多热源热水系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种多热源热水系统，包括太阳能集热模块、热泵模块、辅助热源模块、水箱和集中控制器；所述集中控制器分别与所述太阳能集热模块、所述热泵模块和所述辅助热源模块连接，控制所述太阳能集热模块、所述热泵模块和所述辅助热源模块的制热工作；所述太阳能集热模块、所述热泵模块和所述辅助热源模块分别与所述水箱通过管路连接，对所述水箱内的水加热。本实用新型多热源热水系统，集成多种热源，充分发挥太阳能节能环保、热泵热水器高效性以及电加热/燃气加热稳定性的优势，提升了整套系统功能和性能。
【专利说明】多热源热水系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及热水系统的【技术领域】，特别是涉及一种多热源热水系统。
【背景技术】
[0002]随着经济发展及生活方式的转变，家庭洗浴已成为人们的基本生活必要的一部分，对生活热水供应的需求越来越多。
[0003]电热水器或燃气热水器具有稳定性高的优势，但是消耗的能源量大。
[0004]太阳能热水器因其可使用太阳能这种免费环保的自然热源，已经作为一种主要的热水器形式进入了千家万户。但其虽然可以利用太阳辐射能，但受自然气候影响较大而缺乏稳定性，无法持续满足用户的需求，一般都要求配备辅助电加热解决，使得其节能性大打折扣。
[0005]热泵热水器通过电能利用空气能制取生活热水，不受环境影响，稳定性好，且节能效果远高于电热水器或燃气热水器，但其或多或少仍要消耗一定的电能。
实用新型内容
[0006]基于此，有必要针对现有技术的缺陷和不足，提供一种集成多种热源，充分发挥太阳能节能环保、热泵热水器高效性以及电加热/燃气加热稳定性的优势，提升了整套系统功能和性能的多热源热水系统。
[0007]为实现本实用新型目的而提供的多热源热水系统，包括太阳能集热模块、热泵模块、辅助热源模块、水箱和集中控制器；
[0008]所述集中控制器控制所述太阳能集热模块、所述热泵模块和所述辅助热源模块的制热工作；
[0009]所述太阳能集热模块、所述热泵模块和所述辅助热源模块能够分别对所述水箱内的水加热。
[0010]在其中一个实施例中，所述辅助热源模块为电加热和/或燃气加热。
[0011]在其中一个实施例中，所述太阳能集热模块包括太阳能集热器、太阳能循环水泵和集热器温度传感器；
[0012]所述太阳能集热器为太阳能集热板和/或太阳能集热管；
[0013]所述太阳能集热器通过太阳能进水管路和太阳能出水管路分别与所述水箱连通；
[0014]所述太阳能循环水泵设置在所述太阳能进水管路上；所述集热器温度传感器设置在所述太阳能出水管路上。
[0015]在其中一个实施例中，所述太阳能集热模块包括太阳能集热器、太阳能循环水泵、太阳能换热盘管和集热器温度传感器；
[0016]所述太阳能换热盘管设置在所述水箱内；
[0017]所述太阳能集热器为太阳能集热板和/或太阳能集热管；[0018]所述太阳能集热器通过太阳能进水管路和太阳能出水管路分别与所述太阳能换热盘管连通；
[0019]所述太阳能循环水泵设置在所述太阳能进水管路上；所述集热器温度传感器设置在所述太阳能出水管路上。
[0020]在其中一个实施例中，所述热泵模块包括热泵主机、热泵循环水泵和热泵供水温度传感器；
[0021]所述热泵主机通过热泵进水管路和热泵出水管路分别与所述水箱连通；
[0022]所述热泵循环水泵设置在所述热泵进水管路上；所述热泵供水温度传感器设置在所述热泵出水管路上。
[0023]在其中一个实施例中，所述热泵模块包括热泵主机、热泵循环水泵、热泵换热盘管和热泵供水温度传感器；
[0024]所述热泵换热盘管设置在所述水箱内；
[0025]所述热泵主机通过热泵进水管路和热泵出水管路分别与所述热泵换热盘管连通；
