一种多热源热泵热水系统的制作方法

1.本技术涉及热泵技术领域，特别涉及一种多热源热泵热水系统。


背景技术：

2.由于太阳能含量丰富，对环境无毒无害，目前已被广泛应用在提供生活、生产用热水需求领域中。但是，太阳光照强度受天气和气候状况影响较为突出，若出现连续无日照的情况，则整个系统就会瘫痪，只有在日照条件好的时候，才能保证有热水，其不稳定性和间断性严重影响了其应用。
3.目前热泵热水技术也比较成熟，热泵热水系统可利用自然能源（如空气、土壤、地下水等）、生产或生活中的热源（如生产过程中的废热水、建筑物内部的排热、生活污水等）来制造生活、生产用热水。虽然热泵热水系统环境适应能力强，能够解决多种热水需求，但是其产生能量需要消耗一定的电力。
4.因此，如何将废弃资源用于热泵热水系统以进一步节能减排并保证热泵热水系统的稳定性，是本领域技术人员需要解决的技术问题。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题，本技术的目的在于提供一种多热源热泵热水系统，能够合理利用废水资源制热水，有利于节能减排，并且使用太阳能、空气能、水源供热，能够保障热水系统运行的稳定性，同时，合理设置上述热源的使用优先级，能够进一步实现节能减排。
6.为了实现以上目的，本实用新型采用了以下技术方案：
7.一种多热源热泵热水系统，包括供热模块、恒温水箱和用户侧用水设备，其中所述供热模块包括太阳能供热模块、水源供热模块和空气能供热模块，所述太阳能供热模块、水源供热模块和空气能供热模块分别连接到恒温水箱，恒温水箱用于用户侧用水设备提供设定温度的热水；
8.所述太阳能供热模块包括太阳能集热器和太阳能水箱，太阳能集热器和太阳能水箱之间通过循环水路连通，该循环水路上设有水泵p1，在水泵p1打开时，太阳能水箱中低温度的水经过循环水路送入太阳能集热器进行加热，将加热后的水经过循环水路送入太阳能水箱；太阳能水箱的出水端连接到恒温水箱；
9.水源供热模块包括废水箱和水源热泵机组x1，废水箱用于接收并存放工业排放的热水；废水箱与水源热泵机组x1间通过循环水路连接，该循环水路上设有水泵p5，通过水泵p5的开关控制废水箱与水源热泵机组x1间通过循环水路是否导通；水源热泵机组x1与恒温水箱间通过循环水路连接，该循环水路上设有水泵p7，通过水泵p5的开关控制水源热泵机组x1与恒温水箱间的循环水路是否导通；在废水箱与水源热泵机组x1之间、水源热泵机组x1与恒温水箱之间的循环水路均导通时，启动水源热泵机组x1换热对恒温水箱中的水加热；
10.空气能供热模块包括空气能热泵机组x2，空气能热泵机组x2与恒温水箱之间通过循环水路连通，该循环水路上设有水泵p6，通过水泵p6的开关控制空气能热泵机组x2与恒温水箱之间的循环水路是否导通，在该循环水路导通时，启动空气能热泵机组x2；
11.其中，太阳能供热模块的工作优先级大于水源供热模块，水源供热模块大于空气能供热模块的工作优先级。
12.作为优选，太阳能集热器上设有用于监测出水端温度t1的第一温度监测计和用于监测进水端温度t2的第二温度监测计，太阳能水箱内设有用于监测太阳能水箱内水温t3的第三温度监测计，根据太阳能集热器出水端温度t1、太阳能水箱内水温t3控制水泵p1的开关。
13.作为优选，太阳能水箱与第一冷水补水单元连接，所述第一冷水补水单元包括连接外部水源的第一进水管，第一进水管与太阳能水箱之间设有用于控制所述第一进水管是否导通的第一补水电磁阀e1，在第一补水电磁阀e1打开时，外部水源通过第一进水管向太阳能水箱补水。
14.作为优选，所述第一进水管上设有电加热带，所述电加热带用于对第一进水管加热。
15.作为优选，恒温水箱与第二冷水补水单元连接，所述第二冷水补水单元包括连接外部水源的第二进水管，第二进水管与恒温水箱之间设有用于控制所述第二进水管是否导通的第二补水电磁阀e2，在第二补水电磁阀打开时，外部水源通过第二进水管向恒温水箱补水。
16.作为优选，太阳能水箱内设有用于监测太阳能水箱内水温t3的第三温度监测计，恒温水箱内设有用于监测恒温水箱内水温t4的第四温度监测计，根据太阳能水箱内水温t3和恒温水箱内水温t4控制水泵p2的开关。
17.作为优选，废水箱内设有用于监测废水箱内水温t6的第六温度监测计，恒温水箱内设有用于监测恒温水箱内水温t4的第四温度监测计，根据废水箱内水温t6、恒温水箱内水温t4控制水泵p5和水泵p7的开关。
