專利名稱：建筑集中供熱設(shè)施和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建筑集中供熱設(shè)施和方法，是將熱源的熱量通過管網(wǎng)輸送的熱水送到用戶的散熱器進行散熱采暖的設(shè)施和進行供熱采暖的方法，還可以進一步涉及換熱供應(yīng)熱水的設(shè)施和方法。
背景技術(shù)：
目前我國建筑集中供熱設(shè)施和方法，尤其是居住建筑的供熱設(shè)施和方法存在以下問題。一、供熱事業(yè)是采暖費及供暖時間均由政府制定的福利性計劃型經(jīng)濟，虧損政府補，
節(jié)約不退費，因而管理落后導(dǎo)致用戶苦樂不均和能耗居高不下。二、僅有定時供暖的功能，而無常年供給生活熱水的功能；居民雖可用電、燃氣、太陽能和熱泵熱水，但有觸電、中毒、窒息、火災(zāi)、爆炸、高空墜物、有礙觀瞻、無安裝位置、熱水不保證、操作麻煩和熱效率較低之虞；且春秋季因浴室較冷還需補暖或致感冒。三、供熱與用熱的設(shè)施均在一個水路連通的管網(wǎng)中，致使用戶內(nèi)采暖熱水的壓力較高，容易發(fā)生采暖設(shè)施的爆裂跑水事故及其次生災(zāi)害，成為居住安全、社區(qū)和諧和供熱隱患之一。四、個別住戶的竊水和自設(shè)循環(huán)泵的行為不僅影響公共用熱，還使供熱企業(yè)的水資源和熱能損失浪費嚴重，雖經(jīng)查處卻因其面廣量大、方式多樣、裝修隱蔽、戶門難進而防不勝防屢禁不止，是供熱企業(yè)的一老大難題；尤其實施水的階梯價格制度后，將以竊取采暖熱水沖減水用量的超標加價。五、供熱企業(yè)在停運期間不僅無收入，還需有維護閑置設(shè)施等花銷。六、在建筑集中供熱的系統(tǒng)中，可再生能源如太陽能還未得到廣泛利用。七、即使是實施了采暖熱計量制度，也不能防止從計量之后的戶內(nèi)回水管路上竊水與竊熱；并且因用戶的自覺行為節(jié)能而經(jīng)常調(diào)節(jié)采暖的水流量，導(dǎo)致供熱管網(wǎng)的水力失衡和隨之而來的熱力失衡，使用戶的室溫頻繁波動，進而引發(fā)相關(guān)矛盾，給供熱運行造成接應(yīng)不暇的困難，甚至導(dǎo)致熱計量制度失敗。上述建筑集中供熱設(shè)施和方法的弊端，自從改革開放以來，雖然國家、部門和各級政府多年陸續(xù)以各種系列政策、法規(guī)和文件(如《中華人民共和國節(jié)約能源法》、《民用建筑節(jié)能管理規(guī)定》、《關(guān)于進一步推進城鎮(zhèn)供熱體制改革的意見》)，試圖改革供熱體制；但是至今未能得到有效的改善，勢必不利于建筑節(jié)能減排和改革事業(yè)。發(fā)明的內(nèi)容本發(fā)明的目的是為了解決傳統(tǒng)集中供熱設(shè)施和方法的上述問題，提供一種既能為建筑中的住戶隨時取暖，還可以根據(jù)需要常年使用熱水；既能防止采暖設(shè)施爆裂跑水事故給業(yè)主、物業(yè)和供熱企業(yè)造成損失，又能防止住戶竊用采暖熱水，為供熱企業(yè)消除一個老大難題；既能實施供熱的計量使供熱事業(yè)市場化，還可根據(jù)情況將可再生能源如太陽能等常年用于建筑供熱的，供熱企業(yè)可以全年運營增效的集中供熱設(shè)施和方法。本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是—種建筑集中供熱設(shè)施，有熱源水循環(huán)系統(tǒng)和用熱水循環(huán)系統(tǒng)及聯(lián)接上述兩個水循環(huán)系統(tǒng)的換熱器；其特征在于熱源水循環(huán)系統(tǒng)有通過管路循環(huán)連通的熱源設(shè)施、水泵和換熱器的熱端；換熱器的冷端與用戶的散熱器、用戶控制的水泵通過管路循環(huán)連通，形成用熱水循環(huán)系統(tǒng)，用熱水循環(huán)系統(tǒng)供水管路的水泵輸入管路帶有膨脹水箱。