专利名称：建筑集中供热设施和方法
技术领域：
本发明涉及一种建筑集中供热设施和方法，是将热源的热量通过管网输送的热水送到用户的散热器进行散热采暖的设施和进行供热采暖的方法，还可以进一步涉及换热供应热水的设施和方法。
背景技术：
目前我国建筑集中供热设施和方法，尤其是居住建筑的供热设施和方法存在以下问题。一、供热事业是采暖费及供暖时间均由政府制定的福利性计划型经济，亏损政府补，
节约不退费，因而管理落后导致用户苦乐不均和能耗居高不下。二、仅有定时供暖的功能，而无常年供给生活热水的功能；居民虽可用电、燃气、太阳能和热泵热水，但有触电、中毒、窒息、火灾、爆炸、高空坠物、有碍观瞻、无安装位置、热水不保证、操作麻烦和热效率较低之虞；且春秋季因浴室较冷还需补暖或致感冒。三、供热与用热的设施均在一个水路连通的管网中，致使用户内采暖热水的压力较高，容易发生采暖设施的爆裂跑水事故及其次生灾害，成为居住安全、社区和谐和供热隐患之一。四、个别住户的窃水和自设循环泵的行为不仅影响公共用热，还使供热企业的水资源和热能损失浪费严重，虽经查处却因其面广量大、方式多样、装修隐蔽、户门难进而防不胜防屡禁不止，是供热企业的一老大难题；尤其实施水的阶梯价格制度后，将以窃取采暖热水冲减水用量的超标加价。五、供热企业在停运期间不仅无收入，还需有维护闲置设施等花销。六、在建筑集中供热的系统中，可再生能源如太阳能还未得到广泛利用。七、即使是实施了采暖热计量制度，也不能防止从计量之后的户内回水管路上窃水与窃热；并且因用户的自觉行为节能而经常调节采暖的水流量，导致供热管网的水力失衡和随之而来的热力失衡，使用户的室温频繁波动，进而引发相关矛盾，给供热运行造成接应不暇的困难，甚至导致热计量制度失败。上述建筑集中供热设施和方法的弊端，自从改革开放以来，虽然国家、部门和各级政府多年陆续以各种系列政策、法规和文件(如《中华人民共和国节约能源法》、《民用建筑节能管理规定》、《关于进一步推进城镇供热体制改革的意见》)，试图改革供热体制；但是至今未能得到有效的改善，势必不利于建筑节能减排和改革事业。发明的内容本发明的目的是为了解决传统集中供热设施和方法的上述问题，提供一种既能为建筑中的住户随时取暖，还可以根据需要常年使用热水；既能防止采暖设施爆裂跑水事故给业主、物业和供热企业造成损失，又能防止住户窃用采暖热水，为供热企业消除一个老大难题；既能实施供热的计量使供热事业市场化，还可根据情况将可再生能源如太阳能等常年用于建筑供热的，供热企业可以全年运营增效的集中供热设施和方法。本发明为实现上述目的所采用的技术方案是—种建筑集中供热设施，有热源水循环系统和用热水循环系统及联接上述两个水循环系统的换热器；其特征在于热源水循环系统有通过管路循环连通的热源设施、水泵和换热器的热端；换热器的冷端与用户的散热器、用户控制的水泵通过管路循环连通，形成用热水循环系统，用热水循环系统供水管路的水泵输入管路带有膨胀水箱。这里所说的热源设施，是指供暖所用加热水形成供暖的热水的设施，包括各种锅炉如燃煤锅炉、燃气锅炉、燃油锅炉、电锅炉，也包括热电厂气利用余热供暖的换热器，简称热源。这样，供热公司控制的公共供暖的热源水循环系统和用户控制的用热水循环系统靠换热器分离成两个系统的水，又靠换热器交换两个系统的热量。从而既能防止原一个水系统压力过高使采暖设施爆裂跑水事故给业主、物业和供热企业造成损失；在用户端控制使用的用热水循环系统，所用的循环水是由用户控制和补充的，又能有效防止用户窃用公共的采暖热水。