專利名稱：分戶儲(chǔ)水式的住宅樓宇中央熱水系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于可再生能源利用與節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種包括利用可再生能源和常規(guī)能源為加熱能源的分戶儲(chǔ)水式的住宅樓宇中央熱水系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
迄今現(xiàn)有住宅樓宇中央熱水系統(tǒng)配用的加熱能源包括利用可再生能源和常規(guī)能源，其中，最為常見(jiàn)的可再生能源利用的中央熱水系統(tǒng)屬太陽(yáng)能中央熱水系統(tǒng)或熱泵中央熱水系統(tǒng)?，F(xiàn)有住宅樓宇的分戶供水式中央熱水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)可分為閉式承壓供水系統(tǒng)和開(kāi)式加壓供水系統(tǒng)，閉式承壓供水系統(tǒng)由于系統(tǒng)消耗大量的管道保溫?zé)釗p，一般已不常使用，開(kāi)式加壓供水系統(tǒng)典型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可參見(jiàn)圖1所示，主要可按其加熱或儲(chǔ)熱水箱與恒溫供水箱的設(shè)置分為頂層、底層、或其加熱或儲(chǔ)熱水箱設(shè)置在底層恒溫供水水箱設(shè)置在頂層這三種方案，系統(tǒng)的用戶端私網(wǎng)通過(guò)戶用熱水計(jì)量表以外的公網(wǎng)供水管路，直接向各用戶熱水計(jì)量表后的用戶私網(wǎng)終端管路或終端熱水使用裝置供應(yīng)熱水，系統(tǒng)的熱水供應(yīng)量是按每戶用戶的平均用量累加而計(jì)算設(shè)計(jì)。如太陽(yáng)能雜志2005年第一期中刊登了“熱管真空管太陽(yáng)能中央熱水系統(tǒng)”及“單箱雙能八工位太陽(yáng)熱水工程方案”兩篇文章中都介紹了最新的采用上述加熱或儲(chǔ)熱水箱與恒溫供水箱兩個(gè)水箱(參見(jiàn)圖1)或兩者合并為一后設(shè)置在底層的、并采用開(kāi)式加壓供應(yīng)太陽(yáng)能熱水的技術(shù)方案，該技術(shù)方案能使得系統(tǒng)保持供水溫度維持在一個(gè)相對(duì)恒定的范圍，通過(guò)加熱或儲(chǔ)熱水箱儲(chǔ)存晴好天氣全天80％以上的熱能，通過(guò)一個(gè)水箱或兩個(gè)水箱的配合加增壓供水泵來(lái)滿足熱水系統(tǒng)向分戶用戶的供水。
除此之外，在上述結(jié)構(gòu)的開(kāi)式加壓供水系統(tǒng)中，還有一種改進(jìn)的技術(shù)方案是將恒溫供水箱設(shè)置在頂層，通過(guò)水位監(jiān)測(cè)與供水泵經(jīng)加熱或儲(chǔ)熱水箱向恒溫供水箱供應(yīng)熱水，使之對(duì)頂層以下各層用戶的終端管路和終端熱水使用裝置產(chǎn)生落差供水壓力，以明顯降低供水泵由于頻繁啟動(dòng)增加的運(yùn)行能耗與噸水產(chǎn)出成本。由于該技術(shù)領(lǐng)域的絕大多數(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員對(duì)于住宅樓宇中央熱水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在著一種偏見(jiàn)，認(rèn)為系統(tǒng)的設(shè)置成本即價(jià)格因素是決定消費(fèi)市場(chǎng)能否購(gòu)買系統(tǒng)的主要原因，因此，長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)系統(tǒng)技術(shù)改進(jìn)的考慮都集中在降低系統(tǒng)公網(wǎng)部分的性價(jià)比和設(shè)置價(jià)格方面，忽視了對(duì)系統(tǒng)私網(wǎng)部分所要求的降低系統(tǒng)噸水產(chǎn)出成本、保障供水分配及管道能耗合理攤派性能方面的技術(shù)研究，因此，無(wú)論是上述結(jié)構(gòu)的閉式壓力供水系統(tǒng)或開(kāi)式加壓供水系統(tǒng)中，都不可避免地存在著以下問(wèn)題(1)無(wú)法合理儲(chǔ)能導(dǎo)致的過(guò)于頻繁即時(shí)輔助加熱使得系統(tǒng)常規(guī)輔助能源能耗與運(yùn)行成本過(guò)高，對(duì)比現(xiàn)有的采用半價(jià)峰谷電輔助加熱的中央太陽(yáng)熱水系統(tǒng)，噸水產(chǎn)出成本較低的也在4元-5元，若采用現(xiàn)有非峰谷電的其他常規(guī)輔助能源加熱時(shí)，因即時(shí)加熱比例增高導(dǎo)致的噸水產(chǎn)出成本會(huì)大幅增加，使得消費(fèi)者難以接受，同時(shí)使得現(xiàn)有系統(tǒng)的應(yīng)用推廣阻力變大。