這里所說的熱源設(shè)施，是指供暖所用加熱水形成供暖的熱水的設(shè)施，包括各種鍋爐如燃煤鍋爐、燃氣鍋爐、燃油鍋爐、電鍋爐，也包括熱電廠氣利用余熱供暖的換熱器，簡稱熱源。這樣，供熱公司控制的公共供暖的熱源水循環(huán)系統(tǒng)和用戶控制的用熱水循環(huán)系統(tǒng)靠換熱器分離成兩個系統(tǒng)的水，又靠換熱器交換兩個系統(tǒng)的熱量。從而既能防止原一個水系統(tǒng)壓力過高使采暖設(shè)施爆裂跑水事故給業(yè)主、物業(yè)和供熱企業(yè)造成損失；在用戶端控制使用的用熱水循環(huán)系統(tǒng)，所用的循環(huán)水是由用戶控制和補充的，又能有效防止用戶竊用公共的采暖熱水。用戶想使用熱水，可以在用熱水循環(huán)系統(tǒng)供水管路的水泵輸出管路帶有熱水輸出接口取得；膨脹水箱可以帶有自動補水器或者供水管路的水泵輸入管路可以帶有自來水補充接口。這樣既能為建筑中的住戶隨時取暖，還可以根據(jù)需要常年使用熱水。用戶使用的熱量可以通過設(shè)置在熱源水循環(huán)系統(tǒng)換熱器熱端的熱量表(熱量計量表)進行測量。用熱水循環(huán)系統(tǒng)供水管路的水泵輸出管路還可以連通著旁路管路，旁路管路與浴室或衛(wèi)生 間的散熱器輸入端連通，散熱器輸出端連通的回水管路與用熱水循環(huán)系統(tǒng)回水管路連通，這樣可以單獨對特殊需要的空間進行隨時供熱取暖。熱源水循環(huán)系統(tǒng)回水管路還可以連通著另一套換熱器的冷端，該換熱器的熱端通過管路與可再生能源如太陽能的輔助熱源水系統(tǒng)的熱水儲水箱循環(huán)連通，這樣可以利用各種可再生能源設(shè)施如太陽能集熱器的熱量通過熱水及回水管路設(shè)置的換熱器，對回水補充熱量，有效利用低熱值的可再生能源。這樣既能實施供熱的計量使供熱事業(yè)市場化，又能將可再生能源如太陽能常年用于建筑的供熱。輔助熱源水系統(tǒng)的熱水儲水箱最好為兩套，與其換熱器并聯(lián)連通并帶有切換閥，切換使用熱水儲水箱的熱水。本發(fā)明的一種建筑集中供熱方法，是將供熱的水循環(huán)系統(tǒng)分為熱源水循環(huán)系統(tǒng)和用熱水循環(huán)系統(tǒng)及聯(lián)接上述兩個水循環(huán)系統(tǒng)的換熱器；熱源水循環(huán)系統(tǒng)的水泵將熱源的熱水輸送至換熱器的熱端進行供熱后再返回到熱源進行加熱；每個用戶的采暖，是用戶控制用熱水循環(huán)系統(tǒng)的水泵將通過其換熱器冷端采熱的熱水輸送到散熱器進行散熱，散熱后的回水經(jīng)過換熱器的冷端采熱形成熱水，再循環(huán)到水泵進行用戶控制的采暖取熱。用戶還可以根據(jù)需要，利用用熱水循環(huán)系統(tǒng)的水泵將通過換熱器采熱的熱水輸送到熱水供水管路系統(tǒng)，使用熱水。熱源水循環(huán)系統(tǒng)的回水，通過回水管路的換熱器與可再生能源設(shè)施的熱水儲水箱的熱水換熱補充熱量，利用可再生能源。如通過回水管路的換熱器與太陽能集熱器的熱水儲水箱的熱水換熱補充熱量，利用太陽能。用熱水循環(huán)系統(tǒng)的水泵還將通過換熱器采熱的熱水通過旁路輸送到浴室或衛(wèi)生間的散熱器進行散熱，散熱后的回水回到用熱水循環(huán)系統(tǒng)的回水管路，靈活利用熱源水系統(tǒng)提供的熱量隨時對特殊需要的空間進行供熱。熱源與水泵和多處的用戶(樓棟、單元)換熱器通過管路連通形成多路循環(huán)管路，就構(gòu)成了多路熱源管網(wǎng)，所以熱源水循環(huán)系統(tǒng)也稱熱源管網(wǎng)。同樣，用熱水循環(huán)系統(tǒng)也稱用熱管網(wǎng)。多處換熱器通過管路連通及帶有多個熱水供應(yīng)管路接口，就構(gòu)成了網(wǎng)絡(luò)狀的用熱管網(wǎng)?？