专利名称：一种空气能集中热水供应方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及采用热泵的集中热水供应系统，尤其是涉及一种空气能集中热水供应方法及其装置。
背景技术：
现有采用热泵的空气能集中热水供应装置都是对热水贮存容器中的水直接加热，来自补给冷水源的冷水也是直接进入贮存容器。在用水量大时，从贮存容器上方补给的冷水会下沉，造成从贮存容器下方提供的热水水温不稳定，如果不及时补给冷水，又会造成贮存容器水位下降导致水压下降，因此，这种热水供应装置只适用于定时供水且对水温、水位的稳定性要求不高的场所。此外，在这种热水供应装置中采用的热泵长期工作在高、中温工作环境，其热传递效率相对较低，压缩机长时间工作在高温区，还会造成热泵高压保护停机。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种空气能集中热水供应方法，该方法能充分利用无环境污染的空气能量，随时高效提供水温、水压稳定的热水，而且所采用的热泵能够工作在非高温区。
本发明所要解决的另一技术问题是提供一种实施上述方法的空气能集中热水供应装置，该装置能充分利用无环境污染的空气能量，随时高效提供水温、水压稳定的热水，而且所采用的热泵能够工作在非高温区。
对于本发明的空气能集中热水供应方法来说，上述技术问题是这样加以解决的这种空气能集中热水供应方法，包括由进水管道输送补给冷水、采用从空气中采集热能提升热量的热泵机组对水加热、采用循环水泵将待加热水强制输送至热泵机组进水口、由输送热水的供水管道将热水贮存容器中的热水供给用户，由控制部件控制水的流通以及对水加热。
这种空气能集中热水供应方法的特点是，设有起加热容器作用的中转水贮存容器，所述热泵机组出水口分别通过由控制部件控制的中转水进水阀、热水进水阀与所述中转水贮存容器进水口和所述热水贮存容器进水口相连接，所述循环水泵的进水口分别通过由控制部件控制的补给冷水进水阀、中转水出水阀与补给冷水源和所述中转水贮存容器出水口相连接。
所述补给冷水只能输送至中转水贮存容器。
所述热泵机组从空气中采集热能将中转水贮存容器中的水持续循环加热。
所述中转水贮存容器水温直至达到设定值再输送至热水贮存容器。
上述热水供应方法可以使热水贮存容器能提供水温、水压稳定的热水，且所采用的热泵机组能够工作在非高温区。
对于本发明的空气能集中热水供应方法来说，上述技术问题可以是这样加以解决的所述循环水泵的进水口还可以通过由控制部件控制的热水出水阀与热水贮存容器出水口相连接，在热水贮存容器中的水温低于设定温度时，热泵机组从空气中采集热能可以将热水贮存容器中的水持续循环再加热，直至其水温达到设定值。
所述补给冷水进水阀、中转水出水阀、热水出水阀是单向阀，或者在补给冷水进水阀、中转水出水阀、热水出水阀的出口分别串联一止回阀，以避免管路水逆向流通。
所述控制部件是包括控制热泵机组、循环水泵运行状态的水温检测组件的控制部件。
所述水温检测组件设有分别安装在热泵机组出水口外管路内、热水贮存容器内的水温传感器。
所述控制部件是包括控制热泵机组、循环水泵运行状态的水位检测组件的控制部件。
所述水位检测组件设有分别安装在中转水贮存容器、热水贮存容器内的水位传感器。
所述中转水进水阀、热水进水阀、补给冷水进水阀、中转水出水阀、热水出水阀是由控制部件分别控制的自动控制阀。
所述补给冷水只能输送至中转水贮存容器，是安装在中转水贮存容器内的水位传感器检测到中转水贮存容器处于低水位时，控制部件控制开启补给冷水进水阀、循环水泵、热泵机组、中转水进水阀，将补给冷水源提供的冷水经过热泵机组加热后输送至中转水贮存容器，直至其水位达到设定正常水位。