18.作为优选，太阳能水箱中设有用于监测水位高度的第一水位计，结合水位高度控制向太阳能水箱内补水；恒温水箱中设有用于监测水位高度的第二水位计，结合水位高度控制向恒温水箱内补水。
19.上述多热源热泵热水系统，太阳能集热器加热的水先经过太阳能水箱，再加到恒温水箱，恒温水箱的热水送到用户侧使用；废水箱用于存放工业排放的热水，热水直接循环到水源热泵机组x1，用来给水源热泵机组x1换热制热水；水源热泵机组x1和空气源热泵机组x2加热的水直接进到恒温水箱，供给到用户侧。上述多热源热泵热水系统中，太阳能供热模块的工作优先级大于水源供热模块，水源供热模块大于空气能供热模块的工作优先级，从而能够合理利用太阳能资源和废弃工业热水资源进行供热，节约电力资源，同时能够保证用户侧热水提供的稳定性。
附图说明
20.图1为多热源热泵热水系统示意图。
21.附图标记：太阳能集热器10，第一温度监测计11，第二温度监测计12，太阳能水箱
14，第三温度监测计15，第一水位计16，第一冷水补水单元17，电加热带18，恒温水箱20，第二水位计21，第四温度监测计22，第二冷水补水单元23，第五温度监测计26，水源热泵机组30，废水箱33，第六温度监测计34，空气源热泵机组40。
具体实施方式
22.现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式是的本公开将更加全面和完整，且将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。
23.此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将移师到，可以时间本公开的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其他的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本公开的各个方面。
24.图1示出了本公开的实施例的多热源热泵热水系统。
25.如图1所示，系统包括供热模块、恒温水箱20和用户侧用水设备。其中所述供热模块包括太阳能供热模块、水源供热模块和空气能供热模块，所述太阳能供热模块、水源供热模块和空气能供热模块分别连接到恒温水箱20，恒温水箱20与用户侧用水设备连通。
26.太阳能供热模块包括太阳能集热器10和太阳能水箱14，太阳能集热器10和太阳能水箱14之间通过循环水路连通。太阳能集热器10和太阳能水箱14之间的循环水路上设有水泵p1，通过水泵p1开关控制太阳能集热器10和太阳能水箱14之间的循环水路是否导通，使用太阳能集热器10对循环水路中的水进行加热。太阳能集热器10的出水端设置有用于监测太阳能集热器10出水温度t1的第一温度监测计11，太阳能集热器10的进水端设置有用于监测太阳能集热器10进水温度t2的第二温度监测计12。
27.太阳能水箱14内设有用于监测水箱内温度t3的第三温度监测计15，以及用于监测太阳能水箱14内水位高度的第一水位计16。通过阳能集热器10出水温度t1和太阳能水箱14内温度t3的温差控制是否由太阳能集热器向太阳能水箱加热水。
28.太阳能水箱14还与第一冷水补水单元17连接，所述第一冷水补水单元17用于为太阳能水箱14补充冷水。所述第一冷水补水单元17包括连接外部水源例如自来水的第一进水管，该第一进水管连接到太阳能水箱14，第一进水管与太阳能水箱14之间设有用于控制所述第一进水管是否导通的第一补水电磁阀e1，在第一补水电磁阀e1打开时，外部水源通过第一进水管向太阳能水箱14补水。并且在太阳能水箱中设有用于监测水位高度的第一水位计16。在具体实施例中，根据太阳能水箱内的温度t3及水位高度控制是否需要向太阳能水箱中补水。作为优选，第一进水管上设有电加热带18，所述电加热带18用于加热通过第一冷水补水单元17补入太阳能水箱14的水，设置电加热带能够在太阳能不足的情况下升高太阳能水箱内的水温，从而在外部环境温度过低的情况下，能够防止太阳能水箱冻住。
29.太阳能水箱14与恒温水箱20通过水路连接，用于将太阳能水箱14中的热水加入恒温水箱20中。所述太阳能水箱14与恒温水箱20之间的水路上设有水泵p2，通过控制水泵p2的开关控制太阳能水箱14与恒温水箱20之间的水路是否连通。作为优选，恒温水箱20中设有用于监测恒温水箱20内温度t4的第四温度监测计22，以及用于监测水位高度的第二水位