[0026]所述热泵循环水泵设置在所述热泵进水管路上；所述热泵供水温度传感器设置在所述热泵出水管路上。
[0027]在其中一个实施例中，所述辅助热源模块为电加热，包括电加热器；
[0028]所述电加热器安装在所述热泵出水管路上，与所述热泵出水管路并联安装，通过水阀实现切换。
[0029]在其中一个实施例中，所述辅助热源模块为燃气加热，包括燃气锅炉和/或壁挂炉；
[0030]所述燃气锅炉和/或壁挂炉安装在所述热泵出水管路上，与所述热泵出水管路并联安装，通过水阀实现切换。
[0031]在其中一个实施例中，所述水箱中设置有水箱温度传感器；
[0032]所述水箱为开式水箱或闭式承压水箱。
[0033]在其中一个实施例中，所述的多热源热水系统还包括末端模块，所述末端模块包括为用户提供生活热水的生活热水供水设备和/或为用户房间供热的采暖设备。
[0034]在其中一个实施例中，所述采暖设备的采暖进水管和采暖回水管通过两个应急三通阀分别与所述热泵进水管路和所述热泵出水管路连通。
[0035]在其中一个实施例中，所述集中控制器电连接且控制所述太阳能集热模块的太阳能集热器、所述太阳能集热模块的太阳能循环水泵、所述热泵主机、所述热泵循环水泵、所述电加热器、所述燃气锅炉、所述壁挂炉、所述生活热水供水设备和所述采暖设备中的一个或多个；
[0036]所述集中控制器电连接所述太阳能集热模块的集热器温度传感器、所述热泵供水温度传感器和所述水箱的水箱温度传感器中的一个或多个，并控制接收其信息；
[0037]所述集中控制器电连接且控制所述水阀。
[0038]在其中一个实施例中，所述集中控制器强制启动或关闭所述太阳能集热器、所述太阳能循环水泵、所述热泵主机、所述热泵循环水泵、所述电加热器、所述燃气锅炉和所述壁挂炉中的一个或多个。[0039]本实用新型的有益效果:本实用新型多热源热水系统，集成多种热源，充分发挥太阳能节能环保、热泵热水器高效性以及电加热/燃气加热稳定性的优势，提升了整套系统功能和性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0040]为了使本实用新型多热源热水系统的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体附图及具体实施例，对本实用新型多热源热水系统进行进一步详细说明。
[0041]图1为本实用新型多热源热水系统的一个实施例的示意图；
[0042]图2为本实用新型多热源热水系统的另一个实施例的示意图；
[0043]图3为本实用新型多热源热水系统的集中控制器对热泵主机的控制示意图。
【具体实施方式】
[0044]本实用新型的多热源热水系统的实施例，如图1至图3所示。
[0045]本实用新型多热源热水系统，包括太阳能集热模块、热泵模块、辅助热源模块4、水箱5和集中控制器I ;
[0046]所述集中控制器I控制所述太阳能集热模块、所述热泵模块和所述辅助热源模块4的制热工作；
[0047]所述太阳能集热模块、所述热泵模块和所述辅助热源模块4能够分别对所述水箱5内的水加热。
[0048]较佳地，所述辅助热源模块4为电加热和/或燃气加热。
[0049]本实用新型多热源热水系统，集成多种热源，充分发挥太阳能节能环保、热泵热水器高效性以及电加热/燃气加热稳定性的优势，提升了整套系统功能和性能。
[0050]较佳地，作为一个实施例，所述太阳能集热模块包括太阳能集热器2、太阳能循环水泵9和集热器温度传感器8 ；
[0051]所述太阳能集热器2为太阳能集热板和/或太阳能集热管；
[0052]所述太阳能集热器2通过太阳能进水管路和太阳能出水管路分别与所述水箱5连通；
[0053]所述太阳能循环水泵9设置在所述太阳能进水管路上；所述集热器温度传感器8设置在所述太阳能出水管路上。