所述热泵机组从空气中采集热能将中转水贮存容器中的水持续循环加热，是安装在中转水贮存容器内的水位传感器检测到中转水贮存容器处于设定正常水位，而安装在热泵机组出水口外管路内的水温传感器检测到水温低于设定温度时，控制部件控制开启中转水出水阀、循环水泵、热泵机组、中转水进水阀，将中转水贮存容器中的水持续循环加热，直至其水温达到设定值。
所述中转水贮存容器水温直至达到设定值再输送至热水贮存容器，是安装在中转水贮存容器内的水位传感器检测到中转水贮存容器处于设定正常水位，而安装在热泵机组出水口外管路内的水温传感器检测到水温达到设定值时，控制部件控制开启中转水出水阀、循环水泵、热泵机组、热水进水阀，将水温达到设定值的中转水贮存容器中的水输送至热水贮存容器，直至安装在热水贮存容器内的水位传感器检测到其水位达到设定正常水位。
所述热泵机组从空气中采集热能可以将热水贮存容器中的水持续循环加热，是所述安装在热水贮存容器内的水位传感器检测到热水贮存容器处于设定正常水位时，而安装在热水贮存容器内的水温传感器检测到水温低于设定温度时，控制部件控制开启热水出水阀、循环水泵、热泵机组、热水进水阀，将热水贮存容器中的水持续循环再加热，直至其水温达到设定值。
所述安装在热水贮存容器内的水位传感器检测到热水贮存容器处于设定正常水位时，而安装在热水贮存容器内的水温传感器检测到水温达到设定温度时，控制部件控制关闭循环水泵、热泵机组、中转水进水阀、热水进水阀、补给冷水进水阀、中转水出水阀、热水出水阀，热水贮存容器通过所述输送热水的供水管道随时提供水温、水压稳定在设定值的热水。
对于本发明的空气能集中热水供应装置来说，上述技术问题是这样加以解决的这种空气能集中热水供应装置，包括输送补给冷水的进水管道、从空气中采集热能提升热量用于对水加热的热泵机组、将待加热水强制输送至热泵机组进水口的循环水泵、热水贮存容器、输送热水的供水管道，以及控制部件。
这种空气能集中热水供应装置的特点是设有起加热容器作用的中转水贮存容器，所述热泵机组出水口分别通过由控制部件控制的中转水进水阀、热水进水阀与所述中转水贮存容器进水口和所述热水贮存容器进水口相连接，所述循环水泵的进水口分别通过由控制部件控制的补给冷水进水阀、中转水出水阀与补给冷水源和所述中转水贮存容器出水口相连接。
所述补给冷水只能输送至中转水贮存容器。
所述热泵机组从空气中采集热能将中转水贮存容器中的水持续循环加热。
所述中转水贮存容器水温直至达到设定值再输送至热水贮存容器。
上述设计组合可以使热水贮存容器能提供水温、水压稳定的热水，且所采用的热泵机组能够工作在非高温区。
对于本发明的空气能集中热水供应装置来说，上述技术问题可以是这样加以解决的所述循环水泵的进水口还可以通过由控制部件控制的热水出水阀与热水贮存容器出水口相连接，在热水贮存容器中的水温低于设定温度时，热泵机组从空气中采集热能可以将热水贮存容器中的水持续循环再加热，直至其水温达到设定值。
所述补给冷水进水阀、中转水出水阀、热水出水阀是单向阀，或者在补给冷水进水阀、中转水出水阀、热水出水阀的出口分别串联一止回阀，以避免管路水逆向流通。
所述控制部件是包括控制热泵机组、循环水泵运行状态的水温检测组件的控制部件。
所述水温检测组件设有分别安装在热泵机组出水口外管路内、热水贮存容器内的水温传感器。
所述控制部件是包括控制热泵机组、循环水泵运行状态的水位检测组件的控制部件。
所述水位检测组件设有分别安装在中转水贮存容器、热水贮存容器内的水位传感器。
所述中转水进水阀、热水进水阀、补给冷水进水阀、中转水出水阀、热水出水阀是由控制部件分别控制的自动控制阀。
所述自动控制阀是微压电磁阀。
所述补给冷水只能输送至中转水贮存容器，是安装在中转水贮存容器内的水位传感器检测到中转水贮存容器处于低水位时，控制部件控制开启补给冷水进水阀、循环水泵、热泵机组、中转水进水阀，将补给冷水源提供的冷水经过热泵机组加热后输送至中转水贮存容器，直至其水位达到设定正常水位。
