生活热水、供冷、供热联供系统的制作方法

1.本实用新型涉及生活热水及空调系统技术领域，尤其涉及一种生活热水、供冷、供热联供系统。


背景技术：

2.随着生活水平的提高，人们对空调冷热、生活热水的需求也不断增大，这促进了空调及热水系统的普及。传统的供给方式多采用热泵机组提供空调冷、热水，再单独添加一台机组制取生活热水。然而这种方案需要采用两套系统，既增大了安装复杂度和占地面积，又增加了设备投资费用，并且热泵机组运行制冷模式时,会有大量冷凝热产生，而采用两套独立的系统无法对这部分能量进行利用，造成了一定程度上能量的浪费。
3.为简化上述系统、提高能源利用程度，出现了冷凝热回收机组，供冷模式下可以实现对冷凝热的回收利用，在一定程度上提高了能量利用程度，但其仍具有一定缺点：能够同时满足制冷、生活热水需求的系统组成部件较多，系统结构与控制策略较为复杂，且无法实现供热模式下的生活热水供应。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种生活热水、供冷、供热联供系统，能够在简化系统结构的前提下实现生活热水、供冷、供热的联供。
5.本实用新型提供一种生活热水、供冷、供热联供系统，包括热泵机组、生活热水用户端、市政供水端以及空调末端，所述热泵机组包括压缩机、第一换热器、节流装置和第二换热器，所述压缩机、所述第一换热器、所述节流装置和所述第二换热器依次连接形成第一闭合环路，所述空调末端与所述第二换热器之间连接形成第二闭合环路；所述市政供水端的出口与第一主管路的第一端相连，所述第一主管路的第二端分别与第一并联支路和第二并联支路的第一端相连，所述第一并联支路和所述第二并联支路的第二端分别与第二主管路的第一端相连，所述第二主管路的第二端与所述生活热水用户端的入口相连，所述第一换热器、所述第二换热器对应连接在所述第一并联支路、所述第二并联支路上。
6.根据本实用新型提供的生活热水、供冷、供热联供系统，所述第一换热器包括第一换热器水通道、第一换热器制冷剂通道、空气通道和风机，所述第一换热器制冷剂通道的两端分别与所述压缩机、所述节流装置对应连接；所述第一换热器水通道的两端分别与所述第一主管路的第二端、所述第二主管路的第一端对应连接形成所述第一并联支路，所述风机与所述空气通道相连。
7.根据本实用新型提供的生活热水、供冷、供热联供系统，所述第二换热器包括第二换热器第一水通道、第二换热器制冷剂通道和第二换热器第二水通道，所述第二换热器第一水通道的两端分别与所述空调末端连接形成所述第二闭合环路；所述第二换热器制冷剂通道的两端分别与所述压缩机、所述节流装置对应连接；所述第二换热器第二水通道的两端分别与所述第一主管路的第二端、所述第二主管路的第一端对应连接形成所述第二并联
支路。
8.根据本实用新型提供的生活热水、供冷、供热联供系统，还包括第三换热器，所述第三换热器包括第三换热器水通道和第三换热器制冷剂通道，所述第三换热器制冷剂通道连接在所述节流装置与所述第二换热器制冷剂通道之间的连接管路上，所述第三换热器水通道连接在所述第二换热器第一水通道与所述空调末端之间的连接管路上。
9.根据本实用新型提供的生活热水、供冷、供热联供系统，在所述第一主管路或所述第二主管路上设有第一水泵；在所述第二闭合环路上设有第二水泵；在所述第一并联支路上设有第一阀门；在所述第二并联支路上设有第二阀门。
10.根据本实用新型提供的生活热水、供冷、供热联供系统，还包括生活热水循环支路，所述生活热水循环支路的第一端与所述生活热水用户端的出口相连，所述生活热水循环支路的第二端与所述第一主管路相连；
11.在所述第一主管路上设有第三阀门，所述第三阀门设置在所述市政供水端的出口与所述生活热水循环支路的第二端之间的所述第一主管路上；在所述生活热水循环支路上设有第四阀门；
12.当所述第一水泵设置于所述第一主管路时，所述第一水泵设置于所述第一并联支路的第一端与所述生活热水循环支路的第二端之间的所述第一主管路上。
13.根据本实用新型提供的生活热水、供冷、供热联供系统，所述热泵机组包括四通换向阀，所述压缩机通过所述四通换向阀与所述第一换热器和所述第二换热器相连。
14.根据本实用新型提供的生活热水、供冷、供热联供系统，在所述生活热水用户端的入口处还设有辅助热源。
15.本实用新型实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：
