气、电梯级全余热回收热水节能系统的制作方法

本实用新型涉及一种气、电梯级全余热回收热水节能系统，属加热、供能领域，更具体的说是涉及一种气、电梯级全余热回收热水节能系统。

背景技术：

近年来，石油和天然气迅速被开发并使用与多个领域，但由于资源的大量使用，使得城市环境污染和大气污染较为严重，为了改善大气质量和环境污染，我国对燃料政策进行了调整，开始鼓励公共企事业单位利用锅炉进行集中燃烧，为市民提供热能、热水，减少污染，并且石油和天然气为不可再生资源，因此还可减少资源的浪费。

但现在的锅炉系统中，基本都是以燃烧天然气为主，不仅天然气需求量大，而且成本较高，对于天然气这类不可再生资源而言，较为浪费。因此，我们需要在原来燃气锅炉系统的基础上，设计出低能耗、环保、高效、成本低的节能减排系统。

技术实现要素：

本实用新型克服了现有技术的不足，提供了一种气、电梯级全余热回收热水节能系统，解决了以往的锅炉系统使用时能耗和成本高及排污量大的技术难题。

为解决上述的技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

气、电梯级全余热回收热水节能系统，包括：

蓄水池，蓄水池内设置有热泵高限位传感器、第一温度传感器、锅炉高限位传感器及锅炉低限位传感器，所述蓄水池连通有供水管和用户用水管路；

空气源换热系统，包括均与所述蓄水池连通的循环式空气源热泵和第二热泵循环泵，所述循环式空气源热泵和第二热泵循环泵还通过管道相互连通；

锅炉换热系统，锅炉换热系统包括燃气锅炉、换热器、锅炉循环泵及第一热泵循环泵，所述换热器分别与蓄水池、燃气锅炉、锅炉循环泵及第一热泵循环泵连通，所述锅炉循环泵和第一热泵循环泵还分别连通燃气锅炉和蓄水池，所述燃气锅炉设置有排烟管；

用水回水系统，该系统与所述蓄水池连通，用于为用户用水管路提供热水并回收多余热水。

作为该方案的进一步完善，该气、电梯级全余热回收热水节能系统还包括余热回收系统。

作为该方案的进一步完善，所述余热回收系统包括余热回收器，所述余热回收器分别连通有第二恒温电动阀和所述排烟管，所述第二恒温电动阀与蓄水池连通;所述余热回收器还设置有排烟出口管，所述循环式空气源热泵设置有进烟管和出烟管，进烟管和出烟管均与排烟出口管连通，且所述排烟出口管位于进烟管和出烟管之间还设置有第一电动排烟阀，所述循环式空气源热泵还设置有补风口；所述排烟出口管位于余热回收器的出气端还设置有空气预热器，空气预热器和余热回收器之间的排烟出口管外侧还缠绕有预热管路，预热管路与供水管连通。

作为该方案的进一步完善，所述余热回收器外部还设置有旁通管，旁通管两端分别连通排烟管和排烟出口管，所述旁通管上设置有第二电动排烟阀和烟气压力传感器，所述余热回收器设置有第二温度传感器，所述循环式空气源热泵内还设有第四温度传感器。

作为该方案的进一步完善，所述供水管和蓄水池之间还连通有供水电动阀。

作为该方案的进一步完善，所述用水回水系统包括用水系统和回水系统，所述用水系统包括与所述蓄水池连通的恒压循环泵，恒压循环泵直接与用户用水管路连通；所述回水系统包括与所述蓄水池连通的第一恒温电动阀，第一恒温电动阀直接与用户用水管路连通，所述第一恒温电动阀泵还连接有第三温度传感器。

作为该方案的进一步完善，该气、电梯级全余热回收热水节能系统还包括控制系统。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型通过空气源换热系统作为主要供能系统供能，锅炉换热系统辅助供能，从而减少了天然气的使用和消费，降低了能耗和减少了环境污染，并降低了成本。

同时，本实用新型还公开了上述气、电梯级全余热回收热水节能系统的控制方法，该控制方法包括对蓄水池内进行水温控制和水位控制, 水温控制和水位控制同时进行;

