一种应用于独立供热采暖系统的多能互补供热系统，包括供热单元、储热单元和取热单元。供热单元包括太阳能集热系统、空气源热泵系统和燃气采暖热水炉系统，储热单元采用上下双盘管储热系统，取热单元分别为生活热水系统和采暖系统；所述太阳能集热系统与上下双盘管储热系统的下换热盘管相连；所述空气源热泵系统直接与上下双盘管储热系统中部进出水口相连；所述生活热水系统通过燃气采暖热水炉与上下双盘管储热系统的上下进出水口相连；所述采暖水系统通过燃气采暖热水炉与上下双盘管储热系统的上换热盘管相连。本发明专利技术采用多种能源互补供热、提高系统热效率与能源利用效率、降低污染物的排放，提高装置集成化程度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种供热设备，特别涉及一种应用于独立供热采暖系统的多能互补供热系统与工艺。
技术介绍
近年来，我国建筑能耗约占全国能源消费总量的30％，其中北方地区城镇采暖能耗占全国城镇建筑总能耗的36％，发达城市的住宅建筑中，生活热水能耗占建筑总能耗的15％～20％。传统的分散式供热采暖系统大多消耗不可再生能源且污染严重，造成冬季雾霾天气频发。燃气采暖热水炉能方便、迅速地提供采暖及生活热水，空气源热泵系统和太阳能集热器则可以低成本为人们供热及提供生活热水。如果单独采用燃气采暖热水炉供热，能源密度较高，用户负荷可以得到保证，但是需要消耗大量的能源；单独采用太阳能加热系统，运行费用较低，但是难以保证用户负荷、能源密度较低；单独采用空气源热泵系统，则因其COP受室外气温影响较大而无法满足用户需要。多能互补独立供热系统在以燃气采暖热水炉作为辅助能源保证用户用热需求的基础上，优先采用清洁无污染的太阳能和空气能等可再生能源，将空气源热泵、太阳能和燃气供热系统三者合理结合，系统中各单元可充分发挥各单元的优势，提高供热系统能源利用效率，减少系统污染物的排放，大大节省系统运行费用。专利201320719890.2(壁挂炉和空气源热泵供热供暖组合装置)中，将壁挂炉与空气源热泵的结构耦合在一起，以实现空气源热泵单独提供热水或者同时启动壁挂炉和空气源热泵供热与供暖，该供热装置将采暖和生活热水进行了掺混，不能保证生活热水水质且当室外温度较低空气源热泵COP较低时，不能实现壁挂炉单独使用，造成系统效率下降；专利201120207700.X(多能源热水机装置)中，将燃气热水装置与热泵热水装置结合，以提高热泵热水机在低温环境下的能效，但本装置只能提供生活热水，无法同时满足采暖需求；专利201120134903.0(太阳能、空气源及燃气互补使用的供热供暖系统)中，首先水箱中采暖和生活热水进行了掺混，无法保证生活热水用水水质，其次，燃气热水器热水出口处同时连通采暖出水和生活热水出水，由于燃气热水器制热量一般较小，当水箱内温度较低时，燃气热水器无法提供充足的热量来同时满足采暖和生活热水负荷；专利201120135392.4(一种太阳能、地热、燃气互补组合式供热供暖系统)中，同样无法实现生活热水与采暖水系统的区分，当热负荷较大时，使用燃气热水器无法同时满足热水与采暖负荷；专利201120459129.0(智能控制的太阳能、空气源及燃气组合式供暖供热系统)中，同样无法区分生活热水系统和采暖系统，生活热水水质无法得到保证，且燃气热水器制热量较小，当热负荷较大时无法满足需求；专利201110137825.4(太阳能与热泵和燃气壁挂炉组合供热装置)中，当太阳能和热泵加热单元无法满足供热条件时，启动燃气采暖热水炉，此时热水炉先加热采暖循环管路中的水，然后循环水泵将热水通过热水出口进入换热盘管加热水箱，水箱换热盘管出水再进入供暖进水口进入热水炉进行加热，此控制系统较为复杂，操作困难；专利201120170999.6(太阳能与热泵和燃气热水器组合供热装置)中，水箱内有三个换热盘管，加热设备均通过间接换热加热水箱，换热效果较差，降低了加热设备的热效率。