专利名称：一种节能、节水的热水供应装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及宾馆、饭店的热水供应装置，具体涉及一种节能、节水的热水供应
直O
背景技术热水供应系统是宾馆、饭店及一些高级建筑必不可少的重要设施，热水系统的性 能，是宾馆、饭店等级的标志之一。热水系统最大的特点是热水应用的集中性，峰谷热水用 量相差很大，同时，使用时热水必须和冷水混合到人体最舒适的温度36 40°C。现在，大多 数宾馆、饭店的热水供应都是采用的直接供应方式，锅炉、热交换器、水泵等需要连续运转 才能保证供应热水，如果任一环节出现故障都会影响热水的正常供应；而且这种供热方式 存在能源的重复消耗，能源浪费大，增加了使用单位的运行成本等缺陷。图1所示为宾馆常用热水系统图。经补水阀8补充的冷自来水和经回水主阀7回 流温度变低的热水混合进入热源1加热到符合要求的温度，被并联的循环水泵2、3经各用 户隔离支管阀5送到热水用户6中。这个系统没有考虑热水系统的峰谷流量变化大的特点， 热源1、水泵2和水泵3及管道的容量都按峰值流量来选。如果星级宾馆需要24小时热水 供应，系统没有实时跟踪热水负荷的功能，热源、水泵24小时满负荷运行，热水系统就谈不 上节能了。图2所示为现有的节能式热水供应系统图。相对于宾馆常用热水系统，这个系统 考虑到了热水负荷变化大的特点，增加了开式高位保温水箱1。冷自来水经热源加热到规定 的温度被热水泵(图上没有画出)打到高位水箱1中，箱中的热水经供水主阀2被循环水 泵4经隔离支管阀5送到各个热水用户6，经回水主阀7回流至热水箱1。此系统为了适应 热水供应系统峰谷流量变化大并解决热源容量配置大的问题，在屋顶加装了一个开式的高 位保温热水箱1，但热水供应系统的水泵4、管道系统仍按峰值负荷来选，对于24小时热水 供应的星级宾馆，仍存在需要满负荷运行，系统仅仅降低了热源过量加热的问题，但带来了 降低温度的热水回流至水箱与原有热水掺混的不节能熵增过程，所以节能的效果仍不是非 常显著。
发明内容本实用新型的目的是提供一种可以实时跟踪热水负荷的变化，节能、节水、减小了 不节能的冷热水掺混，使用性能效果好的一种节能、节水的热水供应装置。为了克服上述现有技术的缺陷，本实用新型的技术方案是这样解决的—种节能、节水的热水供应装置，该装置由4个子系统，即一个热源、一个封闭式 高位热水蓄水箱、一个闭式全循环热水管网及自动控制系统组成的有机整体。本实用新型 的特殊之处在于上述热水蓄水箱内安装有上布水器和下布水器，使水箱中的热水在上，冷 水在下，冷热水分界清楚；下布水器和大楼冷自来水和系统回水总管连通，当用热水时，冷 水及系统回水从下布水器进入热水蓄水箱底部，推压热水从热水出水管流入热水管网；当制热水时，热水蓄水箱下部温度较低的热水通过电动三通阀和热源水泵送到热源加热后通 过上布水器再送回热水蓄水箱的上部；下布水器冷水的进水管上安装有第一温度变送器、 和第二流量变送器，监测冷水补水流量和温度；微扰动上布水器和热源的第一出水管相连， 使热源制备的温度符合要求的热水微扰进入热水蓄水箱；热水蓄水箱上部的热水通过第二 出水管和用户闭式全循环热水管网相连，通过热水管网将热水送到用户；第二出水管上安 装有第一流量变送器，监测热水总流量；热水蓄水箱上部安装有第二温度变送器，监测热水 蓄水箱中的热水是否用完；热水蓄水箱下部安装有第三温度变送器，监测热水蓄水箱中的 热水是否制满，上下布水器的作用是使比重小的热水始终处在水箱上部，比重大的冷水始 终处在水箱下部，水箱内不节能熵增的冷热水掺混比较少。