其中，

水温控制包括:

预先设定第一温度传感器的设定温度，第一温度传感器检测蓄水池内水温值并输送水温信号给控制系统，控制系统根据水温信号执行以下步骤:

A1.当水温高于45℃时，关闭循环式空气源热泵和第二热泵循环泵，开启供水电动阀供水，水温达到设定温度后关闭供水电动阀停止供水；

A2. 当水温低于40℃时，开启循环式空气源热泵和第二热泵循环泵，关闭供水电动阀停止供水，水温达到设定温度后关闭循环式空气源热泵和第二热泵循环泵；

水位控制包括:

热泵高限位传感器监测蓄水池内水位，并输出水位信号给控制系统，控制系统根据水位信号执行以下步骤:

B1.若水位低于热泵高限位传感器所在位置，开启供水电动阀对蓄水池供水；

B2.若水位等于或高于热泵高限位传感器所在位置，关闭供水电动阀停止对蓄水池供水；

所述水温控制和水位控制中，若同时满足水温控制和水位控制，则优先执行水位控制。

作为该方法的进一步完善，所述水位控制还包括锅炉补水控制，锅炉补水控制通过锅炉低限位传感器和锅炉高限位传感器监测蓄水池内锅炉补水水位，并输出水位信号给控制系统，控制系统根据水位信号执行以下步骤:

C1. 若锅炉补水水位低于锅炉低限位传感器所在位置，打开供水电动阀，启动第一热泵循环泵、锅炉循环泵及燃气锅炉；

C2. 若锅炉补水水位高于锅炉高限位传感器所在位置，关闭供水电动阀和燃气锅炉，并延时关闭第一热泵循环泵和锅炉循环泵。

作为该方法的进一步完善，所述第一热泵循环泵和锅炉循环泵延时关闭的时间为10分钟。

本方法通过合理控制系统各部件的开闭，减少了多余能源的消耗，并通过控制空气源换热系统提供主要热能，减少了锅炉换热系统的使用，从而降低了成本和污染物的排放，同时通过合理控制气、电梯级全余热回收热水节能系统的水位和水温，使其保持在需求范围，在保证需求的同时减少能耗。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

图1是本实用新型的气、电梯级全余热回收热水节能系统示意图，图中实线箭头方向表示水流流向；图中虚线箭头表示烟气流向；

图2为余热回收系统的结构示意图；

图3是图2的部分结构示意图；

图4是本实用新型的节能控制方法的示意图，图中箭头方向表示水流流向；

图中的标号分别表示为：1、蓄水池；2、燃气锅炉；3、第二恒温电动阀；4、第二温度传感器；5、余热回收器；6、排烟出口管；7、预热管路；8、第二电动排烟阀；9、烟气压力传感器；10、旁通管；11、排烟管；12、补风口；13、第四温度传感器；14、进烟管；15、空气预热器；16、第一电动排烟阀；17、出烟管；18、循环式空气源热泵。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。

如图1所示，气、电梯级全余热回收热水节能系统，包括：

蓄水池，蓄水池内设置有热泵高限位传感器、第一温度传感器、锅炉高限位传感器及锅炉低限位传感器，所述蓄水池连通有供水管和用户用水管路；

空气源换热系统，包括均与所述蓄水池连通的循环式空气源热泵和第二热泵循环泵，所述循环式空气源热泵和第二热泵循环泵还通过管道相互连通；

锅炉换热系统，锅炉换热系统包括燃气锅炉、换热器、锅炉循环泵及第一热泵循环泵，所述换热器分别与蓄水池、燃气锅炉、锅炉循环泵及第一热泵循环泵连通，所述锅炉循环泵和第一热泵循环泵还分别连通燃气锅炉和蓄水池，所述燃气锅炉设置有排烟管；

