专利名称：一种自来水室内节能综合利用方法
技术领域：
本发明涉及一种自来水室内节能综合利用方法，特别是针对安装地暖的房屋的自来水室内节能综合利用方法，属于节能技术领域。
背景技术：
现代城市居民为改善居住条件，无论使用空调、集中供暖和制备热水，其电力和热水的制备都是由不可再生的能源转化而来的，它们的价格随着资源的枯竭和生产成本的加大而不断的上涨。居室扩容、居住的流动性采暖分户计量收费改造的滞后，造成能源的巨大浪费，也加大了居民的居住成本。地暖、太阳能热水器、电热水器、空调器已经进入千家万户，人们感受到这些产品带来的舒适，但由于单一的用途、较大的投资、高的电耗和日常维护也给人们带来了诸多烦恼。家用电器独立安装和短期使用，造成了室内拥挤和装机利用率低下。地板采暖应用了地面辐射，加热均勻，人们感受到了辐射加热和对流加热的双重效应，比空调对流更加舒适，而且节省了室内空间。中国发明专利(专利号200410009093. 0) 一种相变蓄能地板空调采暖方法及装置，解决了普通混凝土显热蓄热储热量不高的技术问题。中国实用新型专利(专利号200920294441. 1)节能型电热水器，解决了按需加热、自动增压、自动恒温问题。发明人此前实用新型专利(专利号98232131. 7) —种多功能热水器，解决了家用热水器单一用途，实现了部分利用采暖余热和夏季环境热能的节能和多用途。但上述技术太阳能利用率低，地冷资源未得到应用，空调和节能效果不显著。
发明内容
本发明的目的是针对当前太阳能热水器、家用热水器、空调器的不足之处，提供一种以利用再生能源(太阳能、地热、地冷)为主，电加热为辅的夏季降温、冬季供暖、热水制备(洗浴、清洗)的自来水室内节能综合利用方法。本发明的方法是在入户自来水进水总管路上除设置对应于室内用水器的冷水分支管路(厨房水咀、卫生间水咀、坐便器等)外，再设置一个冷水分支管路。该支路通过球阀分成两个冷水支路，一个支路通过一个单向节流阀接电热水器进水口，另一个冷水支路直接进入分水器。在分水器的每个分支上安装一个电磁阀，每个电磁阀由各自的室温温控器控制开闭。每个电磁阀与回水阀门组的一个阀门对应，且每两个对应的阀门间连接一组单元热交换器，回水阀门组的总回水管路与电热水器进水管路连接；电热水器的出水口与热水管路间连接一个管道循环泵，泵后又分成两个热水支路。一个支路通过球阀再分成与室内用水器对应数量的热水分支管路，每个热水分支管路和原有的冷水支路都连接在水温调节器上。另一个热水支路通过一个联通阀与分水器进水支路连接。电热水器配套有电气控制箱；每个单元热交换器对应一个房间，并铺设于房间的地板砖之下，每个室温温控器终端安装于对应的房间中；自来水从进水总管路经球阀进入分水器，然后通过电磁阀组分别送入各房间单元热交换器。入户冷水吸收室内热量变成温水，进入回水阀门组的集箱混合后经进入电热水器进行补充加热。制备的热水在电热水器中储存，热水经过管道循环泵、球阀、送到室内各用水器。当热水被使用时，冷水在各换热器单元中流动，完成冷热交换；管道循环泵设有流量开关，当水压低于设定值“低”管道循环泵自动开启，超过设定值“中”管道循环泵关闭；水压过高达到“高”管道循环泵定子绕组接通，行程电磁阻尼，增加旋转阻力， 降低水流压力。与单元热交换器对应的室温温控器，分别驱动单元电磁阀开闭；当电磁阀组全部关闭时，冷水分支管路中水压升高自动顶开单向节流阀，冷水不经过单元热交换器循环而直接进入电热水器，以此保证室内各用水器持续使用热水。在所述入户自来水进水总管路的入户端安装冷水总进水阀；在对应于室内用水器的每个冷水分支管路上安装冷水阀；在对应于室内用水器的每个热水分支管路上安装热水阀；所述热交换器采用PE-X地暖管材制作；在单元热交换器的管路间填充相变蓄能材料；所述电气控制箱配置有电热水器的温控器、加热管的过热保护开关、漏电保护开关、接地保护、超压保护和分组加热继电器，并配置有包括电源指示、加热指示、温度指示、 水压指示等智能仪表。