在热源的进水出水管道间安装 有电动三通阀DVl及第四温度变送器和第五温度变送器，以保证只有温度合乎要求的热水 才能进入热水蓄水箱。闭式全循环热水管网和回水总管上安装只作补偿管网热水热损的容 量比较小的循环水泵P2，使得热水系统的任一用水点，只要一打开热水龙头便有温度符合 要求的热水流出，上述三个子系统通过自动控制系统协调运行。所述的上下布水器为微扰动进出水布水器。 所述的热源为下述的锅炉、地热源、空气源、热泵、城市热网、太阳能热水器、电热 锅炉、废热热源中的任意一种。该装置的封闭式高位热水蓄水箱内腔上下部位分别安装了微扰动布水器，下布水 器的补水管和来自大楼冷自来水系统连通。补充的冷水或回水管或箱底部温度降低的热水 通过下布水器进出，符合温度规定的热水从上布水器进出，这使得比重大的冷水始终处在 箱体的下部，比重小的热水始终处在箱体的上部，箱内冷热水分界清楚，减小了冷热水掺混 熵增的不节能。水箱上部热水出水管和用户闭式全循环热水管网连接，用户使用多少热水， 便有多少冷自来水从水箱下部的布水器补充，跟踪热水负荷变化，推动冷热水分界面不断 上移，当冷热水分界上升到水箱上部第二温度变送器t2位置并被检测出温度达到下限时， 自动控制系统控制热源运行制备热水，电动三通阀DVl的控制系统保证只有符合温度要求 的热水从上布水器微扰进入水箱，推动冷热水分界下移使水箱下部的不够热的水送到热源 加热被热源水泵再送回水箱。随着热水不断制备，冷热水界面不断下移，当界面下移到水箱 下部第三温度变送器t3位置并被检测出水温达到上限时，说明一箱热水制满，自动控制系 统停止热源运行，直到一箱热水用完。用户闭式全循环热水管网和只作热水管网热量损失 的小的循环水泵P2相配合，使得每一个用水点一开龙头便有温度符合要求的热水流出，同 时冷热水系统连通一体化使得每个用水点的冷热水压力相同，提高了热水系统的使用性能 并节水、节能。以系统科学为指导、用“系统思考”的理念按高性能热水系统的目标将自动 控制系统、热源、水箱、热水管网整合成有机系统整体，这使热自来水装置具有“花最小的代 价，实现实时跟踪热水负荷变化”的功能。本实用新型与现有技术相比，本实用新型具有如下优点1、蓄水箱的下部的布水器，与大楼冷自来水系统连通。根据连通器原理，热水供应 装置中任何一个用水点的热水压力都和冷水压力相等，解决了传统热水供应系统中混水阀 上冷热水系统定压不同，造成的系统冷热水互窜，或冷热水不能按比例混合的问题。2、由于冷热水供应系统是一体的，热水不用单另设置功率很大的热水泵将热水打 到高位水箱里，同时系统用多少热水，系统就自动补充多少冷水，自动地、实时地跟踪热水负荷的变化，使整个热源系统从全天(24小时)运行变为部分时间(8小时左右)运行，大 大节省了热水供应系统热源的能耗。3、闭式高位热水箱中采用了微扰动进水进水布水器技术，使得比重轻的热水始终 处在热水箱上部，比重重的冷水始终处在水箱下部，冷热水分界面清楚，在用热水或制热水 过程中，微扰动进水布水器技术减小了不节能熵增冷热水掺混，提高了热水供应系统的能
效。 4、本装置保证了任何时间任一热水用水点只要打开热水龙头，便有温度符合规定 的热水流出，克服了传统热水供应系统打开热水龙头需要将管中的原存的冷水放完才来热 水，浪费能源和淡水的缺点。5、本装置设置有完善的自动控制系统，实时监控整个装置的运行情况，并可以将 管道、蓄水箱、热源、用户等各个部分的运行协调起来，具有“花最小的代价实现实时跟踪热 水负荷变化”的功能。广泛用各种类型的宾馆、饭店及需要集中供热水的场所使用。
