三管道26和第四管道27與地暖盤管末端系統5相連形成迴路，第三管道26為供能的管道；板式換熱器10分別通過管道與空氣源熱泵機組Al和空氣源熱泵機組B2相連構成迴路。
[0051]所述能源轉換中心3內還設置有水箱19，水箱內有水，水箱19通過管道與套管換熱器23相連構成迴路，空氣源熱泵機組B2也與套管換熱器23相連構成迴路，套管換熱器23將空氣源熱泵機組B2的能量傳遞給水箱19內的水。水箱19內設置有盤管30，盤管30與太陽能集熱器7構成循環迴路，盤管30將太陽能集熱器7吸取的熱量通過太陽能泵站(圖中未示出)傳遞給水箱19內的水。
[0052]所述第三管道26上還分別設置有膨脹罐12和排氣閥13。
[0053]所述水箱19還與自來水補水管29相連。
[0054]所述太陽能集熱器7為U管或平板集熱器。
[0055]所述第三管道26上還設置有流量開關11。
[0056]所述第四管道27上設置有泵A25。
[0057]水箱19與套管換熱器23相連的管道上設置有泵B21。
[0058]且空氣源熱泵機組B2與板式換熱器10相連的管道上設置有電磁閥24。
[0059]套管換熱器23與且空氣源熱泵機組B2相連的管道上設置有電磁閥22。
[0060]水箱19內設置有電加熱棒20 ;水箱19通過熱水供水管道31與室內儲水設備28或末端用水設備相連。
[0061]所述第三管道上還設置有安全閥14。
[0062]本實用新型的工作原理是:
[0063]夏季手動三通閥9連通風機盤管末端系統6與空氣源熱泵機組Al和空氣源熱泵機組B2，首先由空氣源熱泵機組Al根據卡諾循環的原理，為風機盤管末端系統6提供冷量；當建築負荷過高時，空氣源熱泵機組Al啟動1S後，啟動空氣源熱泵機組B2共同為風機盤管末端系統6提供冷量。
[0064]冬季手動三通閥9連通地暖盤管末端系統5與空氣源熱泵機組Al和空氣源熱泵機組B2，首先由空氣源熱泵機組B2，根據逆卡諾原理，為地暖盤管末端系統5提供熱量。當建築熱量不足時，空氣源熱泵機組B2啟動1S後，啟動空氣源熱泵機組Al共同為地暖盤管系統5提供熱量。當室外溫度低於_5°C，停止兩組空氣源熱泵機組，啟動燃氣壁掛爐4為地暖盤管系統5提供熱量。
[0065]同時，當能源轉換中心3的水箱溫度低於設置溫度5攝氏度時，空氣源熱泵機組B2啟動制熱水功能，為能源轉換中心3中的水箱補充熱量；當水箱溫度達到設置溫度後，空氣源熱泵機組B2停止制熱水功能。另外，能源轉換中心3中的水箱為太陽能集熱器7構成溫差循環，即:在水箱溫度低於設置溫度的情況下，當檢測到太陽能集熱器7與水箱的溫差^ 5°C，太陽能循環泵開啟循環，通過水箱中的盤管加熱水箱中的水；當太陽能集熱器7與水箱的溫差< 2°C，太陽能循環泵(圖中未示出)停止。當冬季採暖或者夏季製冷與生活熱水同時需求時，優先保證生活熱水需求。
[0066]兩組空氣源熱泵機組通過板式換熱器10將能量輸送到地暖盤管末端系統5和風機盤管末端系統6其管路中流量開關11通過對水流量的檢測從而保護兩組空氣源熱泵機的壓縮機，防止壓縮機空載運行。
[0067]膨脹罐12用於緩衝末端因水體積的變化造成壓力的變化。
[0068]安全閥14對管道系統壓力雙重保護。
[0069]管道中的排氣閥13安裝在第三管道26上，用於排氣。
[0070]當有生活熱水的需求的時候，兩組空氣源熱泵機組通過電磁閥B24開啟和電磁閥A22的關閉的切換，經過套管換熱器23，泵B21的循環，循環加熱水箱19中的水。當沒有生活熱水需求但有製冷或者採暖需求時，兩組空氣源熱泵機組通過電磁閥B24關閉和電磁閥A22的開啟的切換，經過板式換熱器10，通過地暖盤管末端系統5或者風機盤管末端系統6的循環將能量輸送到末端系統。
[0071]其水箱19水箱和室內儲水設備28均為承壓設備，有熱水需求時通過自來水的壓力頂水使用。