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种应用于独立供热采暖系统的多能互补供热系统，以实现多种能源互补供热、提高系统热效率与能源利用效率、降低污染物的排放，提高装置集成化程度。如上构思，本专利技术的技术方案是：一种应用于独立供热采暖系统的多能互补供热系统，包括供热单元、一个储热单元和取热单元；其特征在于：供热单元包括太阳能集热系统、空气源热泵系统和燃气采暖热水炉系统，储热单元采用上下双盘管储热系统，取热单元分别为生活热水系统和采暖系统；所述太阳能集热系统与上下双盘管储热系统的下换热盘管相连，间接加热水箱，所述空气源热泵系统直接与上下双盘管储热系统中部进出水口相连，直接加热水箱；所述生活热水系统通过燃气采暖热水炉与上下双盘管储热系统的上下进出水口相连，直接从水箱中取热；所述采暖水系统通过燃气采暖热水炉与上下双盘管储热系统的上换热盘管相连，间接从水箱中取热。上述上下双盘管储热系统包括水箱、水箱内上、下换热盘管；水箱内上换热盘管与采暖系统连接，水箱内下换热盘管与太阳能集热系统连接，水箱上下设有温度计T3和T1，水箱中部直接与空气源热泵系统相连，水箱冷水进口和热水出口同样直接与生活热水系统连接。上述太阳能集热系统包括太阳能集热器、太阳能循环泵、排气阀和膨胀水箱；太阳能集热器顶端设有排气阀，该排气阀通过太阳能高温工质管路G2与上下双盘管储热系统中的水箱内下换热盘管相连，太阳能高温工质管路G2上设有电磁阀D2和温度计T2，太阳能集热器底端通过太阳能低温工质管路G1与上下双盘管储热系统中的水箱内下换热盘管连接，太阳能低温工质管路G1上设有截止阀J1、太阳能循环水泵和水泵旁通阀J2、压力表P1、膨胀水箱和电磁阀D1。上述空气源热泵系统包括空气源热泵热水器、排气阀和热泵循环泵；空气源热泵热水器的出水口通过空气源热泵系统高温管路G3与上下双盘管储热系统的水箱直接相连，该高温管路G3上设有排气阀和电磁阀D3，空气源热泵循环泵的回水口通过空气源热泵系统低温管路G4与上下双盘管储热系统的水箱连接，该低温管路G4上设有电磁阀D4、压力表P2和截止阀J4。上述燃气采暖热水炉系统燃气采包括燃气采暖热水炉、采暖热水泵、换热器和膨胀水罐；上下双盘管储热水系统的水箱热水出口通过管路G10和电动三通阀S1与燃气采暖热水炉的冷水进水管路G7连接，管路G10上设有温度计T4，管路G7上设有电磁阀D7，采暖热水出水管路G8与生活热水系统供水管路G12连接，管路G8上设有电磁阀D8，管路G12上设有电磁阀D10；双盘管储热水箱上盘管通过管路G14和电动三通阀S2与燃气采暖热水炉的采暖回水管路G5连接，管路G14上设有温度计T5，管路G5上设有电磁阀D5，燃气采暖热水炉的采暖出水通过管路G6与采暖系统供水管路G16连接，管路G6上设有电磁阀D6，管路G16上设有电磁阀D12；燃气采暖热水炉的燃气入口通过管路G17与燃气管道连接，管路上设有截止阀J6。上述生活热水系统的生活热水由进水管路G9进入水箱，进水管路G9上设有电磁阀D9，生活热水系统的出水管路G10通过电动三通阀S1与燃气采暖热水炉生活热水进水管路G7连接，并且电动三通阀S1通过管路G11与生活热水系统的生活热水供水管路G12连接。上述采暖系统的采暖回水通过管路G13与上下双盘管储热水系统的上盘管连接，管路G13上设有电磁阀D11，上盘管采暖出水通过管路G14和电动三通阀S2与燃气采暖热水炉的采暖出水管路G6相连，管路G14上设有温度计T5，并且电动三通阀S2通过管路G15与采暖系统供水管路G16连接，供水管路G16上设有电磁阀D12。上述太阳能低温工质管路G1上还设有充注和排液管路，该管路上设有截止阀J3。