蓄熱型集成熱水整體群控節(jié)能系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了蓄熱型集成熱水整體群控節(jié)能系統(tǒng)。包括大容量蓄熱型保溫?zé)崴?、一種或多種節(jié)能型熱水設(shè)備和熱水循環(huán)泵，也可增加一批小容量保溫?zé)崴拮鳛檫^渡熱水容器使用。各種節(jié)能型的熱水設(shè)備都有自己獨(dú)特的優(yōu)勢高效的最佳節(jié)能的運(yùn)行時(shí)段和工作狀態(tài)，而傳統(tǒng)小型熱水罐不能保證每種熱水設(shè)備能夠準(zhǔn)確運(yùn)行在高效節(jié)能的時(shí)段上，尤其在使用了多種節(jié)能型熱水設(shè)備的情況下，矛盾更加突出，不單單不節(jié)能，還會增大能耗。我們使用“大容量蓄熱型保溫?zé)崴洹眮斫鉀Q這個(gè)矛盾，同時(shí)使用“集成整體群控系統(tǒng)”讓它們運(yùn)行在高效節(jié)能的時(shí)段和工況下，制取熱水并儲存起來滿足使用，形成優(yōu)勢互補(bǔ)，使每種熱水設(shè)備即能處于最佳節(jié)能狀態(tài)又能滿足需求。
【專利說明】蓄熱型集成熱水整體群控節(jié)能系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及暖通設(shè)備節(jié)能【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說，是涉及商業(yè)建筑（酒店或醫(yī)院 等）的生活熱水制取或采暖設(shè)備的節(jié)能【技術(shù)領(lǐng)域】，其特征是蓄熱型集成熱水整體群控節(jié)能 系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)今社會各種節(jié)能型生活熱水制取或采暖設(shè)備層出不窮，廣泛使用的有太陽能熱 水器，空氣源熱泵，水源熱泵，雙源雙效熱泵，帶熱回收制冷機(jī)組和電輔助熱水器等等。但各 種節(jié)能型熱水設(shè)備都有自己獨(dú)特的高效的和最佳節(jié)能的運(yùn)行時(shí)段和工作狀態(tài)，每種節(jié)能型 熱水設(shè)備如果不是工作在它的高效節(jié)能的運(yùn)行時(shí)段和工作狀態(tài)下，其制取熱水的效率就會 下降，尤其是多種節(jié)能型熱水設(shè)備聯(lián)合使用，矛盾更加突出，不單單不節(jié)能，甚至大幅度的 增加能耗，所以很難把各種節(jié)能型熱水設(shè)備簡單的聯(lián)合在一起使用。
[0003] 例如：1、"太陽能熱水設(shè)備"在全年里有陽光的時(shí)段制取熱水的效率最高，而在陰 雨天氣和夜晚，熱水的制取量就大幅度降低，往往需要配合電輔助加熱設(shè)備使用；2、"空氣 源熱泵"在全年里室外氣溫高于15攝氏度，制取熱水的效率最高，而當(dāng)室外氣溫低于5攝 氏度的情況下，制取熱水的效率大幅度降低，甚至高于電輔助加熱熱水設(shè)備的能耗；3、"水 源熱泵"在全年里冷水溫高于12度的情況下制取熱水的效率最高，冷水溫度低于7攝氏度 的情況下，能耗大大增加，效率下降。當(dāng)冷水溫度低于5攝氏度時(shí)，其制熱水能耗高于電輔 助加熱設(shè)備；4、"雙源雙效熱泵"的情況和"空氣源""水源"熱泵相同；5、"熱回收制冷機(jī)組" 在全年里大量使用空調(diào)的時(shí)段制取熱水的效率最高，當(dāng)空調(diào)使用量大大降低、制冷量很低 的時(shí)段和工況下，制取熱水的效率高得驚人，幾乎不能使用；6、"電輔助加熱"熱水設(shè)備全年 里都可以使用尤其在其他熱水設(shè)備都不能使用的時(shí)候，它都可以穩(wěn)定的制取熱水，但相比 以上各節(jié)能型熱水設(shè)備的效率要低。
[0004] 由上可以看出，單一某種熱水設(shè)備或結(jié)合電輔助加熱設(shè)備來使用，其節(jié)能效果是 不能讓我們滿意的。