用户想使用热水，可以在用热水循环系统供水管路的水泵输出管路带有热水输出接口取得；膨胀水箱可以带有自动补水器或者供水管路的水泵输入管路可以带有自来水补充接口。这样既能为建筑中的住户随时取暖，还可以根据需要常年使用热水。用户使用的热量可以通过设置在热源水循环系统换热器热端的热量表(热量计量表)进行测量。用热水循环系统供水管路的水泵输出管路还可以连通着旁路管路，旁路管路与浴室或卫生 间的散热器输入端连通，散热器输出端连通的回水管路与用热水循环系统回水管路连通，这样可以单独对特殊需要的空间进行随时供热取暖。热源水循环系统回水管路还可以连通着另一套换热器的冷端，该换热器的热端通过管路与可再生能源如太阳能的辅助热源水系统的热水储水箱循环连通，这样可以利用各种可再生能源设施如太阳能集热器的热量通过热水及回水管路设置的换热器，对回水补充热量，有效利用低热值的可再生能源。这样既能实施供热的计量使供热事业市场化，又能将可再生能源如太阳能常年用于建筑的供热。辅助热源水系统的热水储水箱最好为两套，与其换热器并联连通并带有切换阀，切换使用热水储水箱的热水。本发明的一种建筑集中供热方法，是将供热的水循环系统分为热源水循环系统和用热水循环系统及联接上述两个水循环系统的换热器；热源水循环系统的水泵将热源的热水输送至换热器的热端进行供热后再返回到热源进行加热；每个用户的采暖，是用户控制用热水循环系统的水泵将通过其换热器冷端采热的热水输送到散热器进行散热，散热后的回水经过换热器的冷端采热形成热水，再循环到水泵进行用户控制的采暖取热。用户还可以根据需要，利用用热水循环系统的水泵将通过换热器采热的热水输送到热水供水管路系统，使用热水。热源水循环系统的回水，通过回水管路的换热器与可再生能源设施的热水储水箱的热水换热补充热量，利用可再生能源。如通过回水管路的换热器与太阳能集热器的热水储水箱的热水换热补充热量，利用太阳能。用热水循环系统的水泵还将通过换热器采热的热水通过旁路输送到浴室或卫生间的散热器进行散热，散热后的回水回到用热水循环系统的回水管路，灵活利用热源水系统提供的热量随时对特殊需要的空间进行供热。热源与水泵和多处的用户(楼栋、单元)换热器通过管路连通形成多路循环管路，就构成了多路热源管网，所以热源水循环系统也称热源管网。同样，用热水循环系统也称用热管网。多处换热器通过管路连通及带有多个热水供应管路接口，就构成了网络状的用热管网。可再生能源设施如太阳能集热器和管路连通的辅助热源水循环系统，也称辅助热源管网。热水储水箱、热源管网回水管路(也称回路)上换热器热端通过管路循环连通，构成的热源管网，回路上的这另一套换热器与多处的可再生能源设施如太阳能集热器通过管路连通，就构成了网络状的辅助热源管网。所以本发明的建筑集中供热设施，也是建筑供热的管网设施，其特征在于有热源管网和用热管网，热源管网与用热管网之间通过换热器连接。热源管网水的回路还可以与可再生能源设施如太阳能集热器辅助热源管网之间还可以有另一套换热器进行连接。本发明的建筑集中供热方法，是将供热管网分为热源管网、辅助热源管网和用热管网，热源管网循环水泵将热源设施加热的热水送至每个(楼栋、单元)用户的换热器进行供热；每个用户的采暖，是由用户控制用热管网循环水泵将水通过每个用户(楼栋、单元)的换热器采热，再输送到用热管网的散热器进行散热，或者用热管网循环水泵将自来水通过每个用户(楼栋、单元)的换热器采热，再将采热得到的热水输送到热水供水管路。热源管网在每个用户的换热器被换热之后的低温回水，在返回热源的回路过程可以通过另一套换热器和辅助热源管网连通，将可再生能源设施如太阳能集热器的热量补充到低温的回水中。