专利名称：综合办公楼能源梯级利用分质供应的复合热水系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及楼宇节能技术与热泵技术，尤其涉及满足综合办公楼宇分级分质 热水需求的、以空气源热泵技术为核心的复合热水系统。
背景技术：
全球性石化能源的紧缺以及温室效应的加剧给环境和社会发展带来了很多负担， 对高效节能技术的迫切需求推动了空气源热泵应用技术快速的发展。在建筑能源消耗构成 中，热水使用造成的能耗约占30%左右，常规燃气或电加热的方式虽然供能稳定但效率较 低，采用空气源热泵与其组合成为复合热水系统能使热水能耗降低到先前的40% 60% 左右。研究表明，目前情况下，与其他几种类型的可再生能源热水系统相比，空气源热泵系 统在经济性和加热效率方面具有优势，同时相对太阳能和风能等其应用场合及时间受限较 少。因此，以空气源热泵技术为核心的复合热水系统已经有了不少设计及应用，比如 中国专利申请号200720081186. 3给出了一种空气源热泵与太阳能复合的热水设备。该设 备采用空气源热泵进一步加热空气太阳能集热器热水箱中的热水，达到需求的热水温度。 这种空气源热泵辅助太阳能热水系统以及其它类似的装置或系统，面向的对象都以家庭为 主，适用于单一的、小量的热水需求，而在需要较大热水供应的综合办公建筑中应用并不理
术g
；o对于综合办公建筑来说，其对热水的要求有很多自身特点一是热水需求时间相对居住建筑长且需求量大。随着现代综合办公建筑档次的不 断提升和业主对室内办公条件需求的提高，在办公人员工作时间和加班时间内都需要有充 足的工作热水及洗浴热水供应，同时，综合办公建筑由于人员密度较大，热水消耗量自然上升。二是供应热水的温度区间宽。常规家用热水系统主要以提供中低温热水为主，而 综合办公建筑兼有餐饮作业用水和饮用水等高温供水需求，故所需热水温度范围从35°C至 100°C，这对供水系统的温度供应指标提出了更高的要求。三是热水的品质要求差别较大。这点也是综合办公建筑相对居住建筑热水需求最 大的差别，在综合办公建筑中存在不同功能的区间，比如卫生间、食堂厨房、健身房洗浴、 常规淋浴甚至室内游泳池等，这些各异的热水需求所要求的热水品质也不尽相同，不同的 品质不仅关系到能源的消耗差别，也影响到使用者的日常工作的状态与健康。汇总以上这些特点可见，综合办公建筑的热水供应系统与常规燃气或电加热热水 系统在能源使用结构上有所差异，热水不同的温度需求决定复合热水供应系统应该能够梯 级利用能源，减少能源浪费；热水不同的品质要求决定了热水系统在分级供应的基础上，还 需分质供应以满足建筑内各个部位的需求。如何设计一种能够有效地满足上述需求的适用于综合办公楼的可实现能源梯级 利用、分质供应的复合热水系统是技术人员要解决的问题。
实用新型内容本实用新型的任务是提供一种适用于综合办公楼能源梯级利用分质供应的复合 热水系统，旨在解决上述现有技术所存在的问题。本实用新型的技术解决方案如下一种综合办公楼能源梯级利用分质供应的复合热水系统，包括一台空气源热泵 热水器室外机，一台空气源热泵热水器室内机，一台燃气热水装置，一台饮用水净水装置， 还包括另一台空气源热泵热水器室内机；所述两台空气源热泵热水器室内机并联后与空气源热泵热水器室外机串联，其中 另一台空气源热泵热水器室内机与燃气热水装置、饮用水净水装置串联；所述空气源热泵热水器室内机的内部装有温度传感器和液位传感器。所述空气源热泵热水器室外机设置在综合办公建筑屋面或专用平台，与建筑集成 布置。所述温度传感器设置在空气源热泵热水器室内机的机身中部，温度传感器通过控 制系统与空气源热泵热水器室外机相连。所述空气源热泵热水器室内机与补水管路相连接，在补水管路上装有补水管路阀 门。所述液位传感器通过控制系统与补水管路阀门相连接。所述液位传感器设置在空气源热泵热水器室内机内部距离机身顶部1/3高度的 位置。所述两台空气源热泵热水器室内机中的一台空气源热泵热水器室内机与卫生间 或淋浴间供水管路相连接。所述两台空气源热泵热水器室内机中的另一台空气源热泵热水器室内机与厨房 洗涤供水管路相连接、与燃气热水装置相连接。所述燃气热水装置与饮用水净化装置相连接，燃气热水装置配有温度传感器，该 温度传感器通过控制系统与燃气热水装置内部燃气加热装置相连接。所述温度传感器设置在燃气热水装置出水管路出口处。本实用新型的复合热水系统由一台空气源热泵热水器室外机、两台空气源热泵热 水器室内机、一台燃气热水装置以及一台饮用水净水装置组成，它们通过管道相连接，实现 了综合办公建筑热水供应的梯级能源应用，节约能源消耗，并保证热水的分质供应，以满足 建筑内不同水质的需求。本实用新型的综合办公楼能源梯级利用分质供应的复合热水系统的有益效果如下首先，通过使用空气余热作为满足综合办公楼热水供能的基础能源，高效节能，供 能充足稳定；其次，实现能源的梯级利用，满足综合办公楼内不同能级的热水需求；最后实 现热水的分质供应，针对综合办公楼内不同区域对热水水质的需求，实现个性化的热水供 应系统，以满足生活热水和餐饮用水的分质供应需求。