[0005] 可能會有人認(rèn)為把以上全部各種節(jié)能型熱水設(shè)備聯(lián)合起來使用，就可以達(dá)到較高 的節(jié)能率了，那可是完全錯(cuò)誤的。如果簡單的把上面的節(jié)能型熱水設(shè)備聯(lián)合起來使用，由于 沒有相應(yīng)的集成整體群控系統(tǒng)，靠人為的判斷來決定如何開啟每種熱水設(shè)備制取熱水滿足 商業(yè)建筑（酒店或醫(yī)院等）的熱水需求，會大大增加熱水的能耗，非但不節(jié)能，還會更加耗 能，因?yàn)槿康臒崴O(shè)備的運(yùn)行功率大幅度增加了。而且根本不能保證每種節(jié)能型熱水設(shè) 備是工作在其高效節(jié)能的運(yùn)行時(shí)段和工況下，導(dǎo)致制取熱水的能耗成本大幅增大，甚至達(dá) 到驚人的地步，超過原有燃?xì)?、燃油、燃煤鍋爐的能耗成本。這也是目前市面上很難見到多 種節(jié)能型熱水設(shè)備聯(lián)合使用的根本原因。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了解決以上的矛盾，我們經(jīng)過多年的自主研發(fā)和實(shí)踐研究，采取了 "蓄熱型集成 熱水整體群控節(jié)能系統(tǒng)"克服以上的種種問題。
[0007] 首先，使用"大容量蓄熱型保溫?zé)崴?更換傳統(tǒng)的"小容量熱水箱"。傳統(tǒng)的小容 量熱水箱或加壓熱水罐往往設(shè)計(jì)容量只能滿足商業(yè)建筑（酒店或醫(yī)院等）高峰時(shí)段的熱水 使用量，不能滿足全天的熱水使用量，就會使得熱水設(shè)備只要有使用熱水而需補(bǔ)充冷水的 情況下就會循環(huán)加熱運(yùn)行，不管此時(shí)是不是最佳高效節(jié)能運(yùn)行時(shí)段和工況，從而經(jīng)常導(dǎo)致 制取熱水效率下降。而我們換用了"大容量蓄熱型保溫?zé)崴?后，可以完全做到每種熱水 設(shè)備都只要工作在最佳高效節(jié)能運(yùn)行時(shí)段和工況下來制取熱水，并儲存在"大容量蓄熱型 保溫?zé)崴?中以備商業(yè)建筑（酒店和醫(yī)院等）全天的熱水使用；不是最佳高效節(jié)能時(shí)段 和工況下，熱水設(shè)備停止工作。從而達(dá)到最佳高效節(jié)能的目的。
[0008] 其次，我們可以同時(shí)保留原有的小容量熱水箱或者增加小容量熱水箱，滿足各種 加熱比較慢的熱水設(shè)備工作在高效節(jié)能的運(yùn)行時(shí)段和工況下，例如太陽能熱水設(shè)備，當(dāng)小 容量熱水箱達(dá)到滿意和舒適的50?55攝氏度的熱水溫度后，再輸入到"大容量蓄熱型保溫 熱水箱"里儲存。所以整個(gè)系統(tǒng)還需要配置各種電動閥門予以配合才能使用。
[0009] 是不是換用"大容量蓄熱型保溫?zé)崴?就可以了呢顯然還不行，增加或替換了 "大容量蓄熱型保溫?zé)崴?只解決了 "蓄熱"問題，還沒有解決如何尋找"最佳高效節(jié)能運(yùn) 行時(shí)段和工況"的問題。因?yàn)槲覀內(nèi)匀徊恢栏鞣N熱水設(shè)備的最佳高效節(jié)能的運(yùn)行時(shí)段和 工況是在什么時(shí)段、什么環(huán)境狀態(tài)下才是，靠人為判斷是不行的，只會增加能耗。所以我們 還需要增加"集中整體群控系統(tǒng)"來幫助我們。
[0010] "集中整體群控系統(tǒng)"需要采集各種環(huán)境參數(shù)和客戶端的需求參數(shù)，就是"大容量 蓄熱型保溫?zé)崴?的水位、出水溫度、流量和壓力，以及回水的溫度、流量，同時(shí)需要采集 每種熱水設(shè)備的用電量、熱水供回水溫度和流量。利用這些參數(shù)，通過"專家控制邏輯"和 "自動尋優(yōu)控制邏輯"同時(shí)結(jié)合"外界環(huán)境參數(shù)"，將所有熱水設(shè)備集成整體群控起來，自動 監(jiān)測、自動記錄、自動運(yùn)算、自動控制和調(diào)整每臺熱水設(shè)備的啟停和運(yùn)行，以及產(chǎn)生各種控 制組合，同時(shí)控制各個(gè)閥門，滿足各種熱水設(shè)備始終運(yùn)行在最高效率的和最佳節(jié)能的工作 時(shí)段和工作狀態(tài)下，同時(shí)控制整個(gè)熱水設(shè)備制取的熱水能夠滿足商業(yè)建筑（例如酒店和醫(yī) 院等）全年中的每一天的需要，又不至于浪費(fèi)，以達(dá)到各種熱水設(shè)備制取熱水時(shí)的高效節(jié) 能的目的。