所述热泵机组从空气中采集热能将中转水贮存容器中的水持续循环加热，是安装在中转水贮存容器内的水位传感器检测到中转水贮存容器处于设定正常水位，而安装在热泵机组出水口外管路内的水温传感器检测到水温低于设定温度时，控制部件控制开启中转水出水阀、循环水泵、热泵机组、中转水进水阀，将中转水贮存容器中的水持续循环加热，直至其水温达到设定值。
所述中转水贮存容器水温直至达到设定值再输送至热水贮存容器，是安装在中转水贮存容器内的水位传感器检测到中转水贮存容器处于设定正常水位，而安装在热泵机组出水口外管路内的水温传感器检测到水温达到设定值时，控制部件控制开启中转水出水阀、循环水泵、热泵机组、热水进水阀，将水温达到设定值的中转水贮存容器中的水输送至热水贮存容器，直至安装在热水贮存容器内的水位传感器检测到其水位达到设定正常水位。
所述热泵机组从空气中采集热能可以将热水贮存容器中的水持续循环加热，是所述安装在热水贮存容器内的水位传感器检测到热水贮存容器处于设定正常水位时，而安装在热水贮存容器内的水温传感器检测到水温低于设定温度时，控制部件控制开启热水出水阀、循环水泵、热泵机组、热水进水阀，将热水贮存容器中的水持续循环再加热，直至其水温达到设定值。
所述安装在热水贮存容器内的水位传感器检测到热水贮存容器处于设定正常水位时，而安装在热水贮存容器内的水温传感器检测到水温达到设定温度时，控制部件控制关闭循环水泵、热泵机组、中转水进水阀、热水进水阀、补给冷水进水阀、中转水出水阀、热水出水阀，热水贮存容器通过所述输送热水的供水管道随时提供水温、水压稳定在设定值的热水。
对于本发明的空气能集中热水供应装置来说，上述技术问题可以是这样进一步加以解决的所述热泵机组由热力循环管将蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀依次连接组成热力循环部件。
所述热泵机组还包括四通换向阀、电磁阀和除霜器。
所述热泵机组可以是单机组，也可以是由单机组串联或并联的组合机组。
所述中转水贮存容器是双层保温容器，夹层中间填充保温材料。
所述中转水贮存容器还设有排气口、清洗排污口、水位检测口和温度检测口。
所述热水贮存容器也是双层保温容器，夹层中间填充保温材料。
所述热水贮存容器也还设有排气口、清洗排污口、水位检测口和温度检测口。
所述控制部件是包括温度参数处理元件、水位参数处理元件、参数显示元件、过流保护元件、参数处理中心、机箱的自动控制部件。
所述控制部件是采用可编程控制器PLC的控制部件。
本发明的方法与装置设有起加热容器作用的中转水贮存容器，构思新颖，组成紧凑，性能可靠，充分利用无环境污染的空气能量，无论室内、室外、地下室，不管白天、黑夜、晴天、阴天、刮风、下雨或下雪都运行稳定，而且热效率高，成本较低，可以实现集中加热，随时高效多点同时提供水温、水压稳定的热水，所采用的热泵能够工作在非高温区。本发明的方法与装置提供的热水量可以从几十升至几十吨，可以广泛用于酒店、宾馆、工矿、学校、医院、桑拿浴室、美容院、游泳池、温室、养殖场、洗衣店和家庭。
附图是本发明的空气能集中热水供应装置组成示意图。
具体实施例方式
下面对照附图并结合具体实施方式
对本实用新型作进一步说明。
如附图所示的空气能集中热水供应装置，包括输送补给冷水的进水管道、从空气中采集热能提升热量用于对水加热的热泵机组1、将待加热水强制输送至热泵机组1进水口的循环水泵2、热水贮存容器3、输送热水的供水管道4，以及控制部件5。