图1为现有的常用热水供应系统图；图2为现有的节能式热水供应系统图；图3为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的发明内容做进一步说明参照图3所示，热水蓄水箱内安装有上布水器和下布水器，下布水器和大楼冷自 来水和系统回水总管连通，当用热水时，冷水及系统回水从下布水器进入热水蓄水箱下部， 推动热水从上部的热水出水管送到热水管网。当制热水时，温度符合要求的热水通过上布 水器进入水箱上部，推压热水蓄水箱下部的温度较低的热水从下布水器流入到热源加热又 被送回水箱上部。下布水器冷水的进水管上安装有第一温度变送器A、和第二流量变送器 f2，监测冷水补水流量和温度；微扰动上布水器和热源的第一出水管1相连，使热源制备的 温度符合要求的热水微扰进入热水蓄水箱；热水蓄水箱上部的热水通过第二出水管2和用 户闭式全循环热水管网相连，将热水送到用户；第二出水管2上安装有第一流量变送器f1; 监测热水总流量；热水蓄水箱上部安装有第二温度变送器t2，监测热水蓄水箱中的热水是 否用完；热水蓄水箱下部安装有第三温度变送器t3，监测热水蓄水箱中的热水是否制满；上 下布水器的作用是使比重小的热水始终处在热水蓄水箱上部，比重大的冷水始终处在水箱 下部，水箱内不节能熵增的冷热水掺混比较少，热水蓄水箱下部温度较低的热水通过电动 三通阀DVl和热源水泵Pl送到热源加热后再送回热水蓄水箱，在热源的进水出水管道间安 装有电动三通阀DVl及第四温度变送器t4和第五温度变送器t5，以保证只有温度符合要求 的热水才能进入热水蓄水箱，闭式全循环热水管网和回水总管上安装只作补偿管网热水热 损的容量比较小的循环水泵P2，使得热水系统的任一用水点，只要一打开热水龙头便有符 合温度要求的热水流出，上述三个子系统通过自动控制系统协调运行。所述的上下布水器为微扰动进出水布水器。[0024]所述的热源为下述的锅炉、地热源、空气源、热泵、城市热网、太阳能热水器、电热 锅炉、废热热源中的任意一种。若采用不同的热源，装置应有和热源特性相匹配的结构和控 制方案，但总的装置整体构成思想不变，装置节能节水的总性能不变综上所述，热水蓄水箱上部热水出水管和用户闭式全循环热水管网连接，用户使 用多少热水，便有多少冷自来水从水箱下部的布水器补充，跟踪热水负荷变化，推动冷热水 分界面不断上移，当冷热水分界上升到热水蓄水箱上部第二温度变送器t2位置被检测出 温度达到下限时，自动控制箱体控制热源运行制备热水，三通阀DVl控制系统保证只有符 合温度要求的热水从上布水器微扰进入水箱，推动冷热水分界下移使热水蓄水箱下部温度 较低的热水通过电动三通阀DVl和热源水泵Pl送到热源加热后再送回热水蓄水箱，随着 热水不断制备，冷热水界面不断下移，当界面下移到水箱下部第三温度变送器t3位置并被 检测出水温达到上限时，说明一箱热水制满，自动控制系统停止热源运行，直到一箱热水用 完。用户闭式全循环热水管网和只作热水管网热量损失的小的循环水泵P2相配合，使得每 一个用水点一开龙头便有温度符合要求的热水流出，同时冷热水系统连通一体化使得每个 用水点的冷热水压力相同，提高了热水系统的使用性能并节水、节能。将自动控制系统和热 源、水箱、热水管网整合成的有机系统整体——热自来水装置具有“花最小的代价，实现实 时跟踪热水负荷变化”的功能。