稍偕茉丛O(shè)施如太陽能集熱器和管路連通的輔助熱源水循環(huán)系統(tǒng)，也稱輔助熱源管網(wǎng)。熱水儲水箱、熱源管網(wǎng)回水管路(也稱回路)上換熱器熱端通過管路循環(huán)連通，構(gòu)成的熱源管網(wǎng)，回路上的這另一套換熱器與多處的可再生能源設(shè)施如太陽能集熱器通過管路連通，就構(gòu)成了網(wǎng)絡(luò)狀的輔助熱源管網(wǎng)。所以本發(fā)明的建筑集中供熱設(shè)施，也是建筑供熱的管網(wǎng)設(shè)施，其特征在于有熱源管網(wǎng)和用熱管網(wǎng)，熱源管網(wǎng)與用熱管網(wǎng)之間通過換熱器連接。熱源管網(wǎng)水的回路還可以與可再生能源設(shè)施如太陽能集熱器輔助熱源管網(wǎng)之間還可以有另一套換熱器進行連接。本發(fā)明的建筑集中供熱方法，是將供熱管網(wǎng)分為熱源管網(wǎng)、輔助熱源管網(wǎng)和用熱管網(wǎng)，熱源管網(wǎng)循環(huán)水泵將熱源設(shè)施加熱的熱水送至每個(樓棟、單元)用戶的換熱器進行供熱；每個用戶的采暖，是由用戶控制用熱管網(wǎng)循環(huán)水泵將水通過每個用戶(樓棟、單元)的換熱器采熱，再輸送到用熱管網(wǎng)的散熱器進行散熱，或者用熱管網(wǎng)循環(huán)水泵將自來水通過每個用戶(樓棟、單元)的換熱器采熱，再將采熱得到的熱水輸送到熱水供水管路。熱源管網(wǎng)在每個用戶的換熱器被換熱之后的低溫回水，在返回?zé)嵩吹幕芈愤^程可以通過另一套換熱器和輔助熱源管網(wǎng)連通，將可再生能源設(shè)施如太陽能集熱器的熱量補充到低溫的回水中。本發(fā)明是在傳統(tǒng)供熱的一個管網(wǎng)中的熱源設(shè)施、水泵和散熱器等主要設(shè)施的基礎(chǔ) 上，還增設(shè)可再生能源設(shè)施如太陽能集熱器、水箱、換熱器、水泵、散熱器和熱量表，以及將原來的一個供熱管網(wǎng)分割為熱源、輔助熱源和用熱三個管網(wǎng)。用常規(guī)的熱源設(shè)施制作熱水，用可再生能源如太陽能熱水作為輔助的熱源；按傳統(tǒng)供暖設(shè)施將熱水用泵送至每個用戶的換熱器中，被換熱之后所匯集的低溫水在返回?zé)嵩吹耐局?，又?jīng)過另一套換熱器被可再生能源如太陽能的熱水加熱；每個用戶的采暖和熱水的熱能，是用戶控制用熱管網(wǎng)(用熱水循環(huán)系統(tǒng))的水泵將其膨脹水箱中的自來水送入其換熱器中，經(jīng)與熱源的熱水換熱而得到熱水；熱水既可供戶內(nèi)隨時采暖，還可常年使用。本發(fā)明適用于既有建筑的節(jié)能改造工程，從而實現(xiàn)建筑節(jié)能減排。


附圖為本發(fā)明的建筑集中供熱設(shè)施及方法的示意圖。圖例中各符號分別表
示-供水(熱水)、-----回水、多/K表、溫度表、&<3閥門I-水泵、2-熱源設(shè)施、3-水箱、4-可
再生能源輔助熱源設(shè)施、5-熱量表、6-自來水、7-熱水、8-散熱器、9-換熱器。A熱源水循環(huán)系統(tǒng)、Al輔助熱源水系統(tǒng)、B用熱水循環(huán)系統(tǒng)。
具體實施例方式如附圖所表示的本發(fā)明一種建筑集中供熱設(shè)施和方法，即將供熱管網(wǎng)由傳統(tǒng)的一個系統(tǒng)，用換熱器91劃分為熱源管網(wǎng)(熱源水循環(huán)系統(tǒng)即A區(qū))和用熱管網(wǎng)(用熱水循環(huán)系統(tǒng)即B區(qū))這樣兩個水路互不相通的管網(wǎng)；而熱源水循環(huán)系統(tǒng)還可以帶有可再生能源如太陽能的輔助熱源熱水循環(huán)系統(tǒng)即Al區(qū)，也就是熱源管網(wǎng)又用換熱器92劃分為傳統(tǒng)熱源管網(wǎng)和可再生能源如太陽能輔助熱源管網(wǎng)兩個水路互不相通的管網(wǎng)。