本发明是在传统供热的一个管网中的热源设施、水泵和散热器等主要设施的基础 上，还增设可再生能源设施如太阳能集热器、水箱、换热器、水泵、散热器和热量表，以及将原来的一个供热管网分割为热源、辅助热源和用热三个管网。用常规的热源设施制作热水，用可再生能源如太阳能热水作为辅助的热源；按传统供暖设施将热水用泵送至每个用户的换热器中，被换热之后所汇集的低温水在返回热源的途中，又经过另一套换热器被可再生能源如太阳能的热水加热；每个用户的采暖和热水的热能，是用户控制用热管网(用热水循环系统)的水泵将其膨胀水箱中的自来水送入其换热器中，经与热源的热水换热而得到热水；热水既可供户内随时采暖，还可常年使用。本发明适用于既有建筑的节能改造工程，从而实现建筑节能减排。
附图为本发明的建筑集中供热设施及方法的示意图。图例中各符号分别表
示-供水(热水)、-----回水、多/K表、温度表、&<3阀门I-水泵、2-热源设施、3-水箱、4-可
再生能源辅助热源设施、5-热量表、6-自来水、7-热水、8-散热器、9-换热器。A热源水循环系统、Al辅助热源水系统、B用热水循环系统。
具体实施例方式如附图所表示的本发明一种建筑集中供热设施和方法，即将供热管网由传统的一个系统，用换热器91划分为热源管网(热源水循环系统即A区)和用热管网(用热水循环系统即B区)这样两个水路互不相通的管网；而热源水循环系统还可以带有可再生能源如太阳能的辅助热源热水循环系统即Al区，也就是热源管网又用换热器92划分为传统热源管网和可再生能源如太阳能辅助热源管网两个水路互不相通的管网。热源管网A区中的11为热源水的循环水泵、2为传统的热源设施、5为热量表、91和92分别为供热的换热器和辅助热源的换热器；可再生能源如太阳能辅助热源管网Al区中的12和13分别为可再生能源如太阳能采热和换热水的循环水泵、31为可再生能源如太阳能热水储水箱、4为可再生能源设施如太阳能集热器、92为与热源管网共用的辅助热源换热器；用热管网B区中的14和32为户内的采热循环水泵和热水箱、6为自来水管、7为热水供水管、81和82分别为房间和浴室的散热器，91为与热源管网共用的供热换热器。热源水循环系统的水泵11将热源设施2的热水输送至换热器91的热端进行供热后再返回到热源设施进行加热；每个用户的采暖，是用户控制用热水循环系统的水泵14将通过换热器91冷端采热的热水，输送到散热器81和82进行散热，散热后的回水经过换热器冷端采热形成热水，再循环到水泵进行用户控制的采暖取热。用户还可以根据需要，利用用热水循环系统的水泵将通过换热器采热的热水输送到热水供水管路7系统，使用热水；用自来水管6补充消耗的热水。热源水循环系统的回水，通过回水管路的换热器92与可再生能源如太阳能的热水储水箱31的热水换热补充热量，利用可再生能源。用热水循环系统的水泵14还将通过换热器91采热的热水通过旁路输送到浴室或卫生间的散热器82进行散热，散热后的回水回到用热水循环系统的回水管路，灵活利用热源水系统提供的热量随时对特殊需要的空间进行供热。这种本发明的建筑集中供热设施和方法具有如下优势一、用户可随时采暖或停暖和使用热水，并可任意调节室温和水温，尤其可使浴室的室温达到满意；消除或减少了用其他方法制作热水时的安全隐患和负担。二、因无传统的高压热源供水进入户内，而户内水的压力仅约5m水柱，从而杜绝了因采暖设施爆裂跑水的事故及其次生灾害。三、杜绝了用户窃水的现象。四、降低了供热企业的成本。五、可在建筑上广泛集中地利用可再生能源如太阳能。六、如将热源的高温热水直接送入户外的换热器供热，可免去换热站的建设与供热泵的电耗工耗和能耗。七、户内供热设施用户可自行改 进，不需供热企业的审批手续。八、实现了供热事业市场经济化和建筑节能减排，具有经济效益和社会效益，利于建设以人为本的资源节约型和环境友好型社会。九、使开发的房产具有较高的品质，业主的房产保值。