本实用新型装置的工作过程是当使用热水时，冷自来水从热水蓄水箱下布水器 部进入，使冷热水分界面犹如一个液体活塞一样从下部上移不断推压温度符合规定的热水 从热水蓄水箱体上部热水出水管进入用户闭式全循环热水管网，直到冷热水分界面到达箱 体上部的第二温度变送器t2处，被检测出水温达到下限，表示一箱热水用完，自动控制箱体 启动热源开始制备热水，在三通阀DVl控制系统的控制下，只有温度符合要求的热水通过 箱体上布水器进入，推动冷热水分界下移，挤压温度较低的热水从下部布水器流出，经回水 管进入热源被加热到规定的温度，再从上布水器进入热水蓄水箱体，随着热水的不断地制 备，冷热水分界不断下移，当分界下移到水箱下部的第三温度变送器t3处，并被检测出水 温达到上限时，表示一箱热水制满，自动控制系统停止热源制备热水。循环水泵P2的作用仅仅是作为补充热水管网的热量损失，并不参与热水输送，因 此其流量只是热水最大流量的1/5 1/10，压头仅仅是环路小流量时的沿程和局部阻力之 和，水泵容量很小，同时各个回水管的断面也可缩小，大大节省了水泵的运行费用和热水装 置的管网投资。封闭式高位热水蓄水箱是比较好的构成方案，如果做成承压式的闭式热水蓄水 箱，也可以放在机房内，使热水装置更加简明紧凑，而装置的整体性能不会降低。一种热自来水装置设置了完善的自动控制系统，该自动控制系统属现有技术，省 略了电气原理图，自动控制系统实时监控热水系统的运行情况，并可以将管道、蓄水箱、热 源、用户等系统所有部分装置的运行协调起来，具有“花最小的代价实现实时跟踪热水负 荷”的功能，热自来水装置可以做到全自动、无人值守，具有显著的节能、节水效果和优良的 使用性能。
权利要求一种节能、节水的热水供应装置，该装置包括4个子系统，所述子系统是由一个热源、一个封闭式高位热水蓄水箱、一个闭式全循环热水管网及自动控制系统组成；其特征在于上述热水蓄水箱内安装有上布水器和下布水器，下布水器和大楼冷自来水和系统回水总管连通，下布水器冷水的进水管上安装有第一温度变送器(t1)、和第二流量变送器(f2)，上布水器和热源的第一出水管(1)相连，热水蓄水箱上部的热水通过第二出水管(2)和用户闭式全循环热水管网相连，通过热水管网将热水送到用户；第二出水管(2)上安装有第一流量变送器(f1)，热水蓄水箱上部安装有第二温度变送器(t2)，热水蓄水箱下部安装有第三温度变送器(t3)，在热源的进水出水管道间安装有电动三通阀(DV1)及第四温度变送器(t4)和第五温度变送器(t5)，热水蓄水箱下部的不够热的水通过电动三通阀(DV1)和热源水泵(P1)送到热源加热后再送回热水蓄水箱，闭式全循环热水管网和回水总管上安装只作补偿管网热水热损的容量比较小的循环水泵(P2)。
2.根据权利要求1所述的一种节能、节水的热水供应装置，其特征在于所述的上下布 水器为微扰动进出水布水器。
3.根据权利要求1所述的一种节能、节水的热水供应装置，其特征在于所述的热源为 下述的锅炉、地热源、空气源、热泵、城市热网、太阳能热水器、电热锅炉、废热热源中的任意 一种。
专利摘要本实用新型专利公开了一种节能、节水的热水供应装置。该装置是将热源、蓄水箱、热水管网和控制系统整合成的有机整体。装置最大特点是蓄水箱的微扰布水器技术，使水箱中冷热水分开。下布水器和大楼自来水系统连通，各用水点冷热水压力相同；热源电动三通阀，使只有规定温度的热水才能通过上布水器进入水箱。水箱上下温度变送器监测一箱热水是否用完和制满。封闭式全循环热水管网加上容量很小的循环水泵，任一热水龙头一开，便有规定温度的热水流出。自动控制系统使装置整体协调运行，具有花最小的代价实现实时跟踪热水负荷变化的功能。热自来水装置显著的节能、节水和良好的使用性能，可以在宾馆、饭店的热水系统改造或新建中推广使用。
文档编号F24D17/00GK201724314SQ20102014727
公开日2011年1月26日 申请日期2010年4月1日 优先权日2010年4月1日
发明者曹琦 申请人:陕西亚特安装工程有限公司