本實(shí)用新型涉及熱水供水系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及的是一種直熱式變流量高效熱水系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，空氣源直熱式熱水機(jī)為了保證恒定的供水溫度，普遍都采用較高的冷凝壓力，且為單一冷凝壓力方式，即蒸發(fā)壓力與冷凝壓力的壓差較大，并采用單一電動(dòng)閥門調(diào)節(jié)開度，進(jìn)而調(diào)節(jié)供水溫度的穩(wěn)定。

但是，單一冷凝壓力的方式，由于冷凝壓力高，為了保證恒定的供水溫度，造成能效比較低，導(dǎo)致熱水供水溫度設(shè)定范圍較窄。而采用單一電動(dòng)閥門控制開度調(diào)節(jié)流量，流量的調(diào)節(jié)范圍也較窄，容易引起設(shè)備水流保護(hù)的停機(jī)誤動(dòng)作，導(dǎo)致設(shè)備不能很好適應(yīng)工況的變化，不能在各工況下可靠高效運(yùn)行。

因此，現(xiàn)有技術(shù)尚有待改進(jìn)和發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種直熱式變流量熱水系統(tǒng)，可設(shè)定溫度范圍大，可調(diào)節(jié)流量范圍寬，各種使用工況下所供熱水溫度恒定，且運(yùn)行可靠高效。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：一種直熱式變流量熱水系統(tǒng)，由熱側(cè)供水單元、冷側(cè)供水單元和板式換熱器組成，所述板式換熱器連接在熱側(cè)供水單元與冷側(cè)供水單元之間，其中：所述熱側(cè)供水單元包括一級(jí)升溫模塊、二級(jí)升溫模塊、三級(jí)升溫模塊、四級(jí)升溫模塊、緩沖水箱和四臺(tái)變頻循環(huán)水泵；四臺(tái)變頻循環(huán)水泵并聯(lián)連接，一級(jí)升溫模塊、二級(jí)升溫模塊、三級(jí)升溫模塊、四級(jí)升溫模塊、緩沖水箱與并聯(lián)后的四臺(tái)變頻循環(huán)水泵串聯(lián)連接；所述變頻循環(huán)水泵的運(yùn)行數(shù)量與各級(jí)溫升模塊的運(yùn)行數(shù)量相對(duì)應(yīng)。

所述的直熱式變流量熱水系統(tǒng)，其中：每級(jí)升溫模塊均包括一壓縮機(jī)，一熱側(cè)流量調(diào)節(jié)閥、一第一溫度傳感器和一第二溫度傳感器，所述熱側(cè)流量調(diào)節(jié)閥為比例積分三通閥，所述第一溫度傳感器連接在相應(yīng)的熱側(cè)流量調(diào)節(jié)閥的進(jìn)水管路上，熱側(cè)流量調(diào)節(jié)閥的出水管路與相應(yīng)壓縮機(jī)的進(jìn)水口相連接，熱側(cè)流量調(diào)節(jié)閥的旁流管路與壓縮機(jī)的出水口相連接，所述第二溫度傳感器連接在相應(yīng)壓縮機(jī)出水管路上，并位于該壓縮機(jī)出水口與相應(yīng)的熱側(cè)流量調(diào)節(jié)閥的旁流管路之間。

所述的直熱式變流量熱水系統(tǒng)，其中：各級(jí)升溫模塊的壓縮機(jī)、熱側(cè)流量調(diào)節(jié)閥、第一溫度傳感器和第二溫度傳感器都信號(hào)連接在一PLC控制器上，用于根據(jù)第一溫度傳感器與第二溫度傳感器的溫差值，對(duì)各級(jí)溫升模塊的熱側(cè)流量調(diào)節(jié)閥進(jìn)行開度流量控制。

所述的直熱式變流量熱水系統(tǒng)，其中：在各級(jí)溫升模塊的熱側(cè)流量調(diào)節(jié)閥的出水管路上還設(shè)置有一熱側(cè)流量開關(guān)，用于當(dāng)該級(jí)溫升模塊的出水管路斷流時(shí)，停止該級(jí)溫升模塊的壓縮機(jī)的運(yùn)行。

