專利名稱：一種自來水室內(nèi)節(jié)能綜合利用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自來水室內(nèi)節(jié)能綜合利用方法，特別是針對安裝地暖的房屋的自來水室內(nèi)節(jié)能綜合利用方法，屬于節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代城市居民為改善居住條件，無論使用空調(diào)、集中供暖和制備熱水，其電力和熱水的制備都是由不可再生的能源轉(zhuǎn)化而來的，它們的價格隨著資源的枯竭和生產(chǎn)成本的加大而不斷的上漲。居室擴(kuò)容、居住的流動性采暖分戶計量收費改造的滯后，造成能源的巨大浪費，也加大了居民的居住成本。地暖、太陽能熱水器、電熱水器、空調(diào)器已經(jīng)進(jìn)入千家萬戶，人們感受到這些產(chǎn)品帶來的舒適，但由于單一的用途、較大的投資、高的電耗和日常維護(hù)也給人們帶來了諸多煩惱。家用電器獨立安裝和短期使用，造成了室內(nèi)擁擠和裝機(jī)利用率低下。地板采暖應(yīng)用了地面輻射，加熱均勻，人們感受到了輻射加熱和對流加熱的雙重效應(yīng)，比空調(diào)對流更加舒適，而且節(jié)省了室內(nèi)空間。中國發(fā)明專利(專利號200410009093. 0) 一種相變蓄能地板空調(diào)采暖方法及裝置，解決了普通混凝土顯熱蓄熱儲熱量不高的技術(shù)問題。中國實用新型專利(專利號200920294441. 1)節(jié)能型電熱水器，解決了按需加熱、自動增壓、自動恒溫問題。發(fā)明人此前實用新型專利(專利號98232131. 7) —種多功能熱水器，解決了家用熱水器單一用途，實現(xiàn)了部分利用采暖余熱和夏季環(huán)境熱能的節(jié)能和多用途。但上述技術(shù)太陽能利用率低，地冷資源未得到應(yīng)用，空調(diào)和節(jié)能效果不顯著。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對當(dāng)前太陽能熱水器、家用熱水器、空調(diào)器的不足之處，提供一種以利用再生能源(太陽能、地?zé)?、地?為主，電加熱為輔的夏季降溫、冬季供暖、熱水制備(洗浴、清洗)的自來水室內(nèi)節(jié)能綜合利用方法。本發(fā)明的方法是在入戶自來水進(jìn)水總管路上除設(shè)置對應(yīng)于室內(nèi)用水器的冷水分支管路(廚房水咀、衛(wèi)生間水咀、坐便器等)外，再設(shè)置一個冷水分支管路。該支路通過球閥分成兩個冷水支路，一個支路通過一個單向節(jié)流閥接電熱水器進(jìn)水口，另一個冷水支路直接進(jìn)入分水器。在分水器的每個分支上安裝一個電磁閥，每個電磁閥由各自的室溫溫控器控制開閉。每個電磁閥與回水閥門組的一個閥門對應(yīng)，且每兩個對應(yīng)的閥門間連接一組單元熱交換器，回水閥門組的總回水管路與電熱水器進(jìn)水管路連接；電熱水器的出水口與熱水管路間連接一個管道循環(huán)泵，泵后又分成兩個熱水支路。一個支路通過球閥再分成與室內(nèi)用水器對應(yīng)數(shù)量的熱水分支管路，每個熱水分支管路和原有的冷水支路都連接在水溫調(diào)節(jié)器上。另一個熱水支路通過一個聯(lián)通閥與分水器進(jìn)水支路連接。電熱水器配套有電氣控制箱；每個單元熱交換器對應(yīng)一個房間，并鋪設(shè)于房間的地板磚之下，每個室溫溫控器終端安裝于對應(yīng)的房間中；自來水從進(jìn)水總管路經(jīng)球閥進(jìn)入分水器，然后通過電磁閥組分別送入各房間單元熱交換器。入戶冷水吸收室內(nèi)熱量變成溫水，進(jìn)入回水閥門組的集箱混合后經(jīng)進(jìn)入電熱水器進(jìn)行補(bǔ)充加熱。