专利名称：高层建筑太阳能空气源热泵节能低温型集中供热水装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高层建筑集中供热水系统，特别是太阳能、空气源热泵相结 合，由物业统一管理的节能低温型供热水系统。
背景技术：
目前国内外关于高层建筑供热水系统有很多，比如每户安装一台家用太阳能 热水器；每户阳台式太阳能热水器；集中集热-分户贮水-分户使用的太阳能热水系统 (“集-分-分”系统)；集中集热-集中储水-分户使用太阳能热水系统(“集-集-分” 系统)。但是各有优缺点。每户安装一台家用太阳能热水器和每户阳台式太阳能热水器虽然 不存在收费问题，但受供水压力影响，底层住户无法安装太阳能热水系统，且独立系统多， 维修不方便，故障频率高，不易与建筑协调，影响建筑美观，不能实现热水资源共享等问题。 阳台式太阳能热水器也存在造价高和遮光问题。“集-分-分”系统虽然能实现太阳能热能 共享，不存在收费问题，但为了方便使用和安全可靠，应采用承压储热水箱，并带有电加热 功能，使得用户成本较高，而且热循环系统中需加设循环水泵，无形散失热量，也增加了运 行费用。“集-集-分”系统则可实现热水资源共享，不占用户住房面积，具有维修方便，用 户统一管理等优点，但也存在高层屋顶面积不足导致太阳能集热面积不足，无法满足全部 用户使用，且水温偏低，供热水管长度过长，热损失过大，热水在输送管道中散热降温，尤其 是低区用户需放出大量冷水，造成低区用户多交热水费，易造成物业和用户矛盾等问题。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种适合高层建筑的低温节能型供热水 装置，本装置使用方便，装置与建筑一体化，节能节水，可保证全天候、全时段热水供应。解决本实用新型的技术问题所采用的方案是在楼顶设置与自来水管接通的平衡 补水箱，平衡补水箱与太阳能热水器进水管连接，太阳能热水器出水管接通直热式空气源 热泵再接入热水储水箱相连，储水箱通过主管道连通用户，在主管道底部连接恒温型空气 源热泵，主管道与各用户间配备用户专属计量电子水表，物业管理主机通过通讯接口连接 各计量电子水表。本实用新型所述的各用户的计量电子水表的控制端接有读卡器，读卡器与物业管 理主机连接，物业管理主机还配置有发卡充值机和打印机。在所述各用户的入水管上装有止回阀；主管道采用夹层套管结构，内管带加强筋， 内、外管间填充有聚氨酯保温层；热水储水箱为夹层内充有聚氨酯保温层的箱体。本实用新型所述的供热水装置的各项技术参数优化值为直热式空气源热泵设定 为45°C 50°C ；恒温型空气源热泵设定在35°C 45°C之间；热水储水箱的聚氨酯保温层厚 度为50mm 80mm ；主管道采用加强筋型PP-R热水管，保温厚度30mm 40mm，外套管采用 PVC套管；通讯接口采用RS485型。自来水管接通平衡补水箱进入补水箱，保持补水箱压力稳定，平衡补水箱出水管
3与太阳能热水器矩阵进水管连接，利用太阳能集热器矩阵加热，太阳能热水器矩阵的出水 管接通直热式空气源热泵的进水管，当温度不够时进行补热，达到节能的目的。直热式空气 源热泵的出水管与热水储水箱相连，储水箱通过主管道供给用户热水，在主管道底部连接 恒温型空气源热泵，对主管道内温度下降的余水进行加热，达到节约余水的目的。同时，主 管道与各用户间配备用户专属计量电子水表，水表与读卡器(即市售的节能控制器)相连， 节能控制器接入电源，对用户使用热水量进行科学计量。物业管理主机通过通讯接口连接 节能控制器、打印机、发卡充值机等设备，对用户刷卡消费进行记录和管理。本实用新型的有益效果是(1)解决了楼顶面积(即太阳能集热器面积)和楼层高度的制约问题，全天候24 小时供热水。太阳能热水器出水口水温不足时，由直热式空气源热泵进行补热，热水到达设 定温度后进入热水储水箱。(2)节省能源。天晴时，完全利用太阳能供应热水，而遇阴雨低温时，则利用太阳能 热水器尚存的一定热能，启动空气源热泵进行补热。这样既充分利用了太阳能，又比烧燃气 或使用纯电能补热节能。而且直热式空气源热泵的启动可取决于时间，也可取决于热水储 水箱的水位(间接取决于用户用水量的大小)，从而达到节能的目的。(3)节省水资源。楼房屋顶热水储水箱到用户家中的主管道内余水温度不足时，启 动恒温型空气源热泵进行加热，既避免了水资源浪费，也免除了用户使用桶存积大量余水 的麻烦。(4)热水装置由物业统一管理，计量科学准确。每个用户拥有专属的计量电子水 表，物业管理主机连接发卡充值机和节能控制器，用户在发卡充值机处充值后，在节能控制 器处刷卡，打开水管阀门则有热水流出，由电子式水表进行计量，科学准确。