熱源管網(wǎng)A區(qū)中的11為熱源水的循環(huán)水泵、2為傳統(tǒng)的熱源設(shè)施、5為熱量表、91和92分別為供熱的換熱器和輔助熱源的換熱器；可再生能源如太陽能輔助熱源管網(wǎng)Al區(qū)中的12和13分別為可再生能源如太陽能采熱和換熱水的循環(huán)水泵、31為可再生能源如太陽能熱水儲水箱、4為可再生能源設(shè)施如太陽能集熱器、92為與熱源管網(wǎng)共用的輔助熱源換熱器；用熱管網(wǎng)B區(qū)中的14和32為戶內(nèi)的采熱循環(huán)水泵和熱水箱、6為自來水管、7為熱水供水管、81和82分別為房間和浴室的散熱器，91為與熱源管網(wǎng)共用的供熱換熱器。熱源水循環(huán)系統(tǒng)的水泵11將熱源設(shè)施2的熱水輸送至換熱器91的熱端進行供熱后再返回到熱源設(shè)施進行加熱；每個用戶的采暖，是用戶控制用熱水循環(huán)系統(tǒng)的水泵14將通過換熱器91冷端采熱的熱水，輸送到散熱器81和82進行散熱，散熱后的回水經(jīng)過換熱器冷端采熱形成熱水，再循環(huán)到水泵進行用戶控制的采暖取熱。用戶還可以根據(jù)需要，利用用熱水循環(huán)系統(tǒng)的水泵將通過換熱器采熱的熱水輸送到熱水供水管路7系統(tǒng)，使用熱水；用自來水管6補充消耗的熱水。熱源水循環(huán)系統(tǒng)的回水，通過回水管路的換熱器92與可再生能源如太陽能的熱水儲水箱31的熱水換熱補充熱量，利用可再生能源。用熱水循環(huán)系統(tǒng)的水泵14還將通過換熱器91采熱的熱水通過旁路輸送到浴室或衛(wèi)生間的散熱器82進行散熱，散熱后的回水回到用熱水循環(huán)系統(tǒng)的回水管路，靈活利用熱源水系統(tǒng)提供的熱量隨時對特殊需要的空間進行供熱。這種本發(fā)明的建筑集中供熱設(shè)施和方法具有如下優(yōu)勢一、用戶可隨時采暖或停暖和使用熱水，并可任意調(diào)節(jié)室溫和水溫，尤其可使浴室的室溫達到滿意；消除或減少了用其他方法制作熱水時的安全隱患和負擔(dān)。二、因無傳統(tǒng)的高壓熱源供水進入戶內(nèi)，而戶內(nèi)水的壓力僅約5m水柱，從而杜絕了因采暖設(shè)施爆裂跑水的事故及其次生災(zāi)害。三、杜絕了用戶竊水的現(xiàn)象。四、降低了供熱企業(yè)的成本。五、可在建筑上廣泛集中地利用可再生能源如太陽能。六、如將熱源的高溫?zé)崴苯铀腿霊敉獾膿Q熱器供熱，可免去換熱站的建設(shè)與供熱泵的電耗工耗和能耗。七、戶內(nèi)供熱設(shè)施用戶可自行改 進，不需供熱企業(yè)的審批手續(xù)。八、實現(xiàn)了供熱事業(yè)市場經(jīng)濟化和建筑節(jié)能減排，具有經(jīng)濟效益和社會效益，利于建設(shè)以人為本的資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會。九、使開發(fā)的房產(chǎn)具有較高的品質(zhì)，業(yè)主的房產(chǎn)保值。
權(quán)利要求
1.一種建筑集中供熱設(shè)施，有熱源水循環(huán)系統(tǒng)和用熱水循環(huán)系統(tǒng)及連接上述兩個水循環(huán)系統(tǒng)的換熱器；其特征在于熱源水循環(huán)系統(tǒng)有通過管路循環(huán)連通的熱源設(shè)施、水泵和換熱器的熱端；換熱器的冷端與用戶的散熱器、用戶控制的水泵通過管路循環(huán)連通，形成用熱水循環(huán)系統(tǒng)，用熱水循環(huán)系統(tǒng)供水管路的水泵輸入管路帶有膨脹水箱。