(2)大部分已建居民樓宇住宅中增設(shè)諸如太陽(yáng)能中央熱水系統(tǒng)或熱泵中央熱水系統(tǒng)改造時(shí)，由于現(xiàn)有樓宇的底層實(shí)際可利用面積不足以安置尺寸龐大的加熱或儲(chǔ)熱水箱和恒溫供水箱，因此，系統(tǒng)的加熱或儲(chǔ)熱水箱和恒溫供水箱只能設(shè)置在頂層屋面，這樣一則會(huì)與太陽(yáng)能中央熱水系統(tǒng)的集能器矩陣爭(zhēng)面積，二則系統(tǒng)水箱過(guò)重往往導(dǎo)致原有屋頂負(fù)荷超重而造成開(kāi)裂等損壞。
(3)采用廉價(jià)的峰谷電進(jìn)行輔助加熱配套時(shí)，因公網(wǎng)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)供水量是有限的，由于采用現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)對(duì)經(jīng)濟(jì)供水量的合理分配技術(shù)功能考慮欠缺，分戶用戶雖可設(shè)置熱水計(jì)量表，但對(duì)于熱水使用量并沒(méi)有進(jìn)行選擇的自由，如分戶用戶無(wú)法合理分配到保障數(shù)量的熱水供應(yīng)，先用者多用時(shí)就會(huì)導(dǎo)致后用者的供水不足，而超出經(jīng)濟(jì)供水量設(shè)計(jì)的即時(shí)輔助加熱熱水供應(yīng)部分的高價(jià)能耗就難以進(jìn)行合理的攤派了，這也是導(dǎo)致當(dāng)前的中央熱水系統(tǒng)方案難以得到普及推廣應(yīng)用的重要原因。
(4)單純將水箱容積放大進(jìn)行儲(chǔ)能時(shí)將導(dǎo)致水箱占地面積劇增，即使對(duì)于新建房，設(shè)計(jì)時(shí)也會(huì)產(chǎn)生諸如底層與其余樓層的結(jié)構(gòu)不一致，導(dǎo)致建造成本大幅增加與出房率降低等一系列問(wèn)題，同樣會(huì)使得上述中央熱水系統(tǒng)方案推廣應(yīng)用的難度大大增加。
(5)現(xiàn)有系統(tǒng)將恒溫供水箱設(shè)置在頂層利用落差壓力時(shí)還產(chǎn)生的另一個(gè)問(wèn)題是，在取得系統(tǒng)承壓供應(yīng)熱水效果的同時(shí)，公網(wǎng)中的熱水失熱后成為冷溫水而難以回收，使得用戶取用熱水時(shí)甚為不便，往往還由此造成了水資源的浪費(fèi)。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)所存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種適合住宅樓宇的分戶儲(chǔ)水式的包括采用可再生能源等能源的開(kāi)式加壓供水中央熱水系統(tǒng)，使得系統(tǒng)運(yùn)行中能保障對(duì)分戶儲(chǔ)水用戶的優(yōu)先熱水供應(yīng)、通過(guò)擴(kuò)展系統(tǒng)儲(chǔ)能提高系統(tǒng)的熱水產(chǎn)出效率、達(dá)到最大程度地降低噸水產(chǎn)出成本，同時(shí)使分戶用戶有自備分戶式儲(chǔ)熱水箱等設(shè)置上的過(guò)渡性選擇自由，又使得管道能耗能得到合理攤派，此外，系統(tǒng)能避免水箱集中頂層屋面設(shè)置和減少因水箱超重產(chǎn)生的不良影響，并能與已建居民樓宇住宅中增設(shè)中央熱水系統(tǒng)改造時(shí)實(shí)際可利用的面積等現(xiàn)有條件相匹配。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明采用一種分戶儲(chǔ)水式的住宅樓宇中央熱水系統(tǒng)，由加熱或儲(chǔ)熱水箱、管道，加熱單元、控制單元等組成中央熱水系統(tǒng)的公網(wǎng)部分，其加熱或儲(chǔ)熱水箱設(shè)置在住宅樓宇的頂層或底層或頂層及底層，由熱水計(jì)量表、各分戶用戶端的熱水終端管路和熱水使用終端裝置組成中央熱水系統(tǒng)的私網(wǎng)部分，加熱單元生產(chǎn)的熱水從公網(wǎng)部分的加熱或儲(chǔ)熱水箱經(jīng)管道供入私網(wǎng)部分，其特征在于，所述的私網(wǎng)部分還包括設(shè)置在分戶用戶端的分戶式儲(chǔ)熱水箱，公網(wǎng)部分與私網(wǎng)部分間經(jīng)管道和電控開(kāi)關(guān)閥相互連接，控制單元經(jīng)電控開(kāi)關(guān)閥控制公網(wǎng)對(duì)私網(wǎng)的熱水分配的管道接通。所述的公網(wǎng)部分的加熱或儲(chǔ)熱水箱還可包括相互間并聯(lián)連接和設(shè)置在住宅樓宇各層的分層終溫儲(chǔ)熱水箱，各分層終溫儲(chǔ)熱水箱與加熱或儲(chǔ)熱水箱經(jīng)連接管路共同構(gòu)成公網(wǎng)部分的分級(jí)儲(chǔ)能式水箱。