图1为本实用新型的结构示意图；图2为本实用新型的热水供应子装置原理图；图3为本实用新型的用户主管道恒温子装置结构图；图4为本实用新型的物业管理子装置示意图。图中各标号依次表示平衡补水箱1、太阳能热水器2、直热式空气源热泵3、热水 储水箱4、主管道5、内管5. 1、保温层5. 2、外管5. 3、恒温型空气源热泵6、止回阀7、计量电 子水表8、节能控制器9、通讯接口 10、物业管理主机11、发卡充值机12、打印机13、电源14、 上水阀15。
具体实施方式
参见图1，上水阀15保持常开状态，自来水管接通楼顶平衡补水箱1，平衡补水箱 1的出水管接通太阳能热水器2，并将太阳能热水器2的出水管与直热式空气源热泵3进水 管接通，3直热式空气源热泵的出水管接入带有水位计的热水储水箱4，系统通过用户主管 道5向用户供水。用户与主管道5之间接入止回阀7和计量电子水表8，8与读卡器(即节 能控制器9)相连。物业管理主机11与打印机13和发卡充值机12连接，并通过通讯接口 10接通节能控制器9，节能控制器9接入电源14。
4[0020]本装置运行过程如下自来水通过上水阀15首先进入平衡补水箱1，并保持平衡 补水箱压力稳定。平衡补水箱1中的冷水流入太阳能热水器2后利用太阳能进行加热，见 图2，无论太阳能热水器矩阵2中水温高低将直接进入直热式空气源热泵3，直热式空气源 热泵3的出水水温控制在45°C 50°C之间，然后热水进入热水储水箱4。当热水储水箱4 的水位下降时，则启动热泵3对太阳能热水器2出水口不足45°C的温水进行加热并补入储 水箱4。热水储水箱4与用户主管道5相连，并在主管道底部接通恒温空气源热泵6，当主 管道5内的余水水温不足时由6进行加热。恒温温度设定在35°C 45°C之间。本装置采 用计量方式进行收费，由物业管理主机11对所有用户统一管理。具体方式为用户在发卡 充值机12处进行充值，使用热水时，在节能控制器9处刷卡并开启热水阀，此时热水由主管 道5通过计量电子水表8流向用户，为防止用户冷水回流至主管道5特安装止回阀7。所有 消费数据由主机11记录，并可由与主机相连的打印机13进行打印。热水储水箱4采用304食品级不锈钢内胆，外壳采用201不锈钢板材，水箱夹层的 保温材料采用50mm 80mm聚氨酯保温层保温。直热式空气源热泵3的启闭可根据储水箱 4的水位控制，也可根据时间段进行控制。如图3所示，用户主管道5采用加强筋型PP-R热水内管5. 1，保温采用30mm 40mm聚氨酯保温层5. 2，外管采用PVC套管5. 3。用户主管道内的余水采用恒温型空气源热 泵6进行加热，恒温温度设定在35°C 45°C之间，低于35°C时恒温型空气源热泵6自动启 动，达到45 °C则自动停机。如图4所示，热水计量采用流量型计量电子水表8进行。通讯接口 10采用RS485 型。无论住宅小区大小，只需一台物业管理主机11由物业公司管理即可完成多用户发卡和 热水续费。
权利要求一种高层建筑太阳能空气源热泵节能低温型集中供热水装置，其特征是在楼顶设置与自来水管接通的平衡补水箱，平衡补水箱与太阳能热水器进水管连接，太阳能热水器出水管接通直热式空气源热泵再接入热水储水箱相连，储水箱通过主管道连通用户，在主管道底部连接恒温型空气源热泵，主管道与各用户间配备用户专属计量电子水表，物业管理主机通过通讯接口连接各计量电子水表。
2.按权利要求1所述的高层建筑太阳能空气源热泵节能低温型集中供热水装置，其特 征是各用户的计量电子水表的控制端接有读卡器，读卡器与物业管理主机连接，物业管理 主机还配置有发卡充值机和打印机。
3.按权利要求2所述的高层建筑太阳能空气源热泵节能低温型集中供热水装置，其特 征是在各用户的入水管上装有止回阀；主管道采用夹层套管结构，内管带加强筋，内、外 管间填充有聚氨酯保温层；热水储水箱为夹层内充有聚氨酯保温层的箱体。
4.按权利要求3所述的高层建筑太阳能空气源热泵节能低温型集中供热水装置，其特 征是直热式空气源热泵设定为45°C 50°C ；恒温型空气源热泵设定在35°C 45°C之间； 热水储水箱的聚氨酯保温层厚度为50mm 80mm ；主管道采用加强筋型PP-R热水管，保温 厚度30mm 40mm，外套管采用PVC套管；通讯接口采用RS485型。
专利摘要本实用新型专利涉及一种高层建筑集中供热水系统，特别是太阳能、空气源热泵混合加热，物业统一计费管理的节能低温型系统。本系统中，在楼顶设置与自来水管接通的平衡补水箱，平衡补水箱与太阳能热水器进水管连接，太阳能热水器出水管接通直热式空气源热泵再接入热水储水箱相连，储水箱通过主管道连通用户，在主管道底部连接恒温型空气源热泵，主管道与各用户间配备用户专属计量电子水表，物业管理主机通过通讯接口连接各计量电子水表。本实用新型适合高层建筑，使用方便，节能节水，可保证全天候、全时段热水供应。
文档编号F24D17/02GK201680498SQ20102015344
公开日2010年12月22日 申请日期2010年4月8日 优先权日2010年4月8日
发明者庄天宝, 罗小林, 陈冰 申请人:昆明理工大学