制備的熱水在電熱水器中儲存，熱水經(jīng)過管道循環(huán)泵、球閥、送到室內(nèi)各用水器。當(dāng)熱水被使用時，冷水在各換熱器單元中流動，完成冷熱交換；管道循環(huán)泵設(shè)有流量開關(guān)，當(dāng)水壓低于設(shè)定值“低”管道循環(huán)泵自動開啟，超過設(shè)定值“中”管道循環(huán)泵關(guān)閉；水壓過高達(dá)到“高”管道循環(huán)泵定子繞組接通，行程電磁阻尼，增加旋轉(zhuǎn)阻力， 降低水流壓力。與單元熱交換器對應(yīng)的室溫溫控器，分別驅(qū)動單元電磁閥開閉；當(dāng)電磁閥組全部關(guān)閉時，冷水分支管路中水壓升高自動頂開單向節(jié)流閥，冷水不經(jīng)過單元熱交換器循環(huán)而直接進(jìn)入電熱水器，以此保證室內(nèi)各用水器持續(xù)使用熱水。在所述入戶自來水進(jìn)水總管路的入戶端安裝冷水總進(jìn)水閥；在對應(yīng)于室內(nèi)用水器的每個冷水分支管路上安裝冷水閥；在對應(yīng)于室內(nèi)用水器的每個熱水分支管路上安裝熱水閥；所述熱交換器采用PE-X地暖管材制作；在單元熱交換器的管路間填充相變蓄能材料；所述電氣控制箱配置有電熱水器的溫控器、加熱管的過熱保護(hù)開關(guān)、漏電保護(hù)開關(guān)、接地保護(hù)、超壓保護(hù)和分組加熱繼電器，并配置有包括電源指示、加熱指示、溫度指示、 水壓指示等智能儀表。本發(fā)明的優(yōu)點如下1.住戶所用自來水，如果來自于深井泵站，其水溫在5-10°C，如果來自于水廠泵站，其輸送前略低于環(huán)境溫度，但通過深埋于凍層(1.5-2m)以下管道輸送，水不斷吸收了地下冷量，水溫一般在10-15°C，而人們洗浴用水適宜溫度為35-40°C，日常生活用水適宜溫度在15-20°C。實現(xiàn)洗浴要求通常采用電或燃?xì)鉄崴黝A(yù)置加熱，而日常用水多采用速熱器(即開即熱)實現(xiàn)。本發(fā)明采用室內(nèi)裝修地板磚下埋設(shè)換熱器并填充相變蓄能材料，使夏季透過玻璃窗輻射或門窗對流傳導(dǎo)到室內(nèi)的太陽能熱量，傳導(dǎo)給地板磚下的蓄能材料并由換熱器中的水吸收，水溫可以升高10°C，達(dá)到15-25°C，日常用水不需要用電補(bǔ)充加熱。 冬季集中供暖時閑置的房間不需要較高溫度，通過調(diào)節(jié)室溫溫控器，使該房間的地暖熱量主要通過換熱器制備熱水。室外氣溫升高時，在用房間溫度上升，人們通常采取開窗通風(fēng)降溫，而現(xiàn)在是將過剩的熱量讓換熱器冷水吸收制備熱水。洗浴熱水(35-40°C)原來需要用電加熱提升30°C，現(xiàn)在只需要提升20°C，洗浴節(jié)電1/3。日常用水不再耗電。經(jīng)實際測定住戶正常用水，夏季室溫可降低3-5°C，北方氣候不需要再安裝空調(diào)，降溫節(jié)省了空調(diào)投資和空調(diào)電耗，以上技術(shù)使降溫和制備熱水節(jié)電在50%以上，采用一套裝置多用途集成使熱水和空調(diào)投資減少了 2/3 ；2.本發(fā)明解決了普通家用電熱水器容量小，不能連續(xù)洗浴的不足(需要預(yù)置加熱，儲水用盡水溫偏低)，也解決了大功率速熱器(6KW)需要重新敷設(shè)專用線路的麻煩；3.原密閉式電(燃?xì)?熱水器沒有自動水壓調(diào)節(jié)功能，噴頭出水流量和水溫受自來水水壓影響(工作時電加熱功率是恒定的)，當(dāng)同一供水干管任一用戶開啟水嘴，都會產(chǎn)生水流量和溫度波動，出水呈現(xiàn)“時冷時熱”現(xiàn)象。本發(fā)明的方法中串聯(lián)了管道循環(huán)泵使熱水器出水流量和水溫穩(wěn)定；4.本發(fā)明的方法中使用了換熱器單元并由室溫溫控器和電磁閥分別控制，解決了各居室溫度受制于采暖安裝和供暖工況，溫度不可人為調(diào)節(jié)的不足；5.采用本發(fā)明的方法不僅可以在一年四季因人而異調(diào)節(jié)室溫、提供溫水、熱水，合理分配熱能，還可用于秋冬季節(jié)氣溫驟降應(yīng)急供暖。