设有起加热容器作用的中转水贮存容器6，所述热泵机组1出水口分别通过由控制部件5控制的中转水进水阀7、热水进水阀8与所述中转水贮存容器6进水口和所述热水贮存容器3进水口相连接，所述循环水泵2的进水口分别通过由控制部件5控制的补给冷水进水阀9、中转水出水阀10与补给冷水源和所述中转水贮存容器6出水口相连接。
所述补给冷水只能输送至中转水贮存容器6，热泵机组1从空气中采集热能将中转水贮存容器6中的水持续循环加热，直至其水温达到设定值再输送至热水贮存容器3，使热水贮存容器3能提供水温、水压稳定的热水，且所采用的热泵机组1能够工作在非高温区。
所述热泵机组1出水口分别通过由控制部件5控制的中转水进水阀7、热水进水阀8与所述中转水贮存容器6进水口和所述热水贮存容器3进水口相连接。
所述循环水泵2的进水口分别通过由控制部件5控制的补给冷水进水阀9、中转水出水阀10与补给冷水源和所述中转水贮存容器6出水口相连接。
所述循环水泵2的进水口还通过由控制部件5控制的热水出水阀11与热水贮存容器3出水口相连接，在热水贮存容器3中的水温低于设定温度时，热泵机组1从空气中采集热能将热水贮存容器3中的水持续循环再加热，直至其水温达到设定值。
所述中转水进水阀7、热水进水阀8、补给冷水进水阀9、中转水出水阀10、热水出水阀11是由控制部件5分别控制的微压电磁阀，且在补给冷水进水阀9、中转水出水阀10、热水出水阀11的出口分别串联一止回阀，以避免管路水逆向流通。
所述控制部件5是包括控制热泵机组1、循环水泵2运行状态的水温检测组件的控制部件。
所述水温检测组件设有分别安装在热泵机组1出水口外管路内、热水贮存容器3内的水温传感器12、13。
所述控制部件5是包括控制热泵机组1、循环水泵运行2状态的水位检测组件的控制部件。
所述水位检测组件设有分别安装在中转水贮存容器6、热水贮存容器3内的水位传感器14、15。
所述安装在中转水贮存容器6内的水位传感器14检测到中转水贮存容器6处于低水位时，控制部件5控制开启补给冷水进水阀9、循环水泵2、热泵机组1、中转水进水阀7，将补给冷水源提供的冷水经过热泵机组1加热后输送至中转水贮存容器7，直至其水位达到设定正常水位。
所述安装在中转水贮存容器6内的水位传感器14检测到中转水贮存容器6处于设定正常水位，而安装在热泵机组1出水口外管路内的水温传感器12检测到水温低于设定温度时，控制部件5控制开启中转水出水阀10、循环水泵2、热泵机组1、中转水进水阀7，将中转水贮存容器6中的水持续循环加热，直至其水温达到设定值。
所述安装在中转水贮存容器6内的水位传感器14检测到中转水贮存容器6处于设定正常水位，而安装在热泵机组1出水口外管路内的水温传感器12检测到水温达到设定值时，控制部件5控制开启中转水出水阀10、循环水泵2、热泵机组1、热水进水阀8，将水温达到设定值的中转水贮存容器6中的水输送至热水贮存容器3，直至安装在热水贮存容器3内的水位传感器15检测到其水位达到设定正常水位。
所述安装在热水贮存容器3内的水位传感器15检测到热水贮存容器3处于设定正常水位时，而安装在热水贮存容器3内的水温传感器13检测到水温低于设定温度时，控制部件5控制开启热水出水阀11、循环水泵2、热泵机组1、热水进水阀8，将热水贮存容器3中的水持续循环再加热，直至其水温达到设定值。
所述安装在热水贮存容器3内的水位传感器15检测到热水贮存容器3处于设定正常水位时，而安装在热水贮存容器3内的水温传感器13检测到水温达到设定温度时，控制部件5控制关闭循环水泵2、热泵机组1、中转水进水阀7、热水进水阀8、补给冷水进水阀9、中转水出水阀10、热水出水阀11，热水贮存容器3通过所述输送热水的供水管道4随时提供水温、水压稳定在设定值的热水。