所述的控制單元經(jīng)電控開(kāi)關(guān)閥控制公網(wǎng)對(duì)私網(wǎng)進(jìn)行熱水分配的管道接通，是指定時(shí)對(duì)分戶式儲(chǔ)熱水箱優(yōu)先進(jìn)行保障滿載的熱水分配管道接通。所述的分戶式儲(chǔ)熱水箱中帶有終溫?zé)崴?，住宅樓宇中央熱水系統(tǒng)中的終溫?zé)崴謩e儲(chǔ)存在分層終溫儲(chǔ)熱水箱中和分戶式儲(chǔ)熱水箱的終溫?zé)崴渲?。所述的分戶式?chǔ)熱水箱中還可帶有次溫水箱，次溫水箱或各分層用戶的熱水終端管路及熱水使用終端裝置可相互并聯(lián)后與加熱或儲(chǔ)熱水箱間經(jīng)次級(jí)溫水管路連接，所述的次級(jí)溫水管路中可設(shè)有溫水計(jì)量表，儲(chǔ)存在加熱或儲(chǔ)熱水箱中的次級(jí)熱水可經(jīng)次級(jí)溫水管路供入次溫水箱或各分層用戶的熱水終端管路及熱水使用終端裝置。所述的設(shè)置在住宅樓宇各層的各分層終溫儲(chǔ)熱水箱和各分戶用戶端的分戶式儲(chǔ)熱水箱是容積式熱水器并聯(lián)式水箱。所述的分層終溫儲(chǔ)熱水箱中設(shè)有水位傳感器，且相互并聯(lián)連接的各分層終溫儲(chǔ)熱水箱前設(shè)有電控開(kāi)關(guān)閥，控制單元經(jīng)該電控開(kāi)關(guān)閥控制加熱或儲(chǔ)熱水箱對(duì)分層終溫儲(chǔ)熱水箱進(jìn)行熱水分配的管道接通。所述的加熱單元可是太陽(yáng)能電熱、或風(fēng)能電熱、或太陽(yáng)能光熱裝置、或熱泵、或管道余熱供熱、或管道燃煤蒸汽或熱水供熱、或是上述的組合，其所帶的輔助加熱部分包括風(fēng)能電熱裝置、熱泵、燃?xì)饣蛉加湾仩t、電鍋爐或峰谷電電加熱裝置、管道余熱供熱、或管道燃煤蒸汽或熱水供熱、或是上述的組合。所述的加熱或儲(chǔ)熱水箱可設(shè)置在屋頂層或是底層或是頂層和底層，加熱或儲(chǔ)熱水箱可以是由多個(gè)容積式熱水器并聯(lián)水箱組成的分組儲(chǔ)熱水箱，一個(gè)以上的分組儲(chǔ)熱水箱間可相互串接或并接，經(jīng)控制單元和電控開(kāi)關(guān)閥控制分組儲(chǔ)熱水箱間的連接，并選擇其組合成為容量可以變化的儲(chǔ)存終溫?zé)崴募訜峄騼?chǔ)熱水箱及儲(chǔ)存次溫?zé)崴募訜峄騼?chǔ)熱水箱，并分別經(jīng)相應(yīng)的管路供入分層終溫儲(chǔ)熱水箱、或分戶式儲(chǔ)熱水箱、或分戶用戶端的熱水終端管路和熱水使用終端裝置及次溫水箱。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是由于克服偏見(jiàn)采用了私網(wǎng)部分設(shè)置在各分戶用戶端的分戶式儲(chǔ)熱水箱，通過(guò)擴(kuò)展系統(tǒng)儲(chǔ)能提高了系統(tǒng)的熱水產(chǎn)出效率、最大程度地降低了噸水產(chǎn)出成本，并且系統(tǒng)能改善水箱集中頂層屋面設(shè)置程度和因水箱超重產(chǎn)生的不良影響，系統(tǒng)儲(chǔ)能擴(kuò)容還能與已建居民樓宇住宅中增設(shè)中央熱水系統(tǒng)改造時(shí)實(shí)際可利用的面積等現(xiàn)有條件相匹配；又由于采用了公網(wǎng)部分與私網(wǎng)部分間經(jīng)管道和電控開(kāi)關(guān)閥相互連接，控制單元經(jīng)電控開(kāi)關(guān)閥控制公網(wǎng)對(duì)私網(wǎng)進(jìn)行熱水分配的管道接通，使得系統(tǒng)能優(yōu)先保障對(duì)分戶式儲(chǔ)熱水箱的足量熱水供應(yīng)，同時(shí)又使分戶用戶有自備水箱等配置上的選擇自由，還相應(yīng)地使得系統(tǒng)的管道能耗能得到了合理攤派。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)的建筑配用開(kāi)式加壓供水中央熱水系統(tǒng)的示意圖；圖2是發(fā)明實(shí)施例的開(kāi)式加壓供水分戶儲(chǔ)水式住宅樓宇中央熱水系統(tǒng)中加熱或儲(chǔ)熱水箱及分層終溫儲(chǔ)熱水箱分別與分戶式儲(chǔ)熱水箱的終溫?zé)崴浜痛螠厮湎噙B接的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例的開(kāi)式加壓供水分戶儲(chǔ)水式住宅樓宇中央熱水系統(tǒng)的示意圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例中采用加熱或儲(chǔ)熱水箱分別切換儲(chǔ)存與輸出終溫?zé)崴按螠責(zé)崴慕Y(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