圖1為本發(fā)明的工作原理圖；圖2為換熱器鋪設(shè)的剖面圖。圖中1.熱交換器、2.電熱水器、3.電氣控制箱、4.管道循環(huán)泵、5.水溫調(diào)節(jié)器、 6.熱水閥門、7.冷水閥門、8.總進(jìn)水閥門、9.電磁閥組、10.回水閥門組、11.室溫溫控器、 12.聯(lián)通閥、13.單向節(jié)流閥、14.球閥、15.球閥、16.分水器、17.相變蓄能材料、18.地板 (磚)、19·地暖散熱管。
具體實施例方式下面以三室一廳(客廳)的鋪設(shè)有地暖房間為例，對本發(fā)明作進(jìn)一步描述參照附圖1，自來水從總進(jìn)水閥門8經(jīng)球閥14進(jìn)入分水器16集箱，分水器16有四個分支，通過電磁閥組9分別送入各房間單元熱交換器1，入戶冷水(10-15°C)吸收室內(nèi)熱量變成溫水15-20°C，經(jīng)回水閥門組10到回水集箱混合后進(jìn)入電熱水器2補(bǔ)充加熱，制備的熱水在電熱水器中儲存。當(dāng)洗浴或其它任一水溫調(diào)節(jié)器5開啟時，冷水在各單元換熱器1 中流動，完成冷熱交換。為保證洗浴溫度在外管路壓力波動時溫度恒定，管道循環(huán)泵4設(shè)有流量開關(guān)，當(dāng)水壓低于設(shè)定值“低”循環(huán)泵4自動開啟，超過設(shè)定值“中”循環(huán)泵4關(guān)閉。水壓過高達(dá)到“高”循環(huán)泵4定子繞組接通形成電磁阻尼，增大旋轉(zhuǎn)阻力，降低水流壓力。各單元熱交換器對應(yīng)的電磁閥設(shè)有獨立的室溫溫控器11，分別驅(qū)動各單元電磁閥開閉，以保證各房間不同室溫要求。為提高夏季制冷效果，用水量最大的坐便器水箱進(jìn)水管路也安裝有水溫調(diào)節(jié)器5，并旋開溫水狀態(tài)。這樣每個用水點只要有任意一組開啟，便完成一次熱交換。以下是冬季降溫空調(diào)和熱水制備過程各房間在原有地暖散熱管19的基面上裝修時敷設(shè)單元熱交換器1 (PE-x地暖管材)并填充相變蓄能材料17，最后鋪設(shè)地板磚18 (或細(xì)石砼面層)。地暖散熱管熱水循環(huán)所釋放的熱量一部分將熱交換器儲存的水加熱，一部分輻射到各單元房間內(nèi)。冬季各單元房間所儲存的溫水供給各用水點即開即用。需要洗浴時調(diào)節(jié)熱水器溫度旋鈕到較高溫度，才啟動電補(bǔ)充加熱。調(diào)節(jié)室溫溫控器可以實現(xiàn)各單元不同的溫度要求。以下是應(yīng)急供暖操作過程集中供暖前，天氣突然降溫可以關(guān)閉球閥14、球閥15、 開啟聯(lián)通閥12、啟管道循環(huán)泵4、將電熱水器2設(shè)定較高溫度(低于85°C)為各單元房間供暖，各單元房間溫度仍由室溫溫控器11自動控制。如果各單元房間溫度均達(dá)到設(shè)定值，即電磁閥組9全部關(guān)閉，系統(tǒng)壓力升高自動打開單向節(jié)流閥13，熱水短路循環(huán)，水溫升高到設(shè)定值電加熱自動停止。以下通過各種裝置投資和能耗比較來說明該發(fā)明技術(shù)的先進(jìn)性。三室一廳(IOOm2)制冷裝置經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)對照表一
權(quán)利要求