16.本实用新型提供的生活热水、供冷、供热联供系统，将压缩机、第一换热器、节流装置、第二换热器依次连接形成第一闭合环路，将空调末端与第二换热器连接形成第二闭合环路，通过在市政供水端的出口连接第一主管路的第一端，将第一主管路的第二端分别与第一并联支路和第二并联支路的第一端相连，将第一并联支路和第二并联支路的第二端分别与第二主管路的第一端相连，将第二主管路的第二端与生活热水用户端的入口相连，将第一换热器、第二换热器对应连接在第一并联支路、第二并联支路上；在供冷运行时，能够通过第一换热器将第一闭合环路排放的热量进行回收，从而同时满足供冷和生活热水用户端的需求；在制热运行时，能够通过第二换热器吸收第一闭合环路的冷凝热，从而同时满足供热和生活热水用户端的需求，进而实现了生活热水、供冷、供热的联供，与现有技术相比，不仅简化了系统结构，使得系统控制更加简单，而且节约了系统设备耗材，减少了安装空间，同时有利于节约能源。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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。
18.图1是本实用新型提供的生活热水、供冷、供热联供系统的结构示意图；
19.图2是本实用新型的供热模式示意图；
20.图3是本实用新型的供冷模式示意图；
21.图4是本实用新型的供热和直流式生活热水模式示意图；
22.图5是本实用新型的供冷和直流式生活热水模式示意图；
23.图6是本实用新型的供热和热水箱循环加热式生活热水模式示意图；
24.图7是本实用新型的供冷和热水箱循环加热式生活热水模式示意图；
25.图8是本实用新型的具有过热段的生活热水、供冷、供热联供系统示意图。
26.附图标记：
27.1：压缩机；
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2：四通换向阀；
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3：第一换热器；
28.31：第一换热器水通 32：第一换热器制冷
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33：空气通道；
29.道；
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剂通道；
30.34：风机；
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4：空调末端；
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5：节流装置；
31.61：第一水泵；
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62：第二水泵；
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71：第一阀门；
32.72：第二阀门；
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73：第三阀门；
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74：第四阀门；
33.8：市政供水端；
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9：第二换热器；
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91：第二换热器第一水通道；
34.92：第二换热器制冷 93：第二换热器第二 10：生活热水用户端；剂通道；水通道；
35.11：第三换热器；
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111：第三换热器水通 112：第三换热器制冷道；剂通道。
具体实施方式
36.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。
37.下面结合图1