按圖2和圖3所示，本發(fā)明的分戶儲(chǔ)水式的住宅樓宇中央熱水系統(tǒng)實(shí)施例之一是采用太陽(yáng)能或熱泵及包括輔助加熱能源為加熱單元的開(kāi)式加壓供水中央熱水系統(tǒng)，其中，系統(tǒng)由公網(wǎng)1、私網(wǎng)2、交接管路3和電控開(kāi)關(guān)閥4、調(diào)壓閥5、熱水分配增壓泵6等組成，其公網(wǎng)部分由太陽(yáng)能或熱泵或太陽(yáng)能與熱泵HP復(fù)合的加熱單元111、加熱或儲(chǔ)能水箱112、公網(wǎng)連接管路113、控制單元114、分層終溫水箱115等組成，其私網(wǎng)部分由熱水計(jì)量表211、分戶式儲(chǔ)熱水箱212、各分戶用戶端的熱水終端管路和熱水使用終端裝置213等組成。其中，加熱單元111還可是太陽(yáng)能電熱、或風(fēng)能電熱、或太陽(yáng)能光熱裝置、或熱泵、或管道余熱供熱、或管道燃煤蒸汽或熱水供熱等常規(guī)能源為加熱單元、或是上述的組合，其所帶的輔助加熱單元包括風(fēng)能電熱裝置、熱泵、燃?xì)饣蛉加湾仩t、電鍋爐或峰谷電電加熱裝置、管道余熱供熱、或管道燃煤蒸汽或熱水供熱、或是上述的組合，如加熱單元采用太陽(yáng)能光熱，輔助加熱單元可采用熱泵，包括燃?xì)鉄岜煤碗姛岜?，其供熱熱源可是空氣熱源、或水源、或地源熱源，或可采用燃?xì)饣蛉加湾仩t或電鍋爐，也可采用熱泵與其他加熱裝置的組合。
加熱或儲(chǔ)能水箱112可設(shè)置在如圖3所示的住宅樓宇的頂層，也可是底層或頂層及底層，所述的公網(wǎng)部分1的加熱或儲(chǔ)熱水箱還可包括相互間并聯(lián)連接和設(shè)置在住宅樓宇各層的分層終溫儲(chǔ)熱水箱115，其中，按圖3所示，分層終溫儲(chǔ)熱水箱設(shè)置在住宅樓宇的各層，各分層終溫儲(chǔ)熱水箱相互間并聯(lián)后經(jīng)公網(wǎng)連接管路113與頂層的加熱或儲(chǔ)能水箱相連，共同構(gòu)成公網(wǎng)部分的分級(jí)儲(chǔ)能式水箱。參見(jiàn)圖3所示，分層終溫儲(chǔ)熱水箱中設(shè)有水位傳感器T1，分戶式儲(chǔ)熱水箱中設(shè)有水位傳感器T2，且相互并聯(lián)連接的各分層終溫儲(chǔ)熱水箱前都設(shè)有電控開(kāi)關(guān)閥KA，通過(guò)水位傳感器T1，控制單元114經(jīng)該電控開(kāi)關(guān)閥控制加熱或儲(chǔ)熱水箱對(duì)分層終溫儲(chǔ)熱水箱進(jìn)行熱水分配的管道接通?？刂茊卧?jīng)電控開(kāi)關(guān)閥控制公網(wǎng)對(duì)私網(wǎng)進(jìn)行熱水分配的管道接通，是指通過(guò)水位傳感器T2和電控開(kāi)關(guān)閥K1至K6對(duì)分戶式儲(chǔ)熱水箱優(yōu)先進(jìn)行保障滿載熱水分配的定時(shí)的管道接通，分戶式儲(chǔ)熱水箱中設(shè)置的水位傳感器T2有私網(wǎng)部分的分戶用戶控制單元C進(jìn)行需要水位(水量)的設(shè)定，并可控制電控開(kāi)關(guān)閥KD的定時(shí)的關(guān)閉，由此，使各分戶用戶取得選擇上的自由。如圖2所示，所述的分戶式儲(chǔ)熱水箱中除了終溫?zé)崴銱部分，還可帶有設(shè)置在水箱上部的次溫?zé)崴銼H部分，住宅樓宇中央熱水系統(tǒng)中的終溫?zé)崴謩e儲(chǔ)存在分層終溫儲(chǔ)熱水箱中和分戶用戶端的分戶式儲(chǔ)熱水箱的終溫?zé)崴銱中。公網(wǎng)1經(jīng)交接管路3和電控開(kāi)關(guān)閥4與框線內(nèi)的私網(wǎng)2部分相互連接，控制單元經(jīng)電控開(kāi)關(guān)閥4控制公網(wǎng)對(duì)私網(wǎng)進(jìn)行熱水分配的管道接通，加熱單元生產(chǎn)的熱水經(jīng)公網(wǎng)部分的分級(jí)式儲(chǔ)熱水箱與相應(yīng)的管路供入私網(wǎng)部分。
分戶用戶端的分戶式儲(chǔ)熱水箱中可帶有次溫水箱，系統(tǒng)中的次級(jí)熱水是溫度底于中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定45℃熱水的溫水，系統(tǒng)中的終溫?zé)崴侵笢囟却笥诨虻扔谥袊?guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的45℃的熱水。如圖2所示，私網(wǎng)管路213及私網(wǎng)與公網(wǎng)的連接管路3均為供水和回水并列的復(fù)式回水管路，該復(fù)式回水管路上可帶有熱水分配增壓泵6和調(diào)壓閥5，由此可以解決公網(wǎng)與私網(wǎng)連接管路上的冷溫水回水利用問(wèn)題。