[0054]较佳地，作为一个实施例，所述太阳能集热模块包括太阳能集热器2、太阳能循环水泵9、太阳能换热盘管17和集热器温度传感器8 ；
[0055]所述太阳能换热盘管17设置在所述水箱5内，其是否安装根据工程情况而定，当考虑防冻或其他原因使得水箱和太阳能模块不宜混合时，才需要安装换热盘管；
[0056]所述太阳能集热器2为太阳能集热板和/或太阳能集热管；
[0057]所述太阳能集热器2通过太阳能进水管路和太阳能出水管路分别与所述太阳能换热盘管17连通或直接与水箱连通(无换热盘管时)；
[0058]所述太阳能循环水泵9设置在所述太阳能进水管路上；所述集热器温度传感器8设置在所述太阳能出水管路上。
[0059]所述太阳能集热模块作为系统第一热源，通过吸收太阳能加热生活热水。[0060]较佳地，作为一个实施例，所述热泵模块包括热泵主机3、热泵循环水泵10和热泵供水温度传感器11;
[0061]所述热泵主机3通过热泵进水管路和热泵出水管路分别与所述水箱5连通；
[0062]所述热泵循环水泵10设置在所述热泵进水管路上；所述热泵供水温度传感器11设置在所述热泵出水管路上。
[0063]较佳地，作为一个实施例，所述热泵模块包括热泵主机3、热泵循环水泵10、热泵换热盘管16和热泵供水温度传感器11 ；
[0064]所述热泵换热盘管16设置在所述水箱5内，其是否安装根据工程情况而定，当考虑防冻或其他原因使得水箱和太阳能模块不宜混合时，才需要安装换热盘管；
[0065]所述热泵主机3通过热泵进水管路和热泵出水管路分别与所述热泵换热盘管16连通或直接与水箱连通(无换热盘管时);
[0066]所述热泵循环水泵10设置在所述热泵进水管路上；所述热泵供水温度传感器11设置在所述热泵出水管路上。
[0067]所述热泵模块作为系统第二热源，在阴天、夜间等无太阳辐射或者用户急需用水而太阳能无法满足要求的情况下启动运行。
[0068]较佳地，作为一个实施例，所述热泵主机3能够自行独立运行提供55°C以上的热水。
[0069]较佳地，作为一个实施例，所述热泵主机3是采用蒸汽压缩式系统至少含有压缩机、四通阀、节流阀、翅片换热器或水-氟换热器、热水换热器、控制主板、温度传感器、压力开关，其他或可包含水泵、过流保护开关等。机组至少具有制热功能，空气源热泵机组还需要具有化霜功能。
[0070]较佳地，作为一个实施例，所述热泵模块还包括补水三通阀29，所述补水三通阀29设置在所述热泵进水管路上，接入自来水。如图2所示。
[0071]较佳地，作为一个实施例，接入自来水的管道上设置补水增压泵26，以解决自来水压力不足或不稳定时的补水需求。
[0072]较佳地，作为一个实施例，所述辅助热源模块4为电加热，包括电加热器；
[0073]所述电加热器安装在所述水箱5内部。
[0074]较佳地，作为一个实施例，所述辅助热源模块4为电加热，包括电加热器；
[0075]所述电加热器安装在所述热泵出水管路上，与所述热泵出水管路并联安装，通过辅热电动三通阀12实现切换。
[0076]较佳地，作为一个实施例，所述辅助热源模块4为燃气加热，包括燃气锅炉和/或壁挂炉；
[0077]所述燃气锅炉和/或壁挂炉安装在所述热泵出水管路上，与所述热泵出水管路并联安装，通过辅热电动三通阀12实现切换。
[0078]所述辅助热源模块4作为系统第三热源，当环境温度较低，所述热泵模块已经启动运行一定时间且水箱温度未达到设定值的情况下启动运行。
[0079]较佳地，作为一个实施例，所述辅助热源模块4与所述热泵出水管路的连通处设置有辅热电动三通阀12。
[0080]较佳地，作为一个实施例，所述水箱5中设置有水箱温度传感器30 ；[0081]所述水箱5为开式水箱或闭式承压水箱。具体形式根据工程和使用环境而定。
[0082]如图1所示为采用闭式承压水箱的多热源热水系统连接图；如图2所示为采用开式水箱的多热源热水系统连接图。