所述的直熱式變流量熱水系統(tǒng)，其中：各級(jí)溫升模塊的熱側(cè)流量調(diào)節(jié)閥與相應(yīng)的壓縮機(jī)聯(lián)鎖，用于當(dāng)壓縮機(jī)停止運(yùn)行時(shí)，相應(yīng)的流量調(diào)節(jié)閥將流量全部旁流。

所述的直熱式變流量熱水系統(tǒng)，其中：所述緩沖水箱中設(shè)置有一液位檢測(cè)器，用于檢測(cè)緩沖水箱內(nèi)液位的高低。

所述的直熱式變流量熱水系統(tǒng)，其中：在四級(jí)溫升模塊的壓縮機(jī)的出水口與板式換熱器的進(jìn)水口之間的管路上設(shè)置有一第三溫度傳感器，在板式換熱器的出水口與緩沖水箱的進(jìn)水口之間的管路上設(shè)置有一第四溫度傳感器，用于根據(jù)第三溫度傳感器和第四溫度傳感器的溫差值，對(duì)變頻循環(huán)水泵進(jìn)行變頻控制。

所述的直熱式變流量熱水系統(tǒng)，其中：在并聯(lián)后的四臺(tái)變頻循環(huán)水泵的出水管路上還設(shè)置有一流量計(jì)，用于對(duì)變頻循環(huán)水泵的變頻控制進(jìn)行保護(hù)，且當(dāng)出水管路中的流量為零時(shí)，停止運(yùn)行中的變頻循環(huán)水泵。

所述的直熱式變流量熱水系統(tǒng)，其中：在所述冷側(cè)供水單元的進(jìn)水管路上設(shè)置有一第五溫度傳感器，用于根據(jù)從低到高設(shè)定的四級(jí)溫度值對(duì)應(yīng)關(guān)停各級(jí)升溫模塊的運(yùn)行。

所述的直熱式變流量熱水系統(tǒng)，其中：在所述冷側(cè)供水單元的出水管路上設(shè)置有一冷側(cè)流量開關(guān)，用于當(dāng)該出水管路斷流時(shí)，停止各級(jí)溫升模塊的運(yùn)行。

本實(shí)用新型所提供的一種直熱式變流量熱水系統(tǒng)，由于采用了四級(jí)溫升模塊與四臺(tái)變頻循環(huán)水泵對(duì)應(yīng)運(yùn)行，克服了單一冷凝壓力造成能效比較低的缺陷，不僅設(shè)定溫度范圍大，而且調(diào)節(jié)流量范圍寬，保證了各種使用工況下所供熱水的溫度恒定，運(yùn)行可靠高效節(jié)能。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型直熱式變流量熱水系統(tǒng)熱側(cè)供水單元的組成框圖。

圖2是本實(shí)用新型直熱式變流量熱水系統(tǒng)冷側(cè)供水單元的組成框圖。

圖3是本實(shí)用新型直熱式變流量熱水系統(tǒng)所用PLC控制器的組成框圖。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式和實(shí)施例加以詳細(xì)說明，所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并非用于限定本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式。

如圖1和2所示，圖1是本實(shí)用新型直熱式變流量熱水系統(tǒng)熱側(cè)供水單元的組成框圖，圖2是本實(shí)用新型直熱式變流量熱水系統(tǒng)冷側(cè)供水單元的組成框圖，本實(shí)用新型直熱式變流量熱水系統(tǒng)由熱側(cè)供水單元、冷側(cè)供水單元和板式換熱器25組成，所述板式換熱器25連接在熱側(cè)供水單元與冷側(cè)供水單元之間。