计21。在具体实施例中，可以结合太阳能水箱内水温t3和恒温水箱内水温t4的温差以及太阳能水箱内的水位高度和恒温水箱内的水位高度确定是否由太阳能水箱向恒温水箱补水。
30.水源供热模块包括废水箱33和水源热泵机组x1 30，废水箱33用于接收并存放工业排放的热水，废水箱33内设有用于监测废水箱33内水温的第六温度监测计34；废水箱33与水源热泵机组x1 30间通过循环水路连接，该循环水路上设有水泵p5，通过水泵p5的开关控制废水箱33与水源热泵机组x1 30间通过循环水路是否导通；水源热泵机组x1 30与恒温水箱20间通过循环水路连接，该循环水路上设有水泵p7，通过水泵p7的开关控制水源热泵机组x1 30与恒温水箱20间的循环水路是否导通；在废水箱33与水源热泵机组x1 30之间、水源热泵机组x1 30与恒温水箱20之间的循环水路均导通时，启动水源热泵机组x1 30换热对恒温水箱20中的水加热。
31.空气能供热模块包括空气能热泵机组x2，空气能热泵机组x2与恒温水箱20之间通过循环水路连通，该循环水路上设有水泵p6，通过水泵p6的开关控制空气能热泵机组x2与恒温水箱20之间的循环水路是否导通。在需要使用空气能供热模块提高恒温水箱20中的水温时，打开水泵p6循环空气能热泵机组x2到恒温水箱20之间的水路，启动空气能热泵机组x2进行加热。
32.恒温水箱20还与第二冷水补水单元23连接，所述第二冷水补水单元23用于对恒温水箱20补充冷水。第二冷水补水单元23包括连接外部水源例如自来水的第二进水管，该第二进水管连接到恒温水箱20，第二进水管与恒温水箱20之间设有用于控制所述第二进水管是否导通的第二补水电磁阀e2。在使用水源供热模块或空气能供热模块时，第二冷水补水单元23根据恒温水箱20内的水位高度和水箱内水温t4情况控制第二补水电磁阀e2的开关以自动向恒温水箱20内补充冷水。
33.上述系统中，太阳能水箱14和第二冷水补水单元23可以用于向恒温水箱20内补水，可以根据恒温水箱内的水温以及水位情况控制是否需要向恒温水箱中补水，并结合太阳能水箱内的水位高度确定是由太阳能水箱14向恒温水箱20补水，或由第二冷水补水单元23向恒温水箱补水。
34.恒温水箱20与用户侧用水设备之间通过循环管路连接，该循环管路上设有水泵p4，通过水泵p4的开关控制恒温水箱20与用户侧用水设备是否导通。作为优选，该循环水路上设有用于监测管路内水温的第五温度监测计26。根据所述第五温度监测计26的监测结果可控制是否启用管道防冻功能。
35.上述多热源热泵热水系统，太阳能集热器10加热的水先经过太阳能水箱14，再加到恒温水箱20，恒温水箱20的热水送到用户侧使用；废水箱33用于存放工业排放的热水，热水直接循环到水源热泵机组x1 30，用来给水源热泵机组x1 30换热制热水；水源热泵机组x1 30和和空气源热泵机组x2 40加热的水直接进到恒温水箱20，供给到用户侧。上述多热源热泵热水系统中，太阳能供热模块的工作优先级大于水源供热模块，水源供热模块大于空气能供热模块的工作优先级，从而能够合理利用太阳能资源和废弃工业热水资源进行供热，节约电力资源，同时能够保证用户侧热水提供的稳定性。
36.上述热泵系统的工作原理如下：优先由太阳能供热模块供热，太阳能集热器10利用太阳能辐射加热，将热水存储到太阳能水箱，通过水泵p1的开关控制太阳能集热器10和太阳能水箱之间的强制循环是否启动。在太阳能供热模块供热不足的情况下，若监测到废
水箱中的水温足够用于制热换热，启用水源供热模块，通过水源热泵机组x1回收废水中的热量来加热恒温水箱中的水，能够合理利用废水资源，相对于空气源供热模块更节约资源；在太阳能供热模块和水源供热模块均供热不足的情况下，启用空气源供热模块进行供热，从而能够保证系统热水供应的稳定性。
37.尽管上面已经示出和描述了本公开的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本公开的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本公开的原理和宗旨的情况下在本公开的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。