利用環(huán)境熱能集成的熱水供應(yīng)裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于利用賓館環(huán)境熱能制熱水及供應(yīng)熱水的技術(shù)領(lǐng)域，具有太陽能、空氣 能和地下室環(huán)境熱能的集成創(chuàng)新系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 足量的熱水、恒定的水溫是賓館服務(wù)的重要組成部分。
[0003] 賓館的熱水消耗量是隨入住率變化而變化的，水箱、太陽能、空氣源熱泵的合理配 置，有序利用，對于賓館投資和能耗有著密切的關(guān)系。
[0004] 1、太陽能與空氣能熱泵同時加熱水箱時，兩種熱能相互抵消，沒有疊加的功效；太 陽能配置過大，投資成本增加，夏季熱水多余，水溫上升，對設(shè)備及管道造成損傷。
[0005] 2、水箱配置過大，對建筑物的結(jié)構(gòu)要求就高，投資成本增加，同時，熱水用不完，能 耗自然會增加，造成浪費(fèi)；水箱配置過小，水溫?zé)o法恒定，或者熱水供應(yīng)不上。
[0006] 根據(jù)熱動力原理，水箱上端的水溫相對較高，如果把供水口設(shè)置較高，易導(dǎo)致水箱 水位降低時吸不到水，故大多數(shù)賓館是通過增加水箱容積和提高水溫實(shí)現(xiàn)供水。
[0007] 3、賓館采用不間斷熱水管網(wǎng)循環(huán)，不論用水量大或者小，供水口的出水溫度要求 基本恒定的。但是，供、回水之間的溫差較大，如果供、回水管設(shè)置在同一水箱內(nèi)，會產(chǎn)生較 大的熱損失?；厮髁枯^大時，供、回水之間的溫差較小，而熱損失增大，反之亦然。
[0008] 4、當(dāng)環(huán)境溫度低，雨雪天氣，太陽能、空氣源熱泵的效能下降，熱水供應(yīng)成為難題， 供、回水之間的溫差更大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單的利用環(huán)境熱能集成的熱水供應(yīng) 裝置。
[0010] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種利用環(huán)境熱能集成的熱水供應(yīng)裝置，包 括供應(yīng)熱水的制熱水裝置、熱水存儲以及給熱管網(wǎng)供應(yīng)恒溫?zé)崴姆侄沃鸺壖訜嵫b置；所 述分段逐級加熱裝置為依次相互連接的預(yù)熱水箱、加熱水箱、恒溫水箱；所述預(yù)熱水箱設(shè)置 有冷水進(jìn)口與補(bǔ)水管連通；所述恒溫水箱設(shè)置有熱水出口與熱管網(wǎng)連通；所述預(yù)熱水箱和 加熱水箱均與制熱水裝置相連接。
[0011] 作為本發(fā)明所述的利用環(huán)境熱能集成的熱水供應(yīng)裝置的改進(jìn)：所述制熱水裝置包 括與預(yù)熱水箱相連通的溫水裝置和與加熱水箱相連通的熱水裝置；所述預(yù)熱水箱的冷水進(jìn) 口以及溫水裝置均通過補(bǔ)水管進(jìn)行補(bǔ)水。
[0012] 作為本發(fā)明所述的利用環(huán)境熱能集成的熱水供應(yīng)裝置的進(jìn)一步改進(jìn)：所述溫水裝 置包括日間供熱的太陽能集熱器和夜間供熱的空氣源熱泵I ;所述熱水裝置為全日不間斷 供熱的空氣源熱泵II。
[0013] 作為本發(fā)明所述的利用環(huán)境熱能集成的熱水供應(yīng)裝置的進(jìn)一步改進(jìn)：所述預(yù)熱水 箱與加熱水箱之間通過平衡管I高出低進(jìn)滿溢連接；所述加熱水箱和恒溫水箱之間通過平 衡管II高出低進(jìn)滿溢連接。