先看圖1，所述熱側(cè)供水單元包括一級(jí)升溫模塊、二級(jí)升溫模塊、三級(jí)升溫模塊、四級(jí)升溫模塊、緩沖水箱1和四臺(tái)變頻循環(huán)水泵(2-1~4)；四臺(tái)變頻循環(huán)水泵并聯(lián)連接，一級(jí)升溫模塊、二級(jí)升溫模塊、三級(jí)升溫模塊、四級(jí)升溫模塊、緩沖水箱1與并聯(lián)后的四臺(tái)變頻循環(huán)水泵(2-1~4)串聯(lián)連接；所有變頻循環(huán)水泵(2-1~4)優(yōu)選變頻專用電機(jī)。

每級(jí)升溫模塊均包括一壓縮機(jī)(8、13、18、23)，一熱側(cè)流量調(diào)節(jié)閥(5、10、15、20)、一第一溫度傳感器(4、9、14、19)和一第二溫度傳感器(7、12、17、22)，所述熱側(cè)流量調(diào)節(jié)閥(5、10、15、20)為比例積分三通閥，優(yōu)選采用電動(dòng)球形閥門，所述第一溫度傳感器(4、9、14、19)連接在相應(yīng)的熱側(cè)流量調(diào)節(jié)閥(5、10、15、20)的進(jìn)水管路上，熱側(cè)流量調(diào)節(jié)閥(5、10、15、20)的出水管路與相應(yīng)壓縮機(jī)(8、13、18、23)的進(jìn)水口相連接，熱側(cè)流量調(diào)節(jié)閥(5、10、15、20)的旁流管路與壓縮機(jī)(8、13、18、23)的出水口相連接，所述第二溫度傳感器(7、12、17、22)連接在相應(yīng)壓縮機(jī)(8、13、18、23)出水管路上，并位于該壓縮機(jī)(8、13、18、23)出水口與相應(yīng)的熱側(cè)流量調(diào)節(jié)閥(5、10、15、20)的旁流管路之間。

結(jié)合圖3所示，圖3是本實(shí)用新型直熱式變流量熱水系統(tǒng)所用PLC控制器的組成框圖，各級(jí)升溫模塊的壓縮機(jī)(8、13、18、23)、熱側(cè)流量調(diào)節(jié)閥(5、10、15、20)、第一溫度傳感器(4、9、14、19)和第二溫度傳感器(7、12、17、22)都信號(hào)連接在圖3中的一PLC控制器31上，由此該P(yáng)LC控制器31就可以對(duì)各級(jí)溫升模塊的熱側(cè)流量調(diào)節(jié)閥(5、10、15、20)進(jìn)行開度流量控制；具體的，設(shè)定各級(jí)溫升模塊的第一溫度傳感器(4、9、14、19)與第二溫度傳感器(7、12、17、22)的溫差值，根據(jù)該溫差值大小，PLC控制器31控制各級(jí)溫升模塊的熱側(cè)流量調(diào)節(jié)閥(5、10、15、20)的開度；若溫差值大，就開大閥門，則流入相應(yīng)壓縮機(jī)(8、13、18、23)的流量增大，而流入旁流管路的流量減??；若溫差值小，就關(guān)小閥門，則流入相應(yīng)壓縮機(jī)(8、13、18、23)的流量減小，而流入旁流管路的流量增大。

本實(shí)用新型這種設(shè)置有多個(gè)壓縮機(jī)(8、13、18、23)，四級(jí)的冷凝壓力，適應(yīng)了寬廣不同的熱水供水溫度要求，使設(shè)備始終保持高效運(yùn)行。而4級(jí)熱側(cè)流量調(diào)節(jié)閥(5、10、15、20)的開度調(diào)節(jié)，結(jié)合四臺(tái)循環(huán)水泵(2-1~4)變頻變流量無級(jí)調(diào)節(jié)，整體設(shè)備運(yùn)行可靠高效節(jié)能，供熱水溫度恒定，設(shè)置溫度范圍大，可適應(yīng)不同水溫需求，滿足了目前直熱式熱水設(shè)備節(jié)能運(yùn)行的必要需求。