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图8描述本实用新型的生活热水、供冷、供热联供系统，该系统包括热泵机组、空调末端4、市政供水端8以及生活热水用户端10。其中，热泵机组包括压缩机1、第一换热器3、节流装置5和第二换热器9，并且压缩机1、第一换热器3、节流装置5和第二换热器9之间依次连接形成第一闭合环路，该第一闭合环路为热泵循环回路。空调末端4与第二换热器9之间连接形成第二闭合环路，该第二闭合环路为空调水循环回路。其中，市政供水端8的出口与第一主管路的第一端相连，第一主管路的第二端分别与第一并联支路和第二并联支路的第一端相连，第一并联支路和第二并联支路的第二端分别与第二主管路的第一端相连，第二主管路的第二端与生活热水用户端10的入口相连，第一换热器3连接在第一并联支路上，第二换热器9连接在第二并联支路上。
38.在供冷运行时，能够通过第一换热器3将第一闭合环路排放的热量进行回收，从而同时满足供冷和生活热水用户端的需求；在制热运行时，能够通过第二换热器9吸收第一闭合环路的冷凝热，从而同时满足供热和生活热水用户端的需求，进而实现了生活热水、供冷、供热的联供，与现有技术相比，不仅简化了系统结构，使得系统控制更加简单，而且节约了系统设备耗材，减少了安装空间，同时有利于节约能源。
39.在本实用新型的一些实施例中，第一换热器3包括第一换热器水通道31、第一换热
器制冷剂通道32、空气通道33和风机34，其中第一换热器制冷剂通道32的两端分别与压缩机1、节流装置5对应连接。第一换热器水通道31的两端分别与第一主管路的第二端、第二主管路的第一端对应连接形成第一并联支路。风机34与空气通道33相连。
40.其中，第一换热器水通道31中流通的介质为水，第一换热器制冷剂通道32中流通的介质为制冷剂。也即，通过第一换热器水通道31与第一换热器制冷剂通道32之间的换热，能够将第一闭合环路排放的热量进行回收，用于制取生活热水，进而满足生活热水用户端的需求。
41.其中，风机34能够通过空气通道33输送空气，使空气与第一换热器水通道31、第一换热器制冷剂通道32发生换热，从而能够实现空气、水、制冷剂三种流体介质的任意两两换热。
42.在本实用新型的一些实施例中，第二换热器9包括第二换热器第一水通道91、第二换热器制冷剂通道92和第二换热器第二水通道93，其中第二换热器第一水通道91的两端分别与空调末端4连接形成第二闭合环路。第二换热器制冷剂通道92的两端分别与压缩机1、节流装置5对应连接。第二换热器第二水通道93的两端分别与第一主管路的第二端、第二主管路的第一端对应连接形成第二并联支路。其中，第二换热器第一水通道91中流通的介质可为水、载冷剂等循环介质，第二换热器第二水通道93中流通的介质为水，第二换热器制冷剂通道92中流通的介质为制冷剂。也即，通过第二换热器第一水通道91、第二换热器第二水通道93与第二换热器制冷剂通道92之间的换热，能够吸收第一闭合环路的冷凝热，从而满足生活热水用户端以及空调末端供热用户的需求。
43.具体来说，根据实际使用需求，可以在第一主管路或第二主管路上设置第一水泵61。在本实施例中，第一水泵61设置在第一主管路上。也即，市政供水端8的出口通过第一主管路连接两条并联支路(分别为第一并联支路和第二并联支路)，两条并联支路分别经过第一换热器水通道31和第二换热器第二水通道93，然后两条并联支路在第二主管路处汇合，并通过第二主管路与生活热水用户端10的入口相连。
44.其中，在第一并联支路上设有第一阀门71。在第二并联支路上设有第二阀门72。
45.在本实用新型的一些实施例中，该系统还包括生活热水循环支路，该生活热水循环支路的第一端与生活热水用户端10的出口相连，该生活热水循环支路的第二端与第一主管路相连。该生活热水循环支路能够与上述的第一主管路、第二主管路、第一并联支路以及第二并联支路共同构成热水箱循环加热式生活热水回路。
46.其中，在第一主管路上设有第三阀门73，第三阀门73设置在市政供水端8的出口与生活热水循环支路的第二端之间的第一主管路上。在生活热水循环支路上设有第四阀门74。
47.当第一水泵61设置于第一主管路时，第一水泵61设置于第一并联支路与生活热水循环支路之间的第一主管路上，也即，生活热水循环支路的第二端位于第一水泵61与第三阀门73之间。
48.在本实用新型的一些实施例中，该系统还包括第三换热器11，该第三换热器11包括第三换热器水通道111和第三换热器制冷剂通道112，其中第三换热器制冷剂通道112连接在节流装置5与第二换热器制冷剂通道92之间的连接管路上，第三换热器水通道111连接在第二换热器第一水通道91与空调末端4之间的连接管路上。其中，第三换热器水通道111
中流通的介质可为水、载冷剂等循环介质，第三换热器制冷剂通道112中流通的介质为制冷剂。