[0072]太陽能集熱器可選用U管或平板集熱器，水箱19使用帶盤管水箱。
[0073]本方案中提及的地暖盤管末端系統和目前生活中所使用的地暖或地暖系統相同，風機盤管末端系統與風機盤管系統也相同，且套管換熱器與套管式換熱器亦相同，並在現有文獻中有較多記載，在此不進行贅述。
[0074]本說明書中各個實施例採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0075]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本實用新型將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。
【權利要求】
1.一種多能源採暖、製冷和供水系統，其特徵在於:包括兩組空氣源熱泵機組，所述兩組空氣源熱泵機組通過管道分別與能源轉換中心相連，能源轉換中心通過管道分別與地暖盤管末端系統和太陽能集熱器相連構成迴路；用於回流地暖盤管末端系統的管道上分別設置有手動三通閥和電動三通閥，風機盤管末端系統通過管道與手動三通閥相連，燃氣壁掛爐通過管道與電動三通閥相連，燃氣壁掛爐和風機盤管末端系統分別通過管道與用於連接能源換熱中心和地暖盤管末端系統的供能的管道連通。
2.根據權利要求1所述的多能源採暖、製冷和供水系統，其特徵在於:所述能源轉換中心內設置有板式換熱器，所述兩組空氣源熱泵機組包括空氣源熱泵機組A和空氣源熱泵機組B，空氣源熱泵機組A和空氣源熱泵機組B分別通過管道與板式換熱器相連，板式換熱器分別通過第一管道和第二管道與地暖盤管末端系統相連形成迴路；且板式換熱器分別通過管道與空氣源熱泵機組A和空氣源熱泵機組B相連構成迴路。
3.根據權利要求2所述的多能源採暖、製冷和供水系統，其特徵在於:所述能源轉換中心內還設置有水箱，水箱內有水，水箱通過管道與套管換熱器相連構成迴路，空氣源熱泵機組B也與套管換熱器相連構成迴路，套管換熱器將空氣源熱泵機組B的能量傳遞給水箱內的水。
4.根據權利要求1所述的多能源採暖、製冷和供水系統，其特徵在於:所述能源轉換中心內設置有板式換熱器，所述兩組空氣源熱泵機組包括空氣源熱泵機組A和空氣源熱泵機組B，空氣源熱泵機組A和空氣源熱泵機組B分別通過管道與板式換熱器相連，板式換熱器通過第三管道與地暖盤管末端系統相連，地暖盤管末端系統通過第四管道與板式換熱器相連；板式換熱器分別通過管道與空氣源熱泵機組A和空氣源熱泵機組B相連構成迴路。
5.根據權利要求4所述的多能源採暖、製冷和供水系統，其特徵在於:所述能源轉換中心內還設置有水箱，水箱內有水，水箱通過管道與套管換熱器相連構成迴路，空氣源熱泵機組B也與套管換熱器相連構成迴路，套管換熱器將空氣源熱泵機組B的能量傳遞給水箱內的水；水箱內設置盤管，太陽能集熱器與盤管構成迴路。
6.根據權利要求4所述的多能源採暖、製冷和供水系統，其特徵在於:所述第三管道上還分別設置有膨脹罐和排氣閥。
7.根據權利要求2所述的多能源採暖、製冷和供水系統，其特徵在於:所述第一管道上還分別設置有膨脹罐和排氣閥。
8.根據權利要求1所述的多能源採暖、製冷和供水系統，其特徵在於:所述太陽能集熱器還與自來水補水管相連。
9.根據權利要求1所述的多能源採暖、製冷和供水系統，其特徵在於:所述太陽能集熱器為相變太陽能集熱器。
10.根據權利要求1所述的多能源採暖、製冷和供水系統，其特徵在於:所述太陽能集熱器為U管或平板集熱器。
【文檔編號】F25B41/06GK203980402SQ201420442185
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月6日 優先權日:2014年8月6日
【發明者】劉洪緒, 張麗, 韓麗傑, 陳海龍, 池曉飛 申請人:皇明太陽能股份有限公司