優(yōu)選地，在各級(jí)溫升模塊的熱側(cè)流量調(diào)節(jié)閥(5、10、15、20)的出水管路上還設(shè)置有一熱側(cè)流量開關(guān)(6、11、16、21)，各級(jí)溫升模塊的熱側(cè)流量開關(guān)(6、11、16、21)也都信號(hào)連接在圖3中的PLC控制器31上，用于當(dāng)該級(jí)溫升模塊的出水管路斷流時(shí)，通過上述PLC控制器31停止該級(jí)溫升模塊的壓縮機(jī)(8、13、18、23)的運(yùn)行，并作故障報(bào)警。

優(yōu)選地，各級(jí)溫升模塊的熱側(cè)流量調(diào)節(jié)閥(5、10、15、20)與相應(yīng)的壓縮機(jī)(8、13、18、23)聯(lián)鎖，用于當(dāng)壓縮機(jī)(8、13、18、23)停止運(yùn)行時(shí)，相應(yīng)的流量調(diào)節(jié)閥(5、10、15、20)將流量全部旁流。

較好的是，所述變頻循環(huán)水泵(2-1~4)也與上述PLC控制器31信號(hào)連接，用于通過壓縮機(jī)(8、13、18、23)的運(yùn)行數(shù)量，對(duì)應(yīng)控制變頻循環(huán)水泵(2-1~4)的運(yùn)行數(shù)量，當(dāng)1臺(tái)壓縮機(jī)8運(yùn)行時(shí)控制1臺(tái)變頻循環(huán)水泵2-1運(yùn)行，當(dāng)2臺(tái)壓縮機(jī)(8、13)運(yùn)行時(shí)控制2臺(tái)變頻循環(huán)水泵(2-1~2)運(yùn)行，當(dāng)3臺(tái)壓縮機(jī)(8、13、18)運(yùn)行時(shí)控制3臺(tái)變頻循環(huán)水泵(2-1~3)運(yùn)行，當(dāng)4臺(tái)壓縮機(jī)(8、13、18、23)運(yùn)行時(shí)控制4臺(tái)變頻循環(huán)水泵(2-1~4)運(yùn)行。

較好的是，所述緩沖水箱1中設(shè)置有一液位檢測(cè)器，與圖3中的PLC控制器31信號(hào)連接，用于檢測(cè)緩沖水箱1內(nèi)液位的高低，當(dāng)液位過低或者過高時(shí)，作故障報(bào)警。

較好的是，在圖1中的四級(jí)溫升模塊的壓縮機(jī)23的出水口與圖2中的板式換熱器25的進(jìn)水口之間的管路上設(shè)置有一第三溫度傳感器23，在圖2中的板式換熱器25的出水口與圖1中的緩沖水箱1的進(jìn)水口之間的管路上設(shè)置有一第四溫度傳感器26，所述第三溫度傳感器23和第四溫度傳感器26均信號(hào)連接在圖3中的PLC控制器31上，用于對(duì)變頻循環(huán)水泵(2-1~4)進(jìn)行變頻控制；具體的，設(shè)定第三溫度傳感器23和第四溫度傳感器26的溫差值，根據(jù)該溫差值大小，PLC控制器調(diào)整運(yùn)行中的變頻循環(huán)水泵(2-1~4)的頻率；若溫差值大則升頻處理，若溫差值小則降頻處理。

較好的是，四級(jí)溫升模塊的熱側(cè)流量調(diào)節(jié)閥20的旁流管路連接在第四溫度傳感器26與緩沖水箱1的進(jìn)水口之間的管路上，以減小四級(jí)溫升模塊的旁流管路的水流對(duì)板式換熱器25的出水管路中的水流造成影響，進(jìn)而提高對(duì)板式換熱器25的出水管路中的水流溫度的測(cè)量精度。