[0011] 因?yàn)橛辛?"大容量蓄熱型保溫?zé)崴?設(shè)備和"集中整體群控系統(tǒng)"后，就可以完 美的把上面一種、兩種乃至多種、甚至全部的節(jié)能型熱水設(shè)備集成在一起，分時(shí)段使用，而 產(chǎn)生最大的節(jié)能效益。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 圖1是本發(fā)明所述蓄熱型集成熱水整體群控節(jié)能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
[0013] 圖1圖例說明：1是大容量蓄熱型保溫?zé)崴洌?是小型過渡熱水罐，3是熱水循環(huán) 泵，4是太陽能熱水設(shè)備，5是空氣源熱泵，6是水源熱泵，7是雙源雙效熱泵，8是帶熱回收制 冷機(jī)組，9是電輔助熱水器，10是集成整體群控系統(tǒng)，11是熱水管道。

【具體實(shí)施方式】
[0014] 1、在商業(yè)建筑（酒店或醫(yī)院等）的地下設(shè)置"大容量蓄熱型保溫?zé)崴?，其容量 大小必須滿足最高峰一天的熱水需求；同時(shí)做好保溫措施，最冷的氣溫下，其無論那一天的 溫度下降不得大于3?5攝氏度。滿足各種熱水制取或采暖設(shè)備的蓄熱要求。
[0015] 2、查看原有的熱水設(shè)備類型和產(chǎn)量，第一種情況：如果是燃煤、燃?xì)?、燃油鍋爐， 不僅僅能耗大，而且產(chǎn)生碳排放，則按照節(jié)能環(huán)保的原則予以停止使用，更換節(jié)能型熱水設(shè) 備，例如太陽能熱水設(shè)備，空氣源熱泵，水源熱泵，雙源雙效熱泵，帶熱回收制冷機(jī)組，電輔 助熱水器，把以上一種或多種節(jié)能型熱水設(shè)備結(jié)合使用。如何選擇，需要因地制宜，考察熱 水設(shè)備所在地的環(huán)境情況，才能做出決定。第二種情況：如果原來就已經(jīng)使用了熱泵等節(jié)能 型的熱水設(shè)備，則予以保留，再因地制宜的增加節(jié)能型熱水設(shè)備，例如配合增加太陽能熱水 設(shè)備和/或水源熱泵和/或雙源雙效熱泵等聯(lián)合使用，同時(shí)就近增加小熱水罐滿足這些慢 速加熱設(shè)備的使用要求，以達(dá)到最高的節(jié)能率，最大限度的降低熱水能耗成本。
[0016] 3、增加了相應(yīng)的節(jié)能型熱水設(shè)備，需要增加相應(yīng)的開關(guān)和調(diào)節(jié)閥門，配合每臺熱 水設(shè)備的啟停和運(yùn)行，如果某臺熱水設(shè)備停止，則相應(yīng)的閥門關(guān)閉，避免水流旁路而浪費(fèi)能 源。
[0017] 4、增加傳感器設(shè)備，需要增加蓄熱水箱的水位傳感器、溫度傳感器，出水溫度、流 量和壓力，測量回水溫度和流量，實(shí)時(shí)監(jiān)測和記錄，可以計(jì)算出商業(yè)建筑每天的熱水使用 量，產(chǎn)生專家數(shù)據(jù)庫，自動歸納和整理，留作系統(tǒng)分析和控制使用。
[0018] 5、增加每臺熱水設(shè)備的電量采集設(shè)備，采集系統(tǒng)運(yùn)行電量，同時(shí)采集每天熱水設(shè) 備的運(yùn)行參數(shù)，熱水出水溫度、流量和回水溫度和流量，作為整體自動運(yùn)算的基礎(chǔ)。
[0019] 6、增加"集中整體群控系統(tǒng)"需要采集各種環(huán)境參數(shù)和客戶端的需求參數(shù)。利用以 上這些參數(shù)，通過"專家控制邏輯"和"自動尋優(yōu)控制邏輯"同時(shí)結(jié)合"外界環(huán)境參數(shù)"和商 業(yè)建筑（酒店或醫(yī)院等）的內(nèi)部需求，將所有熱水設(shè)備"集成整體群控"起來，自動監(jiān)測、自 動記錄、自動運(yùn)算、自動控制和調(diào)整每臺熱水設(shè)備的啟停和運(yùn)行，以及產(chǎn)生各種控制組合， 同時(shí)控制各個(gè)閥門，滿足各種熱水設(shè)備始終運(yùn)行在最高效率的和最佳節(jié)能的工作時(shí)段和工 作狀態(tài)下，同時(shí)控制整個(gè)熱水設(shè)備制取的熱水能夠滿足商業(yè)建筑（例如酒店和醫(yī)院等）全 年中的每一天的制取熱水或采暖的需要，又不至于浪費(fèi)，以達(dá)到各種熱水設(shè)備制取熱水時(shí) 的高效節(jié)能的目的。