本发明的优点如下1.住户所用自来水，如果来自于深井泵站，其水温在5-10°C，如果来自于水厂泵站，其输送前略低于环境温度，但通过深埋于冻层(1.5-2m)以下管道输送，水不断吸收了地下冷量，水温一般在10-15°C，而人们洗浴用水适宜温度为35-40°C，日常生活用水适宜温度在15-20°C。实现洗浴要求通常采用电或燃气热水器预置加热，而日常用水多采用速热器(即开即热)实现。本发明采用室内装修地板砖下埋设换热器并填充相变蓄能材料，使夏季透过玻璃窗辐射或门窗对流传导到室内的太阳能热量，传导给地板砖下的蓄能材料并由换热器中的水吸收，水温可以升高10°C，达到15-25°C，日常用水不需要用电补充加热。 冬季集中供暖时闲置的房间不需要较高温度，通过调节室温温控器，使该房间的地暖热量主要通过换热器制备热水。室外气温升高时，在用房间温度上升，人们通常采取开窗通风降温，而现在是将过剩的热量让换热器冷水吸收制备热水。洗浴热水(35-40°C)原来需要用电加热提升30°C，现在只需要提升20°C，洗浴节电1/3。日常用水不再耗电。经实际测定住户正常用水，夏季室温可降低3-5°C，北方气候不需要再安装空调，降温节省了空调投资和空调电耗，以上技术使降温和制备热水节电在50%以上，采用一套装置多用途集成使热水和空调投资减少了 2/3 ；2.本发明解决了普通家用电热水器容量小，不能连续洗浴的不足(需要预置加热，储水用尽水温偏低)，也解决了大功率速热器(6KW)需要重新敷设专用线路的麻烦；3.原密闭式电(燃气)热水器没有自动水压调节功能，喷头出水流量和水温受自来水水压影响(工作时电加热功率是恒定的)，当同一供水干管任一用户开启水嘴，都会产生水流量和温度波动，出水呈现“时冷时热”现象。本发明的方法中串联了管道循环泵使热水器出水流量和水温稳定；4.本发明的方法中使用了换热器单元并由室温温控器和电磁阀分别控制，解决了各居室温度受制于采暖安装和供暖工况，温度不可人为调节的不足；5.采用本发明的方法不仅可以在一年四季因人而异调节室温、提供温水、热水，合理分配热能，还可用于秋冬季节气温骤降应急供暖。
图1为本发明的工作原理图；图2为换热器铺设的剖面图。图中1.热交换器、2.电热水器、3.电气控制箱、4.管道循环泵、5.水温调节器、 6.热水阀门、7.冷水阀门、8.总进水阀门、9.电磁阀组、10.回水阀门组、11.室温温控器、 12.联通阀、13.单向节流阀、14.球阀、15.球阀、16.分水器、17.相变蓄能材料、18.地板 (砖)、19·地暖散热管。
具体实施例方式下面以三室一厅(客厅)的铺设有地暖房间为例，对本发明作进一步描述参照附图1，自来水从总进水阀门8经球阀14进入分水器16集箱，分水器16有四个分支，通过电磁阀组9分别送入各房间单元热交换器1，入户冷水(10-15°C)吸收室内热量变成温水15-20°C，经回水阀门组10到回水集箱混合后进入电热水器2补充加热，制备的热水在电热水器中储存。当洗浴或其它任一水温调节器5开启时，冷水在各单元换热器1 中流动，完成冷热交换。为保证洗浴温度在外管路压力波动时温度恒定，管道循环泵4设有流量开关，当水压低于设定值“低”循环泵4自动开启，超过设定值“中”循环泵4关闭。水压过高达到“高”循环泵4定子绕组接通形成电磁阻尼，增大旋转阻力，降低水流压力。各单元热交换器对应的电磁阀设有独立的室温温控器11，分别驱动各单元电磁阀开闭，以保证各房间不同室温要求。为提高夏季制冷效果，用水量最大的坐便器水箱进水管路也安装有水温调节器5，并旋开温水状态。这样每个用水点只要有任意一组开启，便完成一次热交换。以下是冬季降温空调和热水制备过程各房间在原有地暖散热管19的基面上装修时敷设单元热交换器1 (PE-x地暖管材)并填充相变蓄能材料17，最后铺设地板砖18 (或细石砼面层)。