附图为本实用新型的一种综合办公楼能源梯级利用分质供应的复合热水系统的结构示意图。图中标号1为空气源热泵热水器室外机，2为空气源热泵热水器室内机，3为另一台空气源 热泵热水器室内机，4为燃气热水装置，5为饮用水净水装置，6为温度传感器，7为温度传感 器，8为液位传感器，9为液位传感器，10为补水管路阀门，11为补水管路阀门，12为温度传 感器，13为燃气加热装置及启动开关。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。参看附图，本实用新型的一种综合办公楼能源梯级利用分质供应的复合热水系统 由一台空气源热泵热水器室外机1、一台空气源热泵热水器室内机2、另一台空气源热泵热 水器室内机3、一台燃气热水装置4以及一台饮用水净水装置5组成，它们通过管道相连接， 还连接一个控制系统。空气源热泵热水器室外机1设置在综合办公建筑屋面或专用平台，实现与建筑的 集成布置。将两台空气源热泵热水器室内机2、3并联，然后与空气源热泵热水器室外机1串 联，即空气源热泵热水器室外机1与空气源热泵热水器室内机2、与空气源热泵热水器室内 机3为串联相连，空气源热泵热水器室内机2与空气源热泵热水器室内机3为并联连接。两台空气源热泵热水器室内机2、3内置换热器的换热面积可以有所不同，可根据 各自的工作温度和热水需求量进行传感器和水箱设置，使两台空气源热泵热水室内机2、3 持续稳定地供应不同温度的热水。两台空气源热泵热水器室内机2、3的内部分别装设温度传感器6、7和液位传感器 8、9。温度传感器6、7各安置在空气源热泵热水器室内机2、3的机身中部。温度传感器6、 7与空气源热泵热水器室外机1通过控制系统相连接。两台空气源热泵热水器室内机2、3各与补水管路相连接，在补水管路上分别装有 补水管路阀门10、11。液位传感器8、9通过控制系统与补水管路阀门10、11相连接。液位 传感器8、9分别设置在空气源热泵热水器室内机2、3内部距离机身顶部1/3高度的位置。两台空气源热泵热水器室内机中的一台空气源热泵热水器室内机2与卫生间或 淋浴间供水管路相连接，另一台空气源热泵热水器室内机3与燃气热水装置4、饮用水净水 装置5串联连接。该空气源热泵热水器室内机3还与厨房洗涤供水管路相连接。燃气热水装置4与饮用水净化装置5相连接，燃气热水装置4配有温度传感器12， 该温度传感器12通过控制系统与燃气热水装置4内部燃气加热装置及启动开关13相连 接。该温度传感器12设置在燃气热水装置4出水管路出口处。饮用水净化装置5与厨房 高温作业用水及餐饮用水供水管路相连接。控制系统装有中控电脑及温度、液位传感器。在中控电脑上安装有系统专用控制 程序，可以按照默认的温度和液位设定值进行控制，也可以自行设定控制温度。根据接收到 的传感器的温度和液位信号，中控电脑确定下一步的系统工作状态，并向空气源热泵热水 器室外机1、补水管路阀门10、11和燃气热水装置启动开关13发送动作信号。本实用新型的主要原理是通过空气源热泵热水器室外机1收集空气中免费、清洁
5的余热，并将能量输送至两个分级利用的室内机2和3中，再通过室内机2和3的合理分 配，将热水通过不同的质处理方式，供应给不同的建筑热水需求方，实现综合办公楼能源梯 级利用分质供应热水。本实用新型具体实施中，由于空气源较太阳能、风能等可再生能源稳定，故其能保 证综合办公大楼大量且稳定的生活热水供应。当室内机2和3内部布置的温度传感器检测 到内部水温低于设定值时会给予室外机1启动信号，室外机1开始工作，收集空气余热，为 室内机提供热量。本实用新型设置了两台供水温度要求不同的空气源热泵热水器室内机2和3， 并配置了燃气热水装置4，从而实现了能源的梯级利用。根据《建筑给水排水设计规范》 (GB-50015)，办公楼洗手盆设计热水温度为35°C，厨房洗涤盆设计热水温度为50°C，而饮 用水要达到100°C。常规热水系统很难满足这种差异性很大的温度需求。而集中式空气源热 泵热水系统，通常可满足综合办公楼内常规卫生间洗手热水以及淋浴热水所要求的温度， 但无法满足高温热水供应。本实用新型首先依据综合办公楼对中低温热水的分级需求，对 两台并联室内机的内置换热器换热面积做不同的工艺处理，并根据各自的工作温度和热水 需求量进行传感器和水箱设置，使空气源热泵热水器室内机持续稳定地供应不同温度的热 水，从而首先实现了满足卫生、洗浴和厨房洗涤用水的中低温分级供应(35°C和50°C)。