2.如權(quán)利要求I所說的建筑集中供熱設(shè)施，其特征在于用熱水循環(huán)系統(tǒng)供水管路的水泵輸出管路帶有熱水輸出接口，膨脹水箱帶有自動補水閥或者供水管路的水泵輸入管路帶有自來水補充接口。
3.如權(quán)利要求I所說的建筑集中供熱設(shè)施，其特征在于用熱水循環(huán)系統(tǒng)供水管路的水泵輸出管路連通著旁路管路，旁路管路與浴室或衛(wèi)生間的散熱器輸入端連通，散熱器輸出端連通的回水管路與用熱水循環(huán)系統(tǒng)的回水管路連通。
4.如權(quán)利要求I所說的建筑集中供熱設(shè)施，其特征在于熱源水循環(huán)系統(tǒng)回水管路還連通著另一套換熱器的冷端，該換熱器熱端通過管路與可再生能源設(shè)施的熱水儲水箱循環(huán)連通，由該換熱器熱端和可再生能源設(shè)施及連同的管路構(gòu)成輔助熱源水循環(huán)系統(tǒng)。
5.如權(quán)利要求I所說的建筑集中供熱設(shè)施，其特征在于熱源水循環(huán)系統(tǒng)回水管路還連通著另一套換熱器的冷端，該換熱器的熱端通過管路與太陽能集熱器的熱水儲水箱循環(huán)連通，由該換熱器熱端和太陽能集熱器及連同的管路構(gòu)成太陽能輔助熱源水循環(huán)系統(tǒng)。
6.如權(quán)利要求4或5所說的建筑集中供熱設(shè)施，其特征在于熱水儲水箱為兩套，與換熱器并聯(lián)連通并帶有切換閥。
7.一種建筑集中供熱方法，是將供熱的水循環(huán)系統(tǒng)分為熱源水循環(huán)系統(tǒng)和用熱水循環(huán)系統(tǒng)及聯(lián)接上述兩個水循環(huán)系統(tǒng)的換熱器；熱源水循環(huán)系統(tǒng)的水泵將熱源的熱水輸送至換熱器的熱端進行供熱后再返回到熱源進行加熱；每個用戶的采暖，是用戶控制用熱水循環(huán)系統(tǒng)的水泵將通過換熱器冷端采熱的熱水輸送到散熱器進行散熱，散熱后的回水經(jīng)過換熱器冷端采熱形成熱水。
8.如權(quán)利要求7所說的建筑集中供熱方法，其特征在于用熱水循環(huán)系統(tǒng)的水泵還將 通過換熱器采熱的熱水輸送到熱水供水管路系統(tǒng)。
9.如權(quán)利要求7所說的建筑集中供熱方法，其特征在于熱源水循環(huán)系統(tǒng)的回水，通過回水管路上的換熱器與可再生能源設(shè)施采熱的熱水儲水箱的熱水換熱補充熱量。
10.如權(quán)利要求7所說的建筑集中供熱方法，其特征在于用熱水循環(huán)系統(tǒng)的水泵還將通過換熱器采熱的熱水通過旁路輸送到浴室或衛(wèi)生間的散熱器進行散熱，散熱后的回水回到用熱水循環(huán)系統(tǒng)回水管路。
全文摘要
一種建筑集中供熱設(shè)施和方法，有熱源水循環(huán)系統(tǒng)和用熱水循環(huán)系統(tǒng)及連接上述兩個水循環(huán)系統(tǒng)的換熱器。熱源水循環(huán)系統(tǒng)有通過管路循環(huán)連通的熱源設(shè)施、水泵和換熱器的熱端；換熱器的冷端與用戶的散熱器、用戶控制的水泵通過管路循環(huán)連通，形成用熱水循環(huán)系統(tǒng),用熱水循環(huán)系統(tǒng)供水管路的水泵輸入管路帶有膨脹水箱。每個用戶的采暖和熱水的熱能，是用戶控制用熱管網(wǎng)(用熱水循環(huán)系統(tǒng))的水泵將其膨脹水箱中的自來水送入其換熱器中，經(jīng)與熱源的熱水換熱而得到熱水；熱水既可供戶內(nèi)隨時采暖，還可常年使用。本發(fā)明適用于既有建筑的節(jié)能改造工程，從而實現(xiàn)建筑節(jié)能減排。
文檔編號F24D19/10GK102913977SQ20121041138
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月24日
發(fā)明者張潔, 張正本 申請人:張潔, 張正本