參見(jiàn)圖2所示，各分戶用戶私網(wǎng)部分的連接管路中還設(shè)有熱水計(jì)量表211，同樣地，各層用戶私網(wǎng)部分的連接管路中設(shè)有電控開(kāi)關(guān)閥KC，并且還可以設(shè)有溫水計(jì)量表，儲(chǔ)存在用作次溫?zé)崴畠?chǔ)存的水箱ST中的次級(jí)熱水分別經(jīng)電控開(kāi)關(guān)閥KC和溫水計(jì)量表后直接供入各層分戶用戶的熱水使用終端管路213。
加熱或儲(chǔ)能水箱112、分層終溫儲(chǔ)熱水箱115、分戶式儲(chǔ)熱水箱212均是開(kāi)式水箱，私網(wǎng)部分的分戶式儲(chǔ)熱水箱后連有熱水終端管路和熱水使用終端裝置213，其中包括熱水供水增壓循環(huán)泵與復(fù)式回水管路，并可連接與生活用水管路分離的采暖循環(huán)并聯(lián)管路等，私網(wǎng)部分的熱水終端管路中可包括燃?xì)饧訜釥t、電加熱熱水器、熱水采暖系統(tǒng)等及其組合，由此構(gòu)成多樣化的用戶選擇。
系統(tǒng)使用模式可按季節(jié)選擇切換設(shè)備為部分用戶供應(yīng)優(yōu)先或分戶式儲(chǔ)熱水箱用戶供應(yīng)優(yōu)先，使得系統(tǒng)分戶供水時(shí)在保障優(yōu)先順序下相互影響最小，各分層用戶的供水分配合理，系統(tǒng)分成公網(wǎng)和私網(wǎng)后，關(guān)鍵控制部件的負(fù)荷也更加均勻合理，使得系統(tǒng)的整體使用可靠性得到提高，系統(tǒng)的維修維護(hù)也更為簡(jiǎn)便。
圖4所示是本發(fā)明的分戶儲(chǔ)水式的住宅樓宇中央熱水系統(tǒng)的又一個(gè)實(shí)施例，加熱或儲(chǔ)熱水箱112可設(shè)置在屋頂層或是底層或是頂層和底層，為了減少水箱設(shè)置集中載荷對(duì)屋頂?shù)呢?fù)荷超重不良影響，所述的加熱或儲(chǔ)熱水箱還可以包括加熱水箱WT和儲(chǔ)熱水箱ST，其中，加熱水箱用于直接進(jìn)行加熱工作，儲(chǔ)熱水箱用于儲(chǔ)存加熱后的終溫?zé)崴偷陀诮K溫?zé)崴疁囟鹊拇螠責(zé)崴?，?chǔ)熱水箱可以是由多個(gè)容積式熱水器并聯(lián)水箱組成的分組儲(chǔ)熱水箱，其中，一個(gè)以上的分組儲(chǔ)熱水箱間可相互串接或并接，經(jīng)控制單元和電控開(kāi)關(guān)閥KG控制分組儲(chǔ)熱水箱間的連接，選擇其組合成為容量可以變化的儲(chǔ)存終溫?zé)崴募訜峄騼?chǔ)熱水箱及儲(chǔ)存次溫?zé)崴募訜峄騼?chǔ)熱水箱，并經(jīng)相應(yīng)的管路和電控開(kāi)關(guān)閥KH供入分層終溫儲(chǔ)熱水箱，經(jīng)過(guò)再分配進(jìn)入分戶式儲(chǔ)熱水箱中的終溫水箱，或?qū)τ跁簳r(shí)未設(shè)置分戶式儲(chǔ)熱水箱的分戶用戶直接供入其分戶用戶端的熱水終端管路和熱水使用終端裝置，或者，經(jīng)相應(yīng)的管路和電控開(kāi)關(guān)閥KSH供入分戶式儲(chǔ)熱水箱中的次溫水箱或次溫?zé)崴褂媒K端裝置。由此，本發(fā)明的分戶儲(chǔ)水式的住宅樓宇中央熱水系統(tǒng)可以適合改造中遇到的各種復(fù)雜情況，使得系統(tǒng)能優(yōu)先保障對(duì)分戶式儲(chǔ)熱水箱的足量熱水供應(yīng)，同時(shí)又使分戶用戶有自備水箱等配置上的選擇自由，還相應(yīng)地使得系統(tǒng)的管道能耗能得到了合理攤派。
參見(jiàn)圖4所示的實(shí)施例中，住宅樓宇中央熱水系統(tǒng)中的終溫?zé)崴謩e儲(chǔ)存在分層終溫儲(chǔ)熱水箱115和分戶式儲(chǔ)熱水箱的終溫?zé)崴銱部分中。用戶的次溫水終端管路或次溫水箱SH部分可相互間并聯(lián)后與住宅樓宇頂層或底層設(shè)置的用作次溫?zé)崴畠?chǔ)存的儲(chǔ)熱水箱ST相連接，由此，可以向各分戶用戶供入系統(tǒng)集熱單元中如當(dāng)太陽(yáng)落山時(shí)未加熱成為終溫?zé)崴脫Q出來(lái)的次溫?zé)崴@樣不僅使得次溫?zé)崴幢涣粼诩療釂卧幸蛞归g降溫而浪費(fèi)熱量，還使得第二天的系統(tǒng)集熱單元基礎(chǔ)水溫變低，使系統(tǒng)的總體熱水產(chǎn)出效率得到了進(jìn)一步提高，綜合頓水產(chǎn)出成本得到降低。
本發(fā)明的分戶儲(chǔ)水式的住宅樓宇可再生能源利用與峰谷電利用結(jié)合的中央熱水系統(tǒng)的工作模式是分時(shí)熱水供應(yīng)模式系統(tǒng)中定量的預(yù)制熱水和次級(jí)溫水可預(yù)先儲(chǔ)存在公網(wǎng)部分的儲(chǔ)熱水箱ST中及公網(wǎng)部分的分層終溫儲(chǔ)能水箱中，并在每天早晨按時(shí)先后直接分配供入公網(wǎng)部分的分層終溫儲(chǔ)熱水箱與私網(wǎng)部分的分戶式儲(chǔ)熱水箱的對(duì)應(yīng)終溫或次溫水箱中。