[0083]若所述水箱5为开式水箱，所述水箱5还设置有水位开关27，且可设置有溢流开关28以防止水箱水溢出。
[0084]所述水箱5形式可以是开式、也可以是闭式承压，主要受使用场合、用水量影响，若用水量较大或用于商业场所则采用开式水箱，用水量小或家庭使用一般可采用闭式承压水箱。
[0085]较佳地,作为一个实施例，所述的多热源热水系统还包括末端模块，所述末端模块包括为用户提供生活热水的生活热水供水设备和/或为用户房间供热的采暖设备。
[0086]较佳地，作为一个实施例，所述生活热水供水设备包括用户末端6、回水增压泵
20、水压检测开关21、回水电动阀22和回水温度传感器23 ；
[0087]所述用户末端6通过生活热水进水管和生活热水回水管与所述水箱5连通。
[0088]在所述生活热水进水管上沿供水水流方向依次设置所述回水增压泵20和所述水压检测开关21。
[0089]在所述生活热水回水管上，沿回水水流方向依次设置所述回水温度传感器23和所述回水电动阀22。
[0090]较佳地，作为一个实施例，在所述生活热水回水管上，所述回水电动阀22和所述水箱5之间还设置有自来水接入口。回水管和自来水补水管可共用一个水箱接口，也可各自独立接水箱5。
[0091]较佳地，作为一个实施例，所述采暖设备包括采暖末端7、采暖循环水泵25、采暖供水温度传感器24和采暖换热装置15 ；
[0092]所述采暖末端7通过采暖进水管和采暖回水管与所述采暖换热装置15连通；
[0093]在采暖进水管上分别设置有所述采暖循环水泵25和所述采暖供水温度传感器24。
[0094]较佳地，作为一个实施例，所述采暖换热装置15为设置在所述水箱5中的采暖换热盘管，或为设置在所述水箱5外的水水换热器。
[0095]所示水箱5可使用普通水箱5，也可使用内置换热盘管的水箱5，是否内置盘管主要根据热源水系统与水箱5水系统可否混合，也可采用外置换热器取代内置换热盘管。
[0096]较佳地，作为一个实施例，所述采暖回水管通过第一应急三通阀13连通到所述热泵出水管路；
[0097]所述采暖循环水泵25和所述采暖供水温度传感器24之间的所述采暖进水管通过第二应急三通阀14连通到所述热泵进水管路。
[0098]当水箱5损坏拆除维修的时候，系统将无法提供生活热水，通过应急三通阀第一应急三通、第二应急三通得电切换，热泵主机3水路与采暖设备连接，由热泵主机3直接为用户采暖末端7提供采暖热水。
[0099]较佳地，作为一个实施例，所述集中控制器I电连接且控制所述太阳能集热器2、所述太阳能循环水泵9、所述热泵主机3、所述热泵循环水泵10、所述电加热器、所述燃气锅炉、所述壁挂炉、所述生活热水供水设备和所述采暖设备中的一个或多个；[0100]所述集中控制器I电连接所述集热器温度传感器8、所述热泵供水温度传感器11和所述水箱温度传感器30中的一个或多个，并控制接收其信息，
[0101]所述集中控制器电连接且控制各水阀。
[0102]较佳地，作为一个实施例，所述集中控制器I具有强制功能，所述强制功能用于强制启动或关闭所述太阳能集热器2、所述太阳能循环水泵9、所述热泵主机3、所述热泵循环水泵10、所述电加热器、所述燃气锅炉和所述壁挂炉中的一个或多个。
[0103]所述集中控制器I可实现对系统所有部件的联合控制，包括电器盒和手操器，电器盒内置控制程序，硬件包括220V供电系统，温度传感器、热泵主机3、水位开关27等输入信号接口，用于控制水泵、水阀、热泵主机3、电加热器、燃气锅炉、壁挂炉等部件的继电器等输出信号接口，相关输入输出信号均为强电信号。手操器则用于设置温度、运行模式以及查看功能，并通过通讯线与电器盒主板实现通讯，同时用户可以通过手操器强制启动或屏蔽某个热源，使系统运行更加灵活。