49.在本实用新型的一些实施例中，热泵机组包括四通换向阀2，压缩机1通过四通换向阀2与第一换热器3的第一换热器制冷剂通道32和第二换热器9的第二换热器制冷剂通道92相连。通过调整该四通换向阀2，能够调节第一闭合环路中介质的循环流通方向。
50.在本实用新型的具体实施例中，在第二闭合环路上还连接有第二水泵62，从而为第二闭合环路提供循环动力。
51.在本实用新型的具体实施例中，在生活热水用户端10的入口处还设有辅助热源，可用于对流入生活热水用户端10的热水进行进一步加热，以满足生活热水用户的需求。
52.下面结合附图对本实用新型的各运行模式进行具体说明。
53.如图2所示为本实用新型的供热模式示意图。当空调末端4需供热时，打开第二水泵62，关闭第一水泵61，关闭第一阀门71、第二阀门72、第三阀门73、第四阀门74，运行第一换热器3上的风机34。
54.此时开启压缩机1，调整四通换向阀2，使第二换热器9成为冷凝器、第一换热器3成为蒸发器；在第二水泵62的作用下，供热循环液流经第二换热器第一水通道91，与第二换热器制冷剂通道92换热以吸收热量，流经空调末端4进行放热，再返回第二换热器第一水通道91继续吸热，如此循环往复；与此同时，第一换热器3在其风机34的作用下，空气与第一换热器制冷剂通道32换热，使第一换热器制冷剂通道32从室外空气中吸热。
55.如图3所示为本实用新型的供冷模式示意图。当空调末端4需供冷时，打开第二水泵62，关闭第一水泵61，关闭第一阀门71、第二阀门72、第三阀门73、第四阀门74，运行第一换热器3上的风机34。
56.此时开启压缩机1，调整四通换向阀2，使第一换热器3成为冷凝器、第二换热器9成为蒸发器；在第二水泵62的作用下，供冷循环液流经第二换热器第一水通道91，与第二换热器制冷剂通道92换热以放热，流经空调末端4进行吸热，再返回第二换热器第一水通道91继续放热，如此循环往复；与此同时，第一换热器3在其风机34的作用下，空气与第一换热器制冷剂通道32换热，将热量释放到室外空气中。
57.如图4所示为本实用新型的供热和直流式生活热水模式示意图。当空调末端4需供热、生活热水用户端10需生活热水时，打开第二阀门72，关闭第一阀门71，打开第二水泵62、第一水泵61，运行第一换热器3上的风机34。
58.此时开启压缩机1，调整四通换向阀2，使第二换热器9成为冷凝器、第一换热器3成为蒸发器；在第二水泵62的作用下，供热循环液流经第二换热器第一水通道91，与第二换热器制冷剂通道92换热以吸收热量，流经空调末端4进行放热，再返回第二换热器第一水通道91继续吸热，如此循环往复；与此同时，第一换热器3在其风机34的作用下，空气与第一换热器制冷剂通道32换热，使第一换热器制冷剂通道32从室外空气中吸热；与此同时，在第一水泵61的作用下，生活热水供水从市政供水端8出发，流经第二换热器第二水通道93，与第二换热器制冷剂通道92换热以吸收热量，之后流向生活热水用户端10。
59.如图5所示为本实用新型的供冷和直流式生活热水模式示意图。当空调末端4需供冷、生活热水用户端10需生活热水时，打开第一阀门71，关闭第二阀门72，分别打开第一水泵61和第二水泵62。
60.此时开启压缩机1，调整四通换向阀2，使第一换热器3成为冷凝器、第二换热器9成为蒸发器；在第二水泵62的作用下，供冷循环液流经第二换热器第一水通道91，与第二换热器制冷剂通道92换热以放热，流经空调末端4进行吸热，再返回第二换热器第一水通道91继续放热，如此循环往复；与此同时，在第二水泵62的作用下，生活热水供水从市政供水端8出发，流经第一换热器水通道31，与第一换热器制冷剂通道32换热以吸收热量，之后流向生活热水用户端10。此时，若第一换热器3作为冷凝器需放出的热量大于生活热水用户的用热量，则开启第一换热器3上的风机34，使空气与第一换热器制冷剂通道32换热，将热量释放到室外空气中；否则不需要开启风机34。
61.如图6所示为本实用新型的供热和热水箱循环加热式生活热水模式示意图。当空调末端4需供热、生活热水用户端10需生活热水时，打开第二阀门72、第四阀门74，关闭第一阀门71、第三阀门73，分别打开第一水泵61和第二水泵62，运行第一换热器3上的风机34。