系統(tǒng)工作原理如下在太陽(yáng)照射下，采用太陽(yáng)能熱水裝置對(duì)加熱水箱WT中的水進(jìn)行加熱，終溫和次溫?zé)崴謩e儲(chǔ)存在兩個(gè)儲(chǔ)熱水箱ST中，在夜間谷電時(shí)段如果終溫?zé)崴膬?chǔ)量不足，可采用熱泵輔助對(duì)儲(chǔ)熱水箱ST中儲(chǔ)存的次級(jí)溫水進(jìn)行加熱，定量的終溫?zé)崴A(yù)先加熱后儲(chǔ)存在儲(chǔ)熱水箱和分層終溫儲(chǔ)熱水箱中用作系統(tǒng)次日的分時(shí)熱水供應(yīng)，在次日早晨按時(shí)先后直接分配供入各分戶式儲(chǔ)水箱中，供各分戶用戶在次日早、晚兩個(gè)峰谷電時(shí)段之間使用，如此，系統(tǒng)一般不需要作即時(shí)加熱和消耗白天的常規(guī)能源使噸水成本增加。
加熱單元中的太陽(yáng)能集熱器吸收太陽(yáng)能后，經(jīng)其循環(huán)換熱管路中的循環(huán)泵驅(qū)動(dòng)與加熱水箱WT換熱，加熱水箱中的終溫?zé)崴?jīng)控制單元檢測(cè)后分配進(jìn)入儲(chǔ)熱水箱ST和分層終溫儲(chǔ)熱水箱中儲(chǔ)存?zhèn)溆?，由此大為減少了因系統(tǒng)水箱過(guò)重導(dǎo)致原有屋頂負(fù)荷超重而造成開(kāi)裂等損壞的問(wèn)題；當(dāng)陰雨天時(shí)或冬季，太陽(yáng)能熱水裝置集熱效率降低，儲(chǔ)熱水箱中定量的終溫?zé)崴畠?chǔ)量不足，此時(shí)，可在夜晚谷電時(shí)段經(jīng)熱泵輔助繼續(xù)對(duì)儲(chǔ)熱水箱ST中的溫水進(jìn)行加熱，峰谷電時(shí)段結(jié)束時(shí)所完成的加熱預(yù)制的終溫?zé)崴谴稳赵?、晚兩個(gè)峰谷電時(shí)段之間所需保證分時(shí)供應(yīng)各分戶用戶的定量的預(yù)制熱水，即系統(tǒng)的設(shè)計(jì)供水量，預(yù)先儲(chǔ)存在公網(wǎng)部分的加熱或儲(chǔ)能水箱中及公網(wǎng)部分的分層終溫儲(chǔ)熱水箱中，并在每天早晨按時(shí)先后直接分配供入公網(wǎng)部分的分層儲(chǔ)熱水箱與私網(wǎng)部分的分戶式儲(chǔ)熱水箱的對(duì)應(yīng)終溫或次溫水箱中。由于太陽(yáng)出來(lái)前加熱或儲(chǔ)能水箱ST已成為空水箱，因此不會(huì)影響第二天太陽(yáng)能熱水裝置繼續(xù)加熱的效率，并就能保證系統(tǒng)以365天24小時(shí)分時(shí)供應(yīng)45℃以上的熱水，在最大程度地利用太陽(yáng)能為主的條件下，只使用夜間谷電時(shí)段的電能供熱泵或電加熱元件加熱從而減少噸水成本。此外，還能達(dá)到熱水使用與電輔助加熱元件分時(shí)工作的裝置安全性能，與電熱水器加熱的能耗相比可達(dá)到太陽(yáng)能部分的利用占90％、低谷電輔助加熱的電能消耗僅占10％的最高水準(zhǔn)。
如圖3所示，因分層終溫儲(chǔ)熱水箱中均設(shè)有水位傳感器T1，且每個(gè)分層終溫儲(chǔ)熱水箱前的管路中均設(shè)有電控開(kāi)關(guān)閥KA，分戶式儲(chǔ)熱水箱中均設(shè)有水位傳感器T2，且每個(gè)分戶式儲(chǔ)熱水箱前的管路中均設(shè)有電控開(kāi)關(guān)閥4，公網(wǎng)部分可在每天早晨的規(guī)定時(shí)間內(nèi)先后進(jìn)行熱水與溫水分配，如經(jīng)控制單元接收水位傳感器信號(hào)比較后選擇當(dāng)前優(yōu)先熱水供水的順序經(jīng)熱水分配增壓泵6與調(diào)壓閥5配合向分戶式儲(chǔ)熱水箱中的終溫水箱進(jìn)行分配供水，也可通過(guò)開(kāi)閉電控開(kāi)關(guān)閥時(shí)間的方式確定熱水供水的數(shù)量，同理，也可按上述方式確定向分戶式儲(chǔ)熱水箱中次溫水箱供水的數(shù)量。
系統(tǒng)可以提供多種能源的備用選擇與負(fù)荷匹配，包括各分層終溫儲(chǔ)熱水箱和分戶式儲(chǔ)熱水箱中為了消除冷溫回水等因素導(dǎo)致儲(chǔ)水溫度下降而可以附加設(shè)置的峰谷電調(diào)溫加熱裝置。由于系統(tǒng)設(shè)置了分層終溫儲(chǔ)熱水箱和分戶式儲(chǔ)熱水箱的擴(kuò)展儲(chǔ)能模式，且還由于系統(tǒng)具有的熱水及溫水的溫度分級(jí)制水特性，可使得系統(tǒng)的熱效率最大化，熱水噸水產(chǎn)出成本得到進(jìn)一步降低。