用水回水系统，该系统与所述蓄水池连通，用于为用户用水管路提供热水并回收多余热水。

该气、电梯级全余热回收热水节能系统还包括余热回收系统。

所述余热回收系统包括余热回收器，所述余热回收器分别连通有第二恒温电动阀和所述排烟管，所述第二恒温电动阀与蓄水池连通;所述余热回收器还设置有排烟出口管，所述循环式空气源热泵设置有进烟管和出烟管，进烟管和出烟管均与排烟出口管连通，且所述排烟出口管位于进烟管和出烟管之间还设置有第一电动排烟阀，所述循环式空气源热泵还设置有补风口；所述排烟出口管位于余热回收器的出气端还设置有空气预热器，空气预热器和余热回收器之间的排烟出口管外侧还缠绕有预热管路，预热管路与供水管连通。

所述余热回收器外部还设置有旁通管，旁通管两端分别连通排烟管和排烟出口管，所述旁通管上设置有第二电动排烟阀和烟气压力传感器，所述余热回收器设置有第二温度传感器，所述循环式空气源热泵内还设有第四温度传感器。

所述供水管和蓄水池之间还连通有供水电动阀。

所述用水回水系统包括用水系统和回水系统，所述用水系统包括与所述蓄水池连通的恒压循环泵，恒压循环泵直接与用户用水管路连通；所述回水系统包括与所述蓄水池连通的第一恒温电动阀，第一恒温电动阀直接与用户用水管路连通，所述第一恒温电动阀泵还连接有第三温度传感器。

该气、电梯级全余热回收热水节能系统还包括控制系统。

本实施例市政供水系统通过供水管给蓄水池蓄水，并通过热泵高限位传感器、第一温度传感器、锅炉高限位传感器及锅炉低限位传感器检测内部水温和水位，从而控制空气源换热系统和锅炉换热系统开闭进行换热，通过用水回水系统提供热水给用户用水管路。

本实施例的空气源换热系统通过循环式空气源热泵和第二热泵循环泵与外部进行换热，循环式空气源热泵与外部空气中的能量作为主要动力，能够逐步减少传统采暖给大气环境带来的大量污染物排放，环保高效，能满足加热需求的同时保证环保。

本实施例的锅炉换热系统，通过换热器将燃气锅炉热量交换给第一热泵循环泵内的温水，实现对第一热泵循环泵内的温水加热，从而在空气源换热系统无法满足需求时辅助加热，使水温能够迅速升高到设定温度，并且在空气源换热系统能够满足需求时，锅炉换热系统不会工作，从而降低了能耗，减少多余能量的消耗。

本实施例为了进一步降低能耗，减少能量耗费，还添加了余热回收系统，用于回收多余热量，对冷水进行预加热。

余热回收系统如图1-图3所示：

余热回收系统包括余热回收器5，所述余热回收器5分别连通有第二恒温电动阀3和所述排烟管11，所述第二恒温电动阀3与蓄水池1连通;所述余热回收器5还设置有排烟出口管6，所述循环式空气源热泵18设置有进烟管14和出烟管17，进烟管14和出烟管17均与排烟出口管6连通，且所述排烟出口管6位于进烟管14和出烟管17之间还设置有第一电动排烟阀16，所述循环式空气源热泵18还设置有补风口12；所述排烟出口管6位于余热回收器5的出气端还设置有空气预热器15，空气预热器15和余热回收器5之间的排烟出口管6外侧还缠绕有预热管路7，预热管路7与供水管连通。

燃气锅炉2通过排烟管11排出的烟气首先通过余热回收器5吸收部分热量用于加热第二恒温电动阀3所在管道的水后，另一部分烟气通过排烟出口管6排出，排烟出口管6排出的烟气通过预热管路7时对预热管路7内冷水进行预热，预热后的温水通过供水管供水，而通过预热后的烟气依然存在较多热量，此时通过空气预热器15，空气预热器15的新风进口端进入新风从而调节整体气体温度，然后将一定温度内的气体排入循环式空气源热泵18内使用，循环式空气源热泵18将内部烟气热量带走加热内部冷水后通过第二热泵循环泵送入蓄水池1内，然后循环式空气源热泵18通过补风口12补充外部空气，使烟气达到一定的稀释度和温度后进入排烟出口管6排出，进一步利用余热，减少热量散发，提高了热量利用率，降低了能耗，同时，第一电动排烟阀16可以控制排烟出口管6的排烟量，从而可以调节进入循环式空气源热泵18内的烟气量，便于循环式空气源热泵18充分换热。