[0014] 作為本發(fā)明所述的利用環(huán)境熱能集成的熱水供應(yīng)裝置的進(jìn)一步改進(jìn)：所述恒溫水 箱的出水裝置包括不銹鋼浮球，該不銹鋼浮球下端通過吊環(huán)設(shè)置有上端開口的PVC軟管， 所述PVC軟管的下端貫穿恒溫水箱側(cè)壁后連接熱管網(wǎng)。
[0015] 作為本發(fā)明所述的利用環(huán)境熱能集成的熱水供應(yīng)裝置的進(jìn)一步改進(jìn)：所述熱水輸 出端連接有熱管網(wǎng)；所述熱管網(wǎng)上設(shè)置有下回水管；所述下回水管通過空氣源熱泵III連接 加熱水箱。
[0016] 作為本發(fā)明所述的利用環(huán)境熱能集成的熱水供應(yīng)裝置的進(jìn)一步改進(jìn)：所述太陽能 集熱器的熱容積為設(shè)計熱水供應(yīng)量的30% ;所述預(yù)熱水箱與太陽能集熱器的容積相同，恒 溫水箱的容積與預(yù)熱水箱的容積相同；所述平衡管I和平衡管II的管徑為補(bǔ)水管管徑的 1.5 倍。
[0017] 作為本發(fā)明所述的利用環(huán)境熱能集成的熱水供應(yīng)裝置的進(jìn)一步改進(jìn)：所述恒溫水 箱內(nèi)設(shè)有水位控制器；所述補(bǔ)水管上設(shè)置有電磁閥；所述太陽能集熱器和空氣源熱泵I與 補(bǔ)水管之間分別設(shè)置太陽能循環(huán)水泵和加熱循環(huán)水泵I ;所述空氣源熱泵II的進(jìn)水端設(shè)置 有加熱循環(huán)水泵II ;所述空氣源熱泵III的進(jìn)水端設(shè)置有水流開關(guān)；所述PVC軟管和熱管網(wǎng) 之間設(shè)置有給水泵；所述水位控制器與電磁閥、給水泵、加熱循環(huán)水泵II、太陽能循環(huán)水泵 和加熱循環(huán)水泵I信號連接；所述預(yù)熱水箱內(nèi)的進(jìn)口 /出口以水溫從低到高的順序從下到 上排列；所述加熱水箱內(nèi)的進(jìn)口 /出口以水溫從低到高的順序從下到上排列；所述恒溫水 箱內(nèi)的進(jìn)口/出口以水溫從低到高的順序從下到上排列。
[0018] 利用環(huán)境熱能集成的熱水供應(yīng)方法，包括利用環(huán)境熱能集成的熱水供應(yīng)裝置；通 過如下的步驟完成熱水的恒溫供應(yīng)：一、水位檢測：通過水位控制器監(jiān)測恒溫水箱內(nèi)的水 位，當(dāng)水位低于設(shè)定的警戒水位時，開始供水，當(dāng)水位高于設(shè)定的警戒水位時，不進(jìn)行供水； 二、供水：2. 1、開啟電磁閥，關(guān)閉太陽能循環(huán)水泵和加熱循環(huán)水泵I，補(bǔ)水管供給預(yù)熱水箱 冷水；2. 2、檢測預(yù)熱水箱內(nèi)的水溫，水溫低于預(yù)定溫度I ;則進(jìn)行太陽能集熱器或者空氣 源熱泵I供水，如果水溫高于或者等于預(yù)定溫度I，則無需太陽能集熱器或者空氣源熱泵 I供水；2. 3、預(yù)熱水箱內(nèi)的水位上升，并通過平衡管I從其高位滿溢出，并從加熱水箱的低 位進(jìn)入；2. 4、檢測預(yù)熱水箱內(nèi)的水溫，水溫低于預(yù)定溫度II ;則進(jìn)行開啟加熱循環(huán)水泵II 和空氣源熱泵II聯(lián)動，其加熱的水從高位循環(huán)進(jìn)預(yù)熱水箱內(nèi)；2. 5、預(yù)熱水箱內(nèi)的水位上升， 并通過平衡管II從其高位滿溢出，并從恒溫水箱的低位進(jìn)入；2. 6、恒溫水箱內(nèi)的水位上升， 超過警戒水位后關(guān)閉電磁閥；三、回水：恒溫水箱內(nèi)的熱水通過不銹鋼浮球下端的PVC軟管 開口導(dǎo)出到熱管網(wǎng)，通過熱管網(wǎng)循環(huán)之后，經(jīng)下回水管后進(jìn)入空氣源熱泵III加溫到預(yù)定溫 度II，并循環(huán)回加熱水箱。