[0104]较佳地，作为一个实施例，太阳能换热盘管17设置在最下面，热泵换热盘管16设置在中间，采暖换热装置15设置在最上面。
[0105]本实用新型多热源热水系统，集成多种热源，充分发挥太阳能节能环保、热泵热水器高效性以及电加热/燃气加热稳定性的优势，提升了整套系统功能和性能。
[0106]本实用新型多热源热水系统包括但不限于以下运行实施方式:
[0107]1、各热源联合运行实施方式
[0108]集中控制器I手操器开启即默认启动太阳能集热模块，集中控制器I实时检测系统各点温度，当安装与太阳能集热器2出水口处的集热器温度传感器8所测温度Tl与水箱温度传感器30所测温度T2之差T1-T2大于一定值时，启动太阳能循环水泵9，太阳能集热器2中的热水循环进入水箱5或太阳能换热盘管，与水箱5中的低温水混合或换热，而后水箱5或太阳能换热盘管17中的低温水进入太阳能集热器2中，当T1-T2小于一定值时，太阳能循环水泵9关闭，太阳能集热器2中充满了来自水箱5或太阳能换热盘管17的低温水可以更为高效的吸收太阳能。
[0109]当阴天、夜间或者太阳辐射不足时，启动热泵主机3模块，热泵主机3得电，热泵循环水泵10启动运行，使低温水在热泵主机3和水箱5之间循环流动，同时热泵主机3内部控制主机启停的放置于热泵进水管上的进水温度传感器检测到循环水温度满足热泵主机3开机条件则启动运行，当进水温度达到热泵主机3关闭条件，则热泵主机3按照其内置的控制自行进入关机流程，延时关闭热泵循环水泵10，待水箱温度降至满足热泵主机3模块启动条件时再启动。
[0110]当环境温度传感器18检测到环境温度较低且热泵主机3连续运行一定时间(根据集中控制器I接收到热泵主机3压缩机的强电信号作为计时依据)而水箱温度T2未达到设定温度则启动辅助热源模块4，热源模块启动同时辅热电动三通阀12得电切换水路，辅助热源模块4串联接入热泵循环水路，热泵主机3出水进入辅助热源进行再加热，而后进入水箱5，再由热泵循环水泵10抽出送至热泵主机3，当水箱温度T2达到设定值时关闭辅助热源模块4，延时关闭辅热电动三通阀12。
[0111]2、生活热水供水模块运行实施方式
[0112]水箱5出水经回水增压泵20增压后送至用户末端6，同时并联一根回水管路，经回水电动阀22后与水箱5相连。在供水总管路上还设置回水温度传感器23、水压检测开关
21。当管路水压低于设定值时，水压检测开关21动作，信号传递至集中控制器1，进而控制回水增压泵20的启动。当回水温度传感器23检测到水温低于设定值时，回水电动阀22开启，管路中的冷水回流至水箱5，来自水箱5的热水充满供水总管，进而保证用户用水舒适性。
[0113]3、采暖模块运行实施方式
[0114]水箱5内置/外置换热盘管，盘管出水经采暖循环水泵25加压后送至采暖末端7(风机盘管或者地板辐射盘管等末端采暖设备)，加热房间温度后的低温水回到换热盘管与水箱5中的高温热水换热升温。当满足供暖条件时，启动采暖循环水泵25，同时检测采暖供水温度，当水温达到集中控制器I设定的水温要求则水泵延时关闭，否则一直运行。为保证采暖效果，集中控制器I自动调整水箱设定温度为采暖供水温度+5°C或手动设置为更高的温度。
[0115]4、应急米暖模式的【具体实施方式】
[0116]热泵主机3供、回水管路通过第一应急三通阀13、第二应急三通阀14与采暖模块的供、回水管相连，当用户设定为应急采暖模式时，第一应急三通阀13、第二应急三通阀14得电实现水路切换，同时热泵循环水泵10、采暖循环水泵25均启动运行，热泵主机3始终保持得电状态，根据内置程序自行运行控制。
[0117]以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种多热源热水系统，其特征在于，包括太阳能集热模块、热泵模块、辅助热源模块、水箱和集中控制器； 所述集中控制器分别与所述太阳能集热模块、所述热泵模块和所述辅助热源模块连接，控制所述太阳能集热模块、所述热泵模块和所述辅助热源模块的制热工作； 所述太阳能集热模块、所述热泵模块和所述辅助热源模块分别与所述水箱通过管路连接，对所述水箱内的水加热。