作为优选的，本实施例所述余热回收器外部还设置有旁通管10，旁通管10两端分别连通排烟管11和排烟出口管6，所述旁通管10上设置有第二电动排烟阀8和烟气压力传感器9，所述余热回收器5设置有第二温度传感器4，所述循环式空气源热泵18内还设有第四温度传感器13。旁通管10通过设置烟气压力传感器9，可以检测排烟管11和排烟出口管6两端压力，当排烟管11内压力低于排烟出口管6压力时，打开第二电动排烟阀8，并根据压力情况控制开启的完全程度，从而可以保证烟气的顺利排出；第二温度传感器4可以检测余热回收器5内温度，当达到第二温度传感器4设定值后开启第二恒温电动阀3供水，而第四温度传感器13则可检测循环式空气源热泵18内温度，当烟气低于第四温度传感器13设定温度后排出内部烟气，再次进烟气换热。

本实施例通过供水电动阀可以控制供水管与蓄水池的开闭，从而可以方便的控制水温和水位。

本实施例为了方便用水和回水，在用户用水管路上设置恒压循环泵，用于持续提供动能输出温水给用户使用，而第一恒温电动阀根据第三温度传感器检测第一恒温电动阀内水温，当水温降低到使用温度以下后，打开第一恒温电动阀，回收没有使用的多余温水。

本实施例为了方便实现上述多个部件的开启，还设置有控制系统，控制系统可以接收传感信号，发出开闭指令，从而控制燃气锅炉、阀门、泵、换热器、余热回收器等部件的开闭和工作，实现快速、智能控制。

本实施例的控制系统为现有技术，此处不再阐述。

如图4所示，上述的气、电梯级全余热回收热水节能系统可通过以下节能控制方法实现节能控制，该节能控制方法包括对蓄水池内进行水温控制和水位控制, 水温控制和水位控制同时进行;

其中，

水温控制包括:

预先设定第一温度传感器的设定温度，第一温度传感器检测蓄水池内水温值并输送水温信号给控制系统，控制系统根据水温信号执行以下步骤:

A1.当水温高于45℃时，关闭循环式空气源热泵和第二热泵循环泵，开启供水电动阀供水，水温达到设定温度后关闭供水电动阀停止供水；

A2. 当水温低于40℃时，开启循环式空气源热泵和第二热泵循环泵，关闭供水电动阀停止供水，水温达到设定温度后关闭循环式空气源热泵和第二热泵循环泵；

水位控制包括:

热泵高限位传感器监测蓄水池内水位，并输出水位信号给控制系统，控制系统根据水位信号执行以下步骤:

B1.若水位低于热泵高限位传感器所在位置，开启供水电动阀对蓄水池供水；

B2.若水位等于或高于热泵高限位传感器所在位置，关闭供水电动阀停止对蓄水池供水；

所述水温控制和水位控制中，若同时满足水温控制和水位控制，则优先执行水位控制。

所述水位控制还包括锅炉补水控制，锅炉补水控制通过锅炉低限位传感器和锅炉高限位传感器监测蓄水池内锅炉补水水位，并输出水位信号给控制系统，控制系统根据水位信号执行以下步骤:

C1. 若锅炉补水水位低于锅炉低限位传感器所在位置，打开供水电动阀，启动第一热泵循环泵、锅炉循环泵及燃气锅炉；

C2. 若锅炉补水水位高于锅炉高限位传感器所在位置，关闭供水电动阀和燃气锅炉，并延时关闭第一热泵循环泵和锅炉循环泵。

所述第一热泵循环泵和锅炉循环泵延时关闭的时间为10分钟。

本实施例的节能控制方法可以控制蓄水池内水温和水位，在保证节能减排的同时保证满足需求和使用，能够合理的开闭相应系统，减少多余能耗的使用。

如上所述即为本实用新型的实施例。前文所述为本实用新型的各个优选实施例，各个优选实施例中的优选实施方式如果不是明显自相矛盾或以某一优选实施方式为前提，各个优选实施方式都可以任意叠加组合使用，所述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述实用新型人的实用新型验证过程，并非用以限制本实用新型的专利保护范围，本实用新型的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。