1.一種自來水室內(nèi)節(jié)能綜合利用方法，其特征是在入戶自來水進(jìn)水總管路上除設(shè)置對應(yīng)于室內(nèi)用水器的冷水分支管路外，再設(shè)置一個冷水分支管路，該支路通過球閥分成兩個冷水支路，一個支路通過一個單向節(jié)流閥接電熱水器進(jìn)水口，另一個冷水支路直接進(jìn)入分水器，在分水器的每個分支上安裝一個電磁閥，每個電磁閥由各自的室溫溫控器控制開閉，每個電磁閥與回水閥門組的一個閥門對應(yīng)，且每兩個對應(yīng)的閥門間連接一組單元熱交換器，回水閥門組的總回水管路與電熱水器進(jìn)水管路連接；電熱水器的出水口與熱水管路間連接一個管道循環(huán)泵，泵后又分成兩個熱水支路，一個支路通過球閥再分成與室內(nèi)用水器對應(yīng)數(shù)量的熱水分支管路，每個熱水分支管路和原有的冷水支路都連接在水溫調(diào)節(jié)器上，另一個熱水支路通過一個聯(lián)通閥與分水器進(jìn)水支路連接；電熱水器配套有電氣控制箱； 每個單元熱交換器對應(yīng)一個房間，并鋪設(shè)于房間的地板磚之下，每個室溫溫控器終端安裝于對應(yīng)的房間中；自來水從進(jìn)水總管路經(jīng)球閥進(jìn)入分水器，然后通過電磁閥組分別送入各房間單元熱交換器，入戶冷水吸收室內(nèi)熱量變成溫水，進(jìn)入回水閥門組的集箱混合后經(jīng)進(jìn)入電熱水器進(jìn)行補(bǔ)充加熱；制備的熱水在電熱水器中儲存，熱水經(jīng)過管道循環(huán)泵、球閥、送到室內(nèi)各用水器，當(dāng)熱水被使用時，冷水在各換熱器單元中流動，完成冷熱交換；管道循環(huán)泵設(shè)有流量開關(guān)，當(dāng)水壓低于設(shè)定值“低”管道循環(huán)泵自動開啟，超過設(shè)定值“中”管道循環(huán)泵關(guān)閉；水壓過高達(dá)到“高”管道循環(huán)泵定子繞組接通，行程電磁阻尼，增加旋轉(zhuǎn)阻力，降低水流壓力；與單元熱交換器對應(yīng)的室溫溫控器，分別驅(qū)動單元電磁閥開閉；當(dāng)電磁閥組全部關(guān)閉時，冷水分支管路中水壓升高自動頂開單向節(jié)流閥，冷水不經(jīng)過單元熱交換器循環(huán)而直接進(jìn)入電熱水器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自來水室內(nèi)節(jié)能綜合利用方法，其特征是在所述入戶自來水進(jìn)水總管路的入戶端安裝冷水總進(jìn)水閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自來水室內(nèi)節(jié)能綜合利用方法，其特征是所述熱交換器采用PE-x地暖管材制作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自來水室內(nèi)節(jié)能綜合利用方法，其特征是在單元熱交換器的管路間填充相變蓄能材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種自來水室內(nèi)節(jié)能綜合利用方法，其特征是取一冷水支路經(jīng)球閥進(jìn)入分水器，分水器的分支分別安裝有電磁閥，每個電磁閥的出口分別與單元熱交換器的首端相連，熱交換器的末端與回水閥門組連接，換熱器回水在回水閥門組集箱中混合后進(jìn)入電熱水器進(jìn)行補(bǔ)充加熱，熱水經(jīng)過管道循環(huán)泵送到各用水器，各電磁閥的開閉由安裝在各房間的室溫溫控器控制；當(dāng)電磁閥組全部關(guān)閉時，冷水分支管路中水壓升高頂開單向節(jié)流閥，冷水不經(jīng)過熱交換器循環(huán)而直接進(jìn)入電熱水器。其優(yōu)點是以再生能源利用為主，電加熱為輔，夏季降溫、冬季供暖、熱水制備，節(jié)能環(huán)保。
文檔編號F24D15/00GK102563744SQ20121002076
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月13日
發(fā)明者馮印亭 申請人:馮印亭