所述热泵机组1是深圳市风驰热泵技术有限公司出品的“风驰”牌FRQ型热泵并联的组合机组。由热力循环管将蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀依次连接组成热力循环部件，预置在装置内的吸热工质在液化的状态下低于-20℃，与外界环境温度存在着温差，能够从空气中采集热能，并在蒸发器内部蒸发汽化，把环境介质中的能量在蒸发器中加以吸收，再经压缩机压缩后提高吸热工质的温度，然后通过冷凝器使吸热工质从汽化状态转化为液化状态，在转化过程中，释放出大量的热量加热贮存在水箱中的水，使水温升高，达到制取热水的目的，同时排放出冷气，制取的热水通过热水输送管路为用户供应。热泵输出的能量等于压缩机做功消耗的电能量和热泵从环境中吸收的热量之和。因此，采用热泵技术可以节约大量的电能。而释放出热量的吸热工质经过具有节流、降压作用的膨胀阀调节后再回流至蒸发器，重复进行上述的热力循环过程，将空气中的热能转移到贮存在水箱中的水，使其成为温升至设定值的热水，以满足用户的需要。所述热泵机组1还包括四通换向阀、电磁阀、除霜器。
所述中转水贮存容器6、热水贮存容器3都是双层保温容器，夹层中间填充保温石棉，都分别设有排气口、清洗排污口、水位检测口和水温检测口。
所述控制部件5是包括水温数据处理元件、水位数据处理元件、数据显示元件、过流保护元件和机箱的采用可编程控制器PLC的自动控制部件。
本具体实施方式
为拥有百余套客房的某酒店日均提供温度为55℃的热水15吨左右，热效率为350％，吨均热水的耗电量约为13千瓦时，与油、气、电热水锅炉设备提供热水进行对比，本具体实施方式
的年运行费用节省6～12万元，还节省了环保排污、设备维护等费用。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
权利要求
1.一种空气能集中热水供应方法，包括由进水管道输送补给冷水、采用从空气中采集热能提升热量的热泵机组对水加热、采用循环水泵将待加热水强制输送至热泵机组进水口、由输送热水的供水管道将热水贮存容器中的热水供给用户，由控制部件控制水的流通以及对水加热，其特征在于设有起加热容器作用的中转水贮存容器，所述热泵机组出水口分别通过由控制部件控制的中转水进水阀、热水进水阀与所述中转水贮存容器进水口和所述热水贮存容器进水口相连接，所述循环水泵的进水口分别通过由控制部件控制的补给冷水进水阀、中转水出水阀与补给冷水源和所述中转水贮存容器出水口相连接；所述补给冷水只能输送至中转水贮存容器；所述热泵机组从空气中采集热能将中转水贮存容器中的水持续循环加热；所述中转水贮存容器水温直至达到设定值再输送至热水贮存容器。
2.一种空气能集中热水供应装置，包括输送补给冷水的进水管道、从空气中采集热能提升热量用于对水加热的热泵机组、将待加热水强制输送至热泵机组进水口的循环水泵、热水贮存容器、输送热水的供水管道，以及控制部件，其特征在于设有起加热容器作用的中转水贮存容器，所述热泵机组出水口分别通过由控制部件控制的中转水进水阀、热水进水阀与所述中转水贮存容器进水口和所述热水贮存容器进水口相连接，所述循环水泵的进水口分别通过由控制部件控制的补给冷水进水阀、中转水出水阀与补给冷水源和所述中转水贮存容器出水口相连接；所述补给冷水只能输送至中转水贮存容器；所述热泵机组从空气中采集热能将中转水贮存容器中的水持续循环加热；所述中转水贮存容器水温直至达到设定值再输送至热水贮存容器。
3.按照权利要求2所述的空气能集中热水供应装置，其特征在于所述循环水泵的进水口还通过由控制部件控制的热水出水阀与热水贮存容器出水口相连接，在热水贮存容器中的水温低于设定温度时，热泵机组从空气中采集热能将热水贮存容器中的水持续循环再加热，直至其水温达到设定值。
4.按照权利要求2或3所述的空气能集中热水供应装置，其特征在于所述补给冷水进水阀、中转水出水阀、热水出水阀是单向阀，或者在补给冷水进水阀、中转水出水阀、热水出水阀的出口分别串联一止回阀；所述中转水进水阀、热水进水阀、补给冷水进水阀、中转水出水阀、热水出水阀是由控制部件分别控制的自动控制阀。