分級(jí)式儲(chǔ)熱水箱中設(shè)置在住宅樓宇頂層或底層的加熱或儲(chǔ)能水箱WT是直接加熱工作水箱，除了直接通過(guò)與太陽(yáng)能集熱器SC連接的循環(huán)加熱外，還可與其他輔助能源直接連接進(jìn)行輔助加熱，此外，住宅樓宇各層的分層終溫儲(chǔ)熱水箱115的設(shè)置可包括設(shè)置在如圖3所示的各層的室內(nèi)公共使用部位、或是對(duì)于已建住宅可設(shè)置在各層室外對(duì)應(yīng)加置的公共使用結(jié)構(gòu)中。設(shè)置在住宅樓宇各層的各分層終溫儲(chǔ)熱水箱和分戶式儲(chǔ)熱水箱可以是容積式熱水器并聯(lián)式水箱，如CN.2656881Y“一種容積式熱水器并聯(lián)水箱”中所公布的容積式熱水器并聯(lián)式水箱，多個(gè)容積式熱水器并聯(lián)式水箱可以相互并聯(lián)連接使用，由于這種水箱可是矩形外形的水箱，設(shè)置方便，占地所影響的面積最小，這樣使得分層終溫儲(chǔ)熱水箱與分戶式儲(chǔ)熱水箱的設(shè)置適應(yīng)性大大提高，使上述各種水箱在設(shè)置部位與占地面積上均不會(huì)成為問(wèn)題。由于系統(tǒng)可以結(jié)合樓宇可利用的墻邊墻角分散設(shè)置分層終溫儲(chǔ)熱水箱和分戶式儲(chǔ)熱水箱，加熱或儲(chǔ)能水箱的尺寸可以相應(yīng)減小，因此可以相應(yīng)地改善加熱或儲(chǔ)能水箱對(duì)集中頂層屋面設(shè)置程度和因水箱超重產(chǎn)生的不良影響，該加熱或儲(chǔ)能水箱可以由一個(gè)或以上的儲(chǔ)存終溫和次溫?zé)崴乃銼T和加熱工作水箱WT所組成，儲(chǔ)存終溫?zé)崴乃浜蛢?chǔ)存次溫?zé)崴乃溟g還可根據(jù)儲(chǔ)水及天氣情況經(jīng)人工或控制系統(tǒng)的設(shè)定進(jìn)行連接切換。由于住宅樓宇中央熱水系統(tǒng)中的終溫?zé)崴c次溫?zé)崴煞謩e儲(chǔ)存在加熱或儲(chǔ)能水箱中及分層終溫儲(chǔ)熱水箱和分戶式儲(chǔ)熱水箱中，因此，系統(tǒng)的儲(chǔ)能擴(kuò)容能與已建居民樓宇住宅中增設(shè)中央熱水系統(tǒng)改造時(shí)實(shí)際可利用的面積等現(xiàn)有條件相配套，大大擴(kuò)展了系統(tǒng)的適用性。
此外，各分戶用戶可選用多種私網(wǎng)配置方式下的混合供熱，如可部分用戶帶分戶儲(chǔ)熱水箱而部分用戶暫時(shí)不帶，或部分用戶的分戶儲(chǔ)熱水箱中僅帶終溫儲(chǔ)熱水箱而不包括次溫儲(chǔ)熱水箱等的多種混合供熱組合，具體取決于用戶的階段性選擇，便于用戶現(xiàn)有終端配置設(shè)備得到充分的利用后再逐步統(tǒng)一，以利于系統(tǒng)的推廣應(yīng)用，但是，不帶分戶儲(chǔ)熱水箱的用戶不可避免地每次用熱水時(shí)要承擔(dān)公私網(wǎng)交接管道內(nèi)部分的冷溫水熱損，使相應(yīng)的使用成本提高。
當(dāng)本發(fā)明的分戶儲(chǔ)水式的住宅樓宇中央熱水系統(tǒng)如采用太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)在夏季熱水需求過(guò)剩，水溫大于80℃時(shí)，系統(tǒng)的散熱可以采用設(shè)置冷卻水塔配以太陽(yáng)能光電驅(qū)動(dòng)水泵循環(huán)的方式解決。
權(quán)利要求
1.分戶儲(chǔ)水式的住宅樓宇中央熱水系統(tǒng)，由加熱或儲(chǔ)熱水箱、管道，加熱單元、控制單元等組成中央熱水系統(tǒng)的公網(wǎng)部分，其加熱或儲(chǔ)熱水箱設(shè)置在住宅樓宇的頂層或底層或頂層及底層，由熱水計(jì)量表、各分戶用戶端的熱水終端管路和熱水使用終端裝置組成中央熱水系統(tǒng)的私網(wǎng)部分，加熱單元生產(chǎn)的熱水從公網(wǎng)部分的加熱或儲(chǔ)熱水箱經(jīng)管道供入私網(wǎng)部分，其特征在于，所述的私網(wǎng)部分還包括設(shè)置在分戶用戶端的分戶式儲(chǔ)熱水箱，公網(wǎng)部分與私網(wǎng)部分間經(jīng)管道和電控開(kāi)關(guān)閥相互連接，控制單元經(jīng)電控開(kāi)關(guān)閥控制公網(wǎng)對(duì)私網(wǎng)的熱水分配的管道接通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分戶儲(chǔ)水式的住宅樓宇中央熱水系統(tǒng)，其特征在于，所述的公網(wǎng)部分的加熱或儲(chǔ)熱水箱還可包括相互間并聯(lián)連接和設(shè)置在住宅樓宇各層的分層終溫儲(chǔ)熱水箱，各分層終溫儲(chǔ)熱水箱與加熱或儲(chǔ)熱水箱經(jīng)連接管路共同構(gòu)成公網(wǎng)部分的分級(jí)儲(chǔ)能式水箱。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分戶儲(chǔ)水式的住宅樓宇中央熱水系統(tǒng)，其特征在于，所述的控制單元經(jīng)電控開(kāi)關(guān)閥控制公網(wǎng)對(duì)私網(wǎng)進(jìn)行熱水分配的管道接通，是指定時(shí)對(duì)分戶式儲(chǔ)熱水箱優(yōu)先進(jìn)行保障滿載的熱水分配管道接通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分戶儲(chǔ)水式的住宅樓宇中央熱水系統(tǒng)，其特征在于，所述的分戶式儲(chǔ)熱水箱中帶有終溫?zé)崴洌≌瑯怯钪醒霟崴到y(tǒng)中的終溫?zé)崴謩e儲(chǔ)存在分層終溫儲(chǔ)熱水箱中和分戶式儲(chǔ)熱水箱的終溫?zé)崴渲小?br>