62.此时开启压缩机1，调整四通换向阀2，使第二换热器9成为冷凝器、第一换热器3成为蒸发器；在第二水泵62的作用下，供热循环液流经第二换热器第一水通道91，与第二换热器制冷剂通道92换热以吸收热量，流经空调末端4进行放热，再返回第二换热器第一水通道91继续吸热，如此循环往复；与此同时，第一换热器3在其风机34的作用下，空气与第一换热器制冷剂通道32换热，使第一换热器制冷剂通道32从室外空气中吸热；与此同时，在第一水泵61的作用下，生活热水流经第二换热器第二水通道93，与第二换热器制冷剂通道92换热以吸收热量，之后流向生活热水用户端10，如此循环往复；当生活热水用户端10的储水量不足时，打开第三阀门73，关闭第四阀门74，其他保持不变，在第一水泵61的作用下，生活热水供水从市政供水8出发，流经第二换热器第二水通道93，与第二换热器制冷剂通道92换热以吸收热量，之后流向生活热水用户端10以增大储水量。
63.如图7所示为本实用新型的供冷和热水箱循环加热式生活热水模式示意图。当空调末端4需供冷、生活热水用户端10需生活热水时，打开第一阀门71、第四阀门74，关闭第二阀门72和第三阀门73，分别打开第一水泵61和第二水泵62。
64.此时开启压缩机1，调整四通换向阀2，使第一换热器3成为冷凝器、第二换热器9成为蒸发器；在第二水泵62的作用下，供冷循环液流经第二换热器第一水通道91，与第二换热器制冷剂通道92换热以放热，流经空调末端4进行吸热，再返回第二换热器第一水通道91继续放热，如此循环往复；与此同时，在第一水泵61的作用下，生活热水流经第一换热器水通道31，与第一换热器制冷剂通道32换热以吸收热量，之后流向生活热水用户端10，如此循环往复；当生活热水用户端10的储水量不足时，打开第三阀门73，关闭第四阀门74，其他保持不变，在第一水泵61的作用下，生活热水供水从市政供水端8出发，流经第一换热器水通道31，与第一换热器制冷剂通道32换热以吸收热量，之后流向生活热水用户端10以增大储水量。此时，若第一换热器3作为冷凝器需放出的热量大于生活热水用户的用热量，则开启第一换热器3上的风机34，使空气与第一换热器制冷剂通道32换热，将热量释放到室外空气中；否则不需要开启风机34。
65.如图8所示为本实用新型的具有过热段的生活热水、供冷、供热联供系统示意图。当同时需要供热与生活热水需求时，生产生活热水往往会改变冷凝器的温度，降低热泵效率。为减轻这种影响，通过增加第三换热器11，使第二换热器9仅承担过热段的热量交换，生活热水的换热不再经过冷凝器的全过程，而是仅经过作为过热段的第二换热器9。
66.当空调末端4需供热、生活热水用户端10需生活热水时，打开第二阀门72，关闭第一阀门71，分别打开第一水泵61和第二水泵62，运行第一换热器3上的风机34。
67.此时开启压缩机1，调整四通换向阀2，使第二换热器9和第三换热器11成为冷凝器，使第一换热器3成为蒸发器；在第二水泵62的作用下，供热循环液流经第二换热器第一水通道91、第三换热器水通道111，分别与第二换热器制冷剂通道92、第三换热器制冷剂通道112换热以吸收热量，流经空调末端4进行放热，再返回第二换热器第一水通道91、第三换热器水通道111继续吸热，如此循环往复；与此同时，第一换热器3在其风机34的作用下，空气与第一换热器制冷剂通道32换热，使第一换热器制冷剂通道32从室外空气中吸热；与此同时，在第一水泵61的作用下，生活热水供水从市政供水端8出发，流经第二换热器第二水通道93，与第二换热器制冷剂通道92换热以吸收热量，之后流向生活热水用户端10。
68.上述实施例以直流式生活热水模式为例进行了具体说明，此外还可以将直流式生活热水模式替换为热水箱循环加热式生活热水模式，其结构形式、运行模式与上述实施例类似，在此不再进行赘述。
69.综上所述，本实用新型的生活热水、供冷、供热联供系统，第一换热器3为三介质换热器，第二换热器9为三通道换热器，不仅简化了系统结构，而且供冷时能够对冷凝热进行回收利用，用于制取生活热水，节约了制取生活热水的能源，节约了设备耗材和安装空间，并且还实现了供热模式下的生活热水供应。
70.在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
71.在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。
72.在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
73.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，
本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
74.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。