权利要求
1.一种建筑集中供热设施，有热源水循环系统和用热水循环系统及连接上述两个水循环系统的换热器；其特征在于热源水循环系统有通过管路循环连通的热源设施、水泵和换热器的热端；换热器的冷端与用户的散热器、用户控制的水泵通过管路循环连通，形成用热水循环系统，用热水循环系统供水管路的水泵输入管路带有膨胀水箱。
2.如权利要求I所说的建筑集中供热设施，其特征在于用热水循环系统供水管路的水泵输出管路带有热水输出接口，膨胀水箱带有自动补水阀或者供水管路的水泵输入管路带有自来水补充接口。
3.如权利要求I所说的建筑集中供热设施，其特征在于用热水循环系统供水管路的水泵输出管路连通着旁路管路，旁路管路与浴室或卫生间的散热器输入端连通，散热器输出端连通的回水管路与用热水循环系统的回水管路连通。
4.如权利要求I所说的建筑集中供热设施，其特征在于热源水循环系统回水管路还连通着另一套换热器的冷端，该换热器热端通过管路与可再生能源设施的热水储水箱循环连通，由该换热器热端和可再生能源设施及连同的管路构成辅助热源水循环系统。
5.如权利要求I所说的建筑集中供热设施，其特征在于热源水循环系统回水管路还连通着另一套换热器的冷端，该换热器的热端通过管路与太阳能集热器的热水储水箱循环连通，由该换热器热端和太阳能集热器及连同的管路构成太阳能辅助热源水循环系统。
6.如权利要求4或5所说的建筑集中供热设施，其特征在于热水储水箱为两套，与换热器并联连通并带有切换阀。
7.一种建筑集中供热方法，是将供热的水循环系统分为热源水循环系统和用热水循环系统及联接上述两个水循环系统的换热器；热源水循环系统的水泵将热源的热水输送至换热器的热端进行供热后再返回到热源进行加热；每个用户的采暖，是用户控制用热水循环系统的水泵将通过换热器冷端采热的热水输送到散热器进行散热，散热后的回水经过换热器冷端采热形成热水。
8.如权利要求7所说的建筑集中供热方法，其特征在于用热水循环系统的水泵还将 通过换热器采热的热水输送到热水供水管路系统。
9.如权利要求7所说的建筑集中供热方法，其特征在于热源水循环系统的回水，通过回水管路上的换热器与可再生能源设施采热的热水储水箱的热水换热补充热量。
10.如权利要求7所说的建筑集中供热方法，其特征在于用热水循环系统的水泵还将通过换热器采热的热水通过旁路输送到浴室或卫生间的散热器进行散热，散热后的回水回到用热水循环系统回水管路。
全文摘要
一种建筑集中供热设施和方法，有热源水循环系统和用热水循环系统及连接上述两个水循环系统的换热器。热源水循环系统有通过管路循环连通的热源设施、水泵和换热器的热端；换热器的冷端与用户的散热器、用户控制的水泵通过管路循环连通，形成用热水循环系统,用热水循环系统供水管路的水泵输入管路带有膨胀水箱。每个用户的采暖和热水的热能，是用户控制用热管网(用热水循环系统)的水泵将其膨胀水箱中的自来水送入其换热器中，经与热源的热水换热而得到热水；热水既可供户内随时采暖，还可常年使用。本发明适用于既有建筑的节能改造工程，从而实现建筑节能减排。
文档编号F24D19/10GK102913977SQ20121041138
公开日2013年2月6日 申请日期2012年10月24日 优先权日2012年10月24日
发明者张洁, 张正本 申请人:张洁, 张正本