地暖散热管热水循环所释放的热量一部分将热交换器储存的水加热，一部分辐射到各单元房间内。冬季各单元房间所储存的温水供给各用水点即开即用。需要洗浴时调节热水器温度旋钮到较高温度，才启动电补充加热。调节室温温控器可以实现各单元不同的温度要求。以下是应急供暖操作过程集中供暖前，天气突然降温可以关闭球阀14、球阀15、 开启联通阀12、启管道循环泵4、将电热水器2设定较高温度(低于85°C)为各单元房间供暖，各单元房间温度仍由室温温控器11自动控制。如果各单元房间温度均达到设定值，即电磁阀组9全部关闭，系统压力升高自动打开单向节流阀13，热水短路循环，水温升高到设定值电加热自动停止。以下通过各种装置投资和能耗比较来说明该发明技术的先进性。三室一厅(IOOm2)制冷装置经济技术指标对照表一
权利要求
1.一种自来水室内节能综合利用方法，其特征是在入户自来水进水总管路上除设置对应于室内用水器的冷水分支管路外，再设置一个冷水分支管路，该支路通过球阀分成两个冷水支路，一个支路通过一个单向节流阀接电热水器进水口，另一个冷水支路直接进入分水器，在分水器的每个分支上安装一个电磁阀，每个电磁阀由各自的室温温控器控制开闭，每个电磁阀与回水阀门组的一个阀门对应，且每两个对应的阀门间连接一组单元热交换器，回水阀门组的总回水管路与电热水器进水管路连接；电热水器的出水口与热水管路间连接一个管道循环泵，泵后又分成两个热水支路，一个支路通过球阀再分成与室内用水器对应数量的热水分支管路，每个热水分支管路和原有的冷水支路都连接在水温调节器上，另一个热水支路通过一个联通阀与分水器进水支路连接；电热水器配套有电气控制箱； 每个单元热交换器对应一个房间，并铺设于房间的地板砖之下，每个室温温控器终端安装于对应的房间中；自来水从进水总管路经球阀进入分水器，然后通过电磁阀组分别送入各房间单元热交换器，入户冷水吸收室内热量变成温水，进入回水阀门组的集箱混合后经进入电热水器进行补充加热；制备的热水在电热水器中储存，热水经过管道循环泵、球阀、送到室内各用水器，当热水被使用时，冷水在各换热器单元中流动，完成冷热交换；管道循环泵设有流量开关，当水压低于设定值“低”管道循环泵自动开启，超过设定值“中”管道循环泵关闭；水压过高达到“高”管道循环泵定子绕组接通，行程电磁阻尼，增加旋转阻力，降低水流压力；与单元热交换器对应的室温温控器，分别驱动单元电磁阀开闭；当电磁阀组全部关闭时，冷水分支管路中水压升高自动顶开单向节流阀，冷水不经过单元热交换器循环而直接进入电热水器。
2.根据权利要求1所述的自来水室内节能综合利用方法，其特征是在所述入户自来水进水总管路的入户端安装冷水总进水阀。
3.根据权利要求1所述的自来水室内节能综合利用方法，其特征是所述热交换器采用PE-x地暖管材制作。
4.根据权利要求1所述的自来水室内节能综合利用方法，其特征是在单元热交换器的管路间填充相变蓄能材料。
全文摘要
本发明涉及一种自来水室内节能综合利用方法，其特征是取一冷水支路经球阀进入分水器，分水器的分支分别安装有电磁阀，每个电磁阀的出口分别与单元热交换器的首端相连，热交换器的末端与回水阀门组连接，换热器回水在回水阀门组集箱中混合后进入电热水器进行补充加热，热水经过管道循环泵送到各用水器，各电磁阀的开闭由安装在各房间的室温温控器控制；当电磁阀组全部关闭时，冷水分支管路中水压升高顶开单向节流阀，冷水不经过热交换器循环而直接进入电热水器。其优点是以再生能源利用为主，电加热为辅，夏季降温、冬季供暖、热水制备，节能环保。
文档编号F24D15/00GK102563744SQ20121002076
公开日2012年7月11日 申请日期2012年1月13日 优先权日2012年1月13日
发明者冯印亭 申请人:冯印亭