2.根据权利要求1所述的多热源热水系统，其特征在于，所述辅助热源模块为电加热和/或燃气加热。
3.根据权利要求1所述的多热源热水系统，其特征在于，所述太阳能集热模块包括太阳能集热器、太阳能循环水泵和集热器温度传感器； 所述太阳能集热器为太阳能集热板和/或太阳能集热管； 所述太阳能集热器通过太阳能进水管路和太阳能出水管路分别与所述水箱连通； 所述太阳能循环水泵设置在所述太阳能进水管路上；所述集热器温度传感器设置在所述太阳能出水管路上。
4.根据权利要求1所述的多热源热水系统，其特征在于，所述太阳能集热模块包括太阳能集热器、太阳能循环水泵、太阳能换热盘管和集热器温度传感器； 所述太阳能换热盘管设置在所述水箱内； 所述太阳能集热器为太阳能集热板和/或太阳能集热管； 所述太阳能集热器通过太阳能进水管路和太阳能出水管路分别与所述太阳能换热盘管连通； 所述太阳能循环水泵设置在所述太阳能进水管路上；所述集热器温度传感器设置在所述太阳能出水管路上。
5.根据权利要求1所述的多热源热水系统，其特征在于，所述热泵模块包括热泵主机、热泵循环水泵和热泵供水温度传感器； 所述热泵主机通过热泵进水管路和热泵出水管路分别与所述水箱连通； 所述热泵循环水泵设置在所述热泵进水管路上；所述热泵供水温度传感器设置在所述热泵出水管路上。
6.根据权利要求1所述的多热源热水系统，其特征在于，所述热泵模块包括热泵主机、热泵循环水泵、热泵换热盘管和热泵供水温度传感器； 所述热泵换热盘管设置在所述水箱内； 所述热泵主机通过热泵进水管路和热泵出水管路分别与所述热泵换热盘管连通； 所述热泵循环水泵设置在所述热泵进水管路上；所述热泵供水温度传感器设置在所述热泵出水管路上。
7.根据权利要求6所述的多热源热水系统，其特征在于，所述辅助热源模块为电加热，包括电加热器； 所述电加热器安装在所述热泵出水管路上，与所述热泵出水管路并联安装，通过水阀实现切换。
8.根据权利要求6所述的多热源热水系统，其特征在于，所述辅助热源模块为燃气加热，包括燃气锅炉和/或壁挂炉；所述燃气锅炉和/或壁挂炉安装在所述热泵出水管路上，与所述热泵出水管路并联安装，通过水阀实现切换。
9.根据权利要求1所述的多热源热水系统，其特征在于，所述水箱中设置有水箱温度传感器； 所述水箱为开式水箱或闭式承压水箱。
10.根据权利要求7或8所述的多热源热水系统，其特征在于，还包括末端模块，所述末端模块包括为用户提供生活热水的生活热水供水设备和/或为用户房间供热的采暖设备。
11.根据权利要求10所述的多热源热水系统，其特征在于，所述采暖设备的采暖进水管和采暖回水管通过两个应急三通阀分别与所述热泵进水管路和所述热泵出水管路连通。
12.根据权利要求10所述的多热源热水系统，其特征在于，所述集中控制器电连接且控制所述太阳能集热模块的太阳能集热器、所述太阳能集热模块的太阳能循环水泵、所述热泵主机、所述热泵循环水泵、所述电加热器、所述燃气锅炉、所述壁挂炉、所述生活热水供水设备和所述采暖设备中的一个或多个； 所述集中控制器电连接所述太阳能集热模块的集热器温度传感器、所述热泵供水温度传感器和所述水箱的水箱温度传感器中的一个或多个，并控制接收其信息； 所述集中控制器电连接且控制所述水阀。
【文档编号】F24D3/00GK203489336SQ201320061323
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年2月1日 优先权日:2013年2月1日
【发明者】尚瑞, 林海佳, 董少冲, 刘彩赢, 黄玉优 申请人:珠海格力电器股份有限公司