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分戶儲(chǔ)水式的住宅樓宇中央熱水系統(tǒng)，其特征在于，所述的分戶式儲(chǔ)熱水箱中還可帶有次溫水箱，次溫水箱或各分層用戶的熱水終端管路及熱水使用終端裝置可相互并聯(lián)后與加熱或儲(chǔ)熱水箱間經(jīng)次級(jí)溫水管路連接，所述的次級(jí)溫水管路中可設(shè)有溫水計(jì)量表，儲(chǔ)存在加熱或儲(chǔ)熱水箱中的次級(jí)熱水可經(jīng)次級(jí)溫水管路供入次溫水箱或各分層用戶的熱水終端管路及熱水使用終端裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分戶儲(chǔ)水式的住宅樓宇中央熱水系統(tǒng)，其特征在于，所述的設(shè)置在住宅樓宇各層的各分層終溫儲(chǔ)熱水箱和分戶用戶端的分戶式儲(chǔ)熱水箱是容積式熱水器并聯(lián)式水箱。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分戶儲(chǔ)水式的住宅樓宇中央熱水系統(tǒng)，其特征在于，所述的分層終溫儲(chǔ)熱水箱中設(shè)有水位傳感器，且相互并聯(lián)連接的各分層終溫儲(chǔ)熱水箱前設(shè)有電控開(kāi)關(guān)閥，控制單元經(jīng)該電控開(kāi)關(guān)閥控制加熱或儲(chǔ)熱水箱對(duì)分層終溫儲(chǔ)熱水箱進(jìn)行熱水分配的管道接通。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分戶儲(chǔ)水式的住宅樓字中央熱水系統(tǒng)，其特征在于，所述的加熱單元可是太陽(yáng)能電熱、或風(fēng)能電熱、或太陽(yáng)能光熱裝置、或熱泵、或管道余熱供熱、或管道燃煤蒸汽或熱水供熱、或是上述的組合，其所帶的輔助加熱部分包括風(fēng)能電熱裝置、熱泵、燃?xì)饣蛉加湾仩t、電鍋爐或峰谷電電加熱裝置、管道余熱供熱、或管道燃煤蒸汽或熱水供熱、或是上述的組合。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分戶儲(chǔ)水式的住宅樓宇中央熱水系統(tǒng)，其特征在于，所述的加熱或儲(chǔ)熱水箱可設(shè)置在屋頂層或是底層或是頂層和底層，加熱或儲(chǔ)熱水箱可以是由多個(gè)容積式熱水器并聯(lián)水箱組成的分組儲(chǔ)熱水箱，一個(gè)以上的分組儲(chǔ)熱水箱間可相互串接或并接，經(jīng)控制單元和電控開(kāi)關(guān)閥控制分組儲(chǔ)熱水箱間的連接，并選擇其組合成為容量可以變化的儲(chǔ)存終溫?zé)崴募訜峄騼?chǔ)熱水箱及儲(chǔ)存次溫?zé)崴募訜峄騼?chǔ)熱水箱，并分別經(jīng)相應(yīng)的管路供入分層終溫儲(chǔ)熱水箱、或分戶式儲(chǔ)熱水箱、或分戶用戶端的熱水終端管路和熱水使用終端裝置及次溫水箱。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種分戶儲(chǔ)水式的住宅樓宇中央熱水系統(tǒng)，由水箱、管道、加熱單元、控制單元等組成中央熱水系統(tǒng)的公網(wǎng)部分，由熱水計(jì)量表、各分戶用戶端的熱水終端管路組成中央熱水系統(tǒng)的私網(wǎng)部分，私網(wǎng)還包括設(shè)置在各分戶用戶端的分戶式儲(chǔ)熱水箱，公網(wǎng)與私網(wǎng)間經(jīng)管道和電控開(kāi)關(guān)閥相連接，控制單元經(jīng)電控開(kāi)關(guān)閥控制公網(wǎng)對(duì)私網(wǎng)進(jìn)行熱水分配的管道接通。采用上述結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)能保障對(duì)分戶用戶的優(yōu)先供應(yīng)、提高熱水產(chǎn)出效率、降低噸水產(chǎn)出成本，用戶有配置上的選擇自由，管道能耗能得到合理攤派，能改善水箱集中頂層屋面設(shè)置程度和超重產(chǎn)生的不良影響，并與已建住宅的系統(tǒng)改造實(shí)際條件相匹配。
文檔編號(hào)F24D17/00GK101055102SQ20061002571
公開(kāi)日2007年10月17日 申請(qǐng)日期2006年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月14日
發(fā)明者潘戈 申請(qǐng)人:潘戈