[0020] 7、通過上述改造就可以完美的把上面一種、兩種乃至多種、甚至全部的節(jié)能型熱 水設(shè)備集成在一起制取熱水或采暖使用，分時(shí)段、分工況使用，可全時(shí)段取代燃油、燃?xì)?、?煤鍋爐，減少碳排放的同時(shí)產(chǎn)生非常高的節(jié)能效益。
【權(quán)利要求】
1. "蓄熱型集成熱水整體群控節(jié)能系統(tǒng)"，包括：大容量蓄熱型保溫?zé)崴洌?)，通過管 道（11)和小型過渡熱水罐（2)、熱水循環(huán)泵（3)等聯(lián)接起來，把太陽能熱水器（4)，空氣源 熱泵（5)，水源熱泵（6)，雙源雙效熱泵（7)，帶熱回收制冷機(jī)組（8)和電輔助熱水器（9)等 熱水設(shè)備制取的50?55攝氏度的熱水或采暖熱水輸入到大容量蓄熱型保溫?zé)崴洌?)里 儲存起來滿足商業(yè)建筑（酒店或醫(yī)院等）一整天的需求，并且由集成整體群控系統(tǒng)（10)把 全部的熱水設(shè)備協(xié)調(diào)和統(tǒng)一的自動控制起來（簡稱為"整體群控"），讓每種"節(jié)能型熱水設(shè) 備"都運(yùn)行在高效節(jié)能的運(yùn)行時(shí)段和工作狀態(tài)下。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的"蓄熱型集成熱水整體群控節(jié)能系統(tǒng)"，其特征在于，采用的 "大容量蓄熱型保溫?zé)崴?（1)的要求：可以把各種熱水設(shè)備在最高效率和最佳節(jié)能時(shí)段 和工況下制取的熱水全部儲蓄起來，同時(shí)要能夠滿足商業(yè)建筑（包括酒店和醫(yī)院等）最少 一天的、全年中最大的50?55攝氏度生活熱水的使用量，而且要保證其全年中最大一天的 熱水保溫溫度下降不得高于3?5攝氏度（簡稱之為"蓄熱水箱"）。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的"蓄熱型集成熱水整體群控節(jié)能系統(tǒng)"，其特征在于，采用的 集成整體群控系統(tǒng)（10)采用工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制器PLC/DDC自動控制系統(tǒng)，可以采集大容量蓄熱 型保溫?zé)崴洌?)和小型過渡熱水罐（2)的熱水溫度、水位、供回水流量和壓力參數(shù)，以及 太陽能熱水器（4)、空氣源熱泵（5)、水源熱泵（6)、雙源雙效熱泵（7)、帶熱回收制冷機(jī)組 ⑶和電輔助熱水器（9)等各種熱水設(shè)備的用電量，以及制取的熱水供回水溫度和流量參 數(shù)。"集成整體群控系統(tǒng)"利用這些參數(shù)，通過"專家控制邏輯"和"自動尋優(yōu)控制邏輯"結(jié) 合"外界環(huán)境參數(shù)"和商業(yè)建筑（酒店或醫(yī)院等）的內(nèi)部需求，自動監(jiān)測、自動計(jì)算、自動控 制和調(diào)整每個(gè)熱水設(shè)備的啟停和運(yùn)行，滿足各種熱水設(shè)備始終運(yùn)行在最高效率的和最佳節(jié) 能的工作時(shí)段和工作狀態(tài)下，同時(shí)控制整個(gè)熱水設(shè)備制取的熱水滿足商業(yè)建筑（例如酒店 和醫(yī)院等）全年中的每一天的需要，以達(dá)到各種熱水設(shè)備高效節(jié)能的目的。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的"蓄熱型集成熱水整體群控節(jié)能系統(tǒng)"，其特征在于，采用了 "大容量蓄熱型保溫?zé)崴?和"集成整體群控系統(tǒng)"后，因此可以完美的、協(xié)調(diào)一致的集成 一種、兩種乃至多種、甚至全部節(jié)能型熱水設(shè)備聯(lián)合一起制取熱水或采暖使用，完全取代燃 油、燃?xì)?、燃煤鍋爐，減少碳排放的同時(shí)可以達(dá)到非常高的節(jié)能效益。
【文檔編號】F24D19/10GK104101024SQ201310117971
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2013年4月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月2日
【發(fā)明者】俞樂, 肖衛(wèi)偉, 肖安 申請人:深圳市安鴻森節(jié)能科技有限公司