上述空气源热泵系统低温管路上安装用于充注和排液的截止阀J5。上述生活热水系统的出水管路G10上设置有温度计T4，生活热水系统的生活热水供水管路G12上设置有电磁阀D10。本专利技术具有如下的优点和积极效果：(1)本专利技术优先采用太阳能加热系统，其次空气源热泵系统，两者无法满足用户需求时采用燃气采暖热水炉本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种应用于独立供热采暖系统的多能互补供热系统，包括供热单元、储热单元和取热单元；其特征在于：供热单元包括太阳能集热系统、空气源热泵系统和燃气采暖热水炉系统，储热单元采用上下双盘管储热系统，取热单元分别为生活热水系统和采暖系统；所述太阳能集热系统与上下双盘管储热系统的下换热盘管相连，间接加热水箱，所述空气源热泵系统直接与上下双盘管储热系统中部进出水口相连，直接加热水箱；所述生活热水系统通过燃气采暖热水炉与上下双盘管储热系统的上下进出水口相连，直接从水箱中取热；所述采暖水系统通过燃气采暖热水炉与上下双盘管储热系统的上换热盘管相连，间接从水箱中取热。
【技术特征摘要】
1.一种应用于独立供热采暖系统的多能互补供热系统，包括供热单元、储热单元和取热单元；其特征在于：供热单元包括太阳能集热系统、空气源热泵系统和燃气采暖热水炉系统，储热单元采用上下双盘管储热系统，取热单元分别为生活热水系统和采暖系统；所述太阳能集热系统与上下双盘管储热系统的下换热盘管相连，间接加热水箱，所述空气源热泵系统直接与上下双盘管储热系统中部进出水口相连，直接加热水箱；所述生活热水系统通过燃气采暖热水炉与上下双盘管储热系统的上下进出水口相连，直接从水箱中取热；所述采暖水系统通过燃气采暖热水炉与上下双盘管储热系统的上换热盘管相连，间接从水箱中取热。2.根据权利要求1所述的应用于独立供热采暖系统的多能互补供热系统，其特征在于：上述上下双盘管储热系统包括水箱、水箱内上、下换热盘管；水箱内上换热盘管与采暖系统连接，水箱内下换热盘管与太阳能集热系统连接，水箱上下设有温度计T3和T1，水箱中部直接与空气源热泵系统相连，水箱冷水进口和热水出口同样直接与生活热水系统连接。3.根据权利要求1或2所述的应用于独立供热采暖系统的多能互补供热系统，其特征在于：上述太阳能集热系统包括太阳能集热器、太阳能循环泵、排气阀和膨胀水箱；太阳能集热器顶端设有排气阀，该排气阀通过太阳能高温工质管路G2与上下双盘管储热系统中的水箱内下换热盘管相连，太阳能高温工质管路G2上设有电磁阀D2和温度计T2，太阳能集热器底端通过太阳能低温工质管路G1与上下双盘管储热系统中的水箱内下换热盘管连接，太阳能低温工质管路G1上设有截止阀J1、太阳能循环水泵和水泵旁通阀J2、压力表P1、膨胀水箱和电磁阀D1。4.根据权利要求1或2所述的应用于独立供热采暖系统的多能互补供热系统，其特征在于：上述空气源热泵系统包括空气源热泵热水器、排气阀和热泵循环泵；空气源热泵热水器的出水口通过空气源热泵系统高温管路G3与上下双盘管储热系统的水箱直接相连，该高温管路G3上设有排气阀和电磁阀D3，空气源热泵循环泵的回水口通过空气源热泵系统低温管路G4与上下双盘管储热系统的水箱连接，该低温管路G4上设有电磁阀D4、压力表P2和截止阀J4。5.根据权利要求1或2所述的应用于独立供热采暖系统的多能互补供热系统，其特征在于：上述燃...
【专利技术属性】
技术研发人员：高文学，王启，杨林，刘彤，龙飞，
申请(专利权)人：中国市政工程华北设计研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12
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