[0019] 作為本發(fā)明所述的利用環(huán)境熱能集成的熱水供應(yīng)方法的改進(jìn)：所述步驟2. 2中的 供水方法如下：首先檢測供水時間，根據(jù)供水時間判定檢測太陽能集熱器供水還是空氣源 熱泵I供水；在太陽能集熱器供水的情況下：判斷預(yù)熱水箱內(nèi)的水溫，水溫低于預(yù)定溫度 I，進(jìn)行太陽能集熱器供水；水溫高于或者等于預(yù)定溫度I，無需太陽能集熱器供水；在空 氣源熱泵I供水的情況下：判斷預(yù)熱水箱內(nèi)的水溫，水溫低于預(yù)定溫度I，進(jìn)行空氣源熱泵 I將冷水加熱到預(yù)定溫度I后輸入預(yù)熱水箱；水溫高于或者等于預(yù)定溫度I，無需空氣源 熱泵I供水。
[0020] 本發(fā)明多個水箱逐級加熱的方法與單一水箱整體加熱的方法相比：
[0021] 1、由于溫度差的原因，可減少水箱壁的散熱；
[0022] 2、小水箱加熱效率高，可提高溫升速度；
[0023] 3、分段逐級加熱法，可避免冷熱水混合；因而大大降低能耗。
[0024] 多個水箱的合計容積可以適當(dāng)小于單一水箱容積，空氣源熱泵5的制熱量配置相 應(yīng)減??；視建筑物的承重結(jié)構(gòu)，水箱可以集中，也可以分散，通過水位平衡管3連接，安裝方 便，并且可以模塊式靈活增減，大大降低初期投資成本。
【附圖說明】
[0025] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0026] 圖1是本發(fā)明的主要結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 實(shí)施例1、圖1給出了一種利用環(huán)境熱能集成的熱水供應(yīng)裝置，包括供應(yīng)熱水的制 熱設(shè)備、給熱管網(wǎng)8供應(yīng)恒溫?zé)崴姆侄沃鸺壖訜嵫b置。
[0028] 本發(fā)明的分段逐級加熱裝置為依次相互連接的預(yù)熱水箱2、加熱水箱23、恒溫水 箱21 ;此處的各水箱的水溫根據(jù)需求進(jìn)行設(shè)置，其中，加熱水箱23內(nèi)的水溫大于預(yù)熱水箱2 內(nèi)的水溫，恒溫水箱21內(nèi)的水溫大于等于加熱水箱23內(nèi)的水溫；在水箱設(shè)置上，加熱水箱 23可以是一個或多個，加熱水箱23越多，分段的水溫差距越小，恒溫水箱21的水溫越是恒 定（此處，首先，由預(yù)熱水箱2對初始水進(jìn)行預(yù)熱，其次，再將預(yù)熱后的水輸入到加熱水箱23 內(nèi)，最后，再由加熱水箱23將加熱后的水輸入到恒溫水箱21內(nèi)，在其過程中，如果分多個加 熱水箱依次進(jìn)行加熱，則可以對水溫進(jìn)行比較精確的控制，繼而在恒溫水箱21內(nèi)形成較為 恒定的溫度）；由于預(yù)熱水箱2到加熱水箱23內(nèi)的水溫依次以階梯式分布（由預(yù)熱水箱2 進(jìn)行第一次水加熱，并輸入到下一段加熱水箱23)，這種方式的設(shè)置使每段加熱水箱23在 對其內(nèi)的水進(jìn)行加溫的時候，并不會直接受到冷水的沖擊，而造成加熱能源損耗過大的現(xiàn) 象，可以保持其每層次加熱水箱內(nèi)的水溫