5.按照权利要求4所述的空气能集中热水供应装置，其特征在于所述控制部件是包括控制热泵机组、循环水泵运行状态的水温检测组件的控制部件，所述水温检测组件设有分别安装在热泵机组出水口外管路内、热水贮存容器内的水温传感器；所述控制部件是包括控制热泵机组、循环水泵运行状态的水位检测组件的控制部件，所述水位检测组件设有分别安装在中转水贮存容器、热水贮存容器内的水位传感器。
6.按照权利要求5所述的空气能集中热水供应装置，其特征在于所述补给冷水只能输送至中转水贮存容器，是安装在中转水贮存容器内的水位传感器检测到中转水贮存容器处于低水位时，控制部件控制开启补给冷水进水阀、循环水泵、热泵机组、中转水进水阀，将补给冷水源提供的冷水经过热泵机组加热后输送至中转水贮存容器，直至其水位达到设定正常水位。
7.按照权利要求5所述的空气能集中热水供应装置，其特征在于所述热泵机组从空气中采集热能将中转水贮存容器中的水持续循环加热，是安装在中转水贮存容器内的水位传感器检测到中转水贮存容器处于设定正常水位，而安装在热泵机组出水口外管路内的水温传感器检测到水温低于设定温度时，控制部件控制开启中转水出水阀、循环水泵、热泵机组、中转水进水阀，将中转水贮存容器中的水持续循环加热，直至其水温达到设定值。
8.按照权利要求5所述的空气能集中热水供应装置，其特征在于所述中转水贮存容器水温直至达到设定值再输送至热水贮存容器，是安装在中转水贮存容器内的水位传感器检测到中转水贮存容器处于设定正常水位，而安装在热泵机组出水口外管路内的水温传感器检测到水温达到设定值时，控制部件控制开启中转水出水阀、循环水泵、热泵机组、热水进水阀，将水温达到设定值的中转水贮存容器中的水输送至热水贮存容器，直至安装在热水贮存容器内的水位传感器检测到其水位达到设定正常水位。
9.按照权利要求5所述的空气能集中热水供应装置，其特征在于所述热泵机组从空气中采集热能可以将热水贮存容器中的水持续循环加热，是所述安装在热水贮存容器内的水位传感器检测到热水贮存容器处于设定正常水位时，而安装在热水贮存容器内的水温传感器检测到水温低于设定温度时，控制部件控制开启热水出水阀、循环水泵、热泵机组、热水进水阀，将热水贮存容器中的水持续循环再加热，直至其水温达到设定值。
10.按照权利要求5所述的空气能集中热水供应装置，其特征在于所述安装在热水贮存容器内的水位传感器检测到热水贮存容器处于设定正常水位时，而安装在热水贮存容器内的水温传感器检测到水温达到设定温度时，控制部件控制关闭循环水泵、热泵机组、中转水进水阀、热水进水阀、补给冷水进水阀、中转水出水阀、热水出水阀，热水贮存容器通过所述输送热水的供水管道随时提供水温、水压稳定在设定值的热水。
全文摘要
本发明公开了一种空气能集中热水供应的方法及其装置，包括热泵机组、循环水泵、热水贮存容器，设有中转水贮存容器，热泵机组出水口分别通过中转水进水阀、热水进水阀与中转水贮存容器进水口和热水贮存容器进水口相连接，循环水泵的进水口分别通过补给冷水进水阀、中转水出水阀与补给冷水源和中转水贮存容器出水口相连接。补给冷水只能输送至中转水贮存容器。热泵机组从空气中采集热能将中转水贮存容器中的水持续循环加热。中转水贮存容器水温直至达到设定值再输送至热水贮存容器。构思新颖，组成紧凑，性能可靠，运行稳定，热效率高，成本较低，可以实现集中加热，随时高效多点同时提供水温、水压稳定的热水，且所采用的热泵能够工作在非高温区。
文档编号F25B30/00GK1651825SQ200510020370
公开日2005年8月10日 申请日期2005年2月2日 优先权日2005年2月2日
发明者赵越野 申请人:赵越野