較好的是，在并聯(lián)后的四臺(tái)變頻循環(huán)水泵(2-1~4)的出水管路上還設(shè)置有一流量計(jì)3，與圖3中的PLC控制器31信號(hào)連接，用于對(duì)變頻循環(huán)水泵(2-1~4)的變頻控制進(jìn)行保護(hù)；具體的，在所述流量計(jì)3中設(shè)定最大流量值和最小流量值，當(dāng)出水管路中的流量達(dá)到最大流量值時(shí)，不再上調(diào)運(yùn)行中的變頻循環(huán)水泵(2-1~4)的頻率，當(dāng)出水管路中的流量達(dá)到最小流量值時(shí)，不再下調(diào)運(yùn)行中的變頻循環(huán)水泵(2-1~4)的頻率，當(dāng)出水管路中的流量為零時(shí)，停止運(yùn)行中的變頻循環(huán)水泵(2-1~4)，并作故障報(bào)警。

再看圖2，在所述冷側(cè)供水單元的進(jìn)水管路上設(shè)置有一第五溫度傳感器27，與圖3中的PLC控制器31信號(hào)連接，用于關(guān)停各級(jí)升溫模塊的壓縮機(jī)(8、13、18、23)；具體的，從低溫到高溫設(shè)定一級(jí)到四級(jí)的四個(gè)級(jí)別的溫度值，低溫對(duì)應(yīng)一級(jí)溫度值，高溫對(duì)應(yīng)四級(jí)溫度值，當(dāng)進(jìn)水管路中的進(jìn)水溫度高于一級(jí)溫度值但低于二級(jí)溫度值時(shí)，關(guān)停一級(jí)溫升模塊的壓縮機(jī)8，當(dāng)進(jìn)水溫度高于二級(jí)溫度值但低于三級(jí)溫度值時(shí)，關(guān)停一、二級(jí)溫升模塊的壓縮機(jī)(8、13)，當(dāng)進(jìn)水溫度高于三級(jí)溫度值但低于四級(jí)溫度值時(shí)，關(guān)停一、二、三級(jí)溫升模塊的壓縮機(jī)(8、13、18)，當(dāng)進(jìn)水溫度高于四級(jí)溫度值時(shí)，關(guān)停各級(jí)升溫模塊的壓縮機(jī)(8、13、18、23)。

優(yōu)選地，在該冷側(cè)供水單元的出水管路上串聯(lián)設(shè)置有一第六溫度傳感器29和一冷側(cè)流量調(diào)節(jié)閥30，均與圖3中的PLC控制器31信號(hào)連接，用于根據(jù)設(shè)定的溫度值控制冷側(cè)流量調(diào)節(jié)閥30的開度；具體的，設(shè)定供水溫度，當(dāng)?shù)诹鶞囟葌鞲衅?9的溫度超過供水溫度時(shí)，PLC控制器31控制冷側(cè)流量調(diào)節(jié)閥30閥門開大，當(dāng)?shù)诹鶞囟葌鞲衅?9的溫度低于供水溫度時(shí)，PLC控制器31控制冷側(cè)流量調(diào)節(jié)閥30閥門關(guān)小。

優(yōu)選地，在該冷側(cè)供水單元的出水管路上還串聯(lián)設(shè)置有一冷側(cè)流量開關(guān)28，與圖3中的PLC控制器31信號(hào)連接，用于當(dāng)該出水管路斷流時(shí)，通過上述PLC控制器31停止各級(jí)溫升模塊的壓縮機(jī)(8、13、18、23)的運(yùn)行，并作故障報(bào)警。

本實(shí)用新型的直熱式變流量熱水系統(tǒng)能有效減小能耗與故障幾率，開機(jī)后就可獲得源源不斷的所需溫度的熱水，不需要等待，補(bǔ)水的速度比循環(huán)式要快，在遇到用水量較大的情況，安全系數(shù)更高；而且，本實(shí)用新型的直熱式變流量熱水系統(tǒng)不加任何輔助加熱設(shè)備情況下，出水溫度恒定，效率高，即使遇到最大用水量的峰值，客戶用水的溫度不受到任何影響，減少了保溫水箱體積。

應(yīng)當(dāng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不足以限制本實(shí)用新型的技術(shù)方案，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，可以根據(jù)上述說明加以增減、替換、變換或改進(jìn)，而所有這些增減、替換、變換或改進(jìn)后的技術(shù)方案，都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。