进 而，通过使用常规综合办公楼厨房或饮食作业区普遍应用的燃气锅炉等设备，实现燃气热 水装置4对中温热水进行二次升温加热的过程(50°C至100°C )，满足只针对厨房高温作业 水和餐饮用水的个性化温度需求。此外，本实用新型针对办公综合楼内对水质需求的不同，进行了有针对性的设置。 由于餐饮用水的水质要求明显高于一般卫生、洗浴用水，故常规热水供应系统很难满足。本 实用新型在空气源热泵热水系统首先满足卫生、厨房洗涤等相对“低质”水需求的基础上， 通过串联燃气热水装置4并在其出口配置饮用水净化装置5，实现了对一般供水的热物理 和普通物理净化，将水质提升达到饮用水级别，满足厨房高温作业水和餐饮用水的个性化 水质需求。这种净化模式对于综合办公楼非常适用，因为通常此类建筑中厨房和餐饮作业 区本身均配有各自独立的燃气锅炉和净水加热装置，通过本实用新型的合理配置，实现集 成综合应用，提升了设备的应用效率。当然，本技术领域内的一般技术人员应当认识到，上述实施例仅是用来说明本实 用新型，而并非用作对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对上述实 施例的变换、变型都将落在本实用新型权利要求的范围内。
权利要求一种综合办公楼能源梯级利用分质供应的复合热水系统，包括一台空气源热泵热水器室外机，一台空气源热泵热水器室内机，一台燃气热水装置，一台饮用水净水装置，其特征在于，还包括另一台空气源热泵热水器室内机；所述两台空气源热泵热水器室内机并联后与空气源热泵热水器室外机串联，其中另一台空气源热泵热水器室内机与燃气热水装置、饮用水净水装置串联；所述空气源热泵热水器室内机的内部装有温度传感器和液位传感器。
2.根据权利要求1所述的综合办公楼能源梯级利用分质供应的复合热水系统，其特征 在于，所述空气源热泵热水器室外机设置在综合办公建筑屋面或专用平台，与建筑集成布 置。
3.根据权利要求1所述的综合办公楼能源梯级利用分质供应的复合热水系统，其特征 在于，所述温度传感器设置在空气源热泵热水器室内机的机身中部，温度传感器通过控制 系统与空气源热泵热水器室外机相连。
4.根据权利要求1所述的综合办公楼能源梯级利用分质供应的复合热水系统，其特征 在于，所述空气源热泵热水器室内机与补水管路相连接，在补水管路上装有补水管路阀门。
5.根据权利要求4所述的综合办公楼能源梯级利用分质供应的复合热水系统，其特征 在于，所述液位传感器通过控制系统与补水管路阀门相连接。
6.根据权利要求1或5所述的综合办公楼能源梯级利用分质供应的复合热水系统，其 特征在于，所述液位传感器设置在空气源热泵热水器室内机内部距离机身顶部1/3高度的 位置。
7.根据权利要求1所述的综合办公楼能源梯级利用分质供应的复合热水系统，其特征 在于，所述两台空气源热泵热水器室内机中的一台空气源热泵热水器室内机与卫生间或淋 浴间供水管路相连接。
8.根据权利要求1所述的综合办公楼能源梯级利用分质供应的复合热水系统，其特征 在于，所述两台空气源热泵热水器室内机中的另一台空气源热泵热水器室内机与厨房洗涤 供水管路相连接、与燃气热水装置相连接。
9.根据权利要求1所述的综合办公楼能源梯级利用分质供应的复合热水系统，其特征 在于，所述燃气热水装置与饮用水净化装置相连接，燃气热水装置配有温度传感器，该温度 传感器通过控制系统与燃气热水装置内部燃气加热装置相连接。
10.根据权利要求9所述的综合办公楼能源梯级利用分质供应的复合热水系统，其特 征在于，所述温度传感器设置在燃气热水装置出水管路出口处。
专利摘要本实用新型涉及一种综合办公楼能源梯级利用分质供应的复合热水系统，两台空气源热泵热水器室内机并联后与空气源热泵热水器室外机串联，其中另一台空气源热泵热水器室内机与燃气热水装置、饮用水净水装置串联。空气源热泵热水器室内机的内部装有温度传感器和液位传感器。本实用新型的有益效果如下首先，通过使用空气余热作为满足综合办公楼热水供能的基础能源，高效节能，供能充足稳定；其次，实现能源的梯级利用，满足综合办公楼内不同能级的热水需求；最后实现热水的分质供应，针对综合办公楼内不同区域对热水水质的需求，实现个性化的热水供应系统，以满足生活热水和餐饮用水的分质供应需求。
文档编号F24D17/02GK201599874SQ20102010568
公开日2010年10月6日 申请日期2010年2月2日 优先权日2010年2月2日
发明者吕闻, 周娟, 夏琼, 张富, 李永林, 杨凌辉, 杨天海, 苏磊, 陈文中 申请人:华东电力试验研究院有限公司;华东电网有限公司