[发明专利]分户储水式的住宅楼宇中央热水系统

说明书

技术领域

本发明属于可再生能源利用与节能技术领域，尤其是涉及一种包括利用可再生能源和常规能源为加热能源的分户储水式的住宅楼宇中央热水系统。

背景技术

迄今现有住宅楼宇中央热水系统配用的加热能源包括利用可再生能源和常规能源，其中，最为常见的可再生能源利用的中央热水系统属太阳能中央热水系统或热泵中央热水系统。现有住宅楼宇的分户供水式中央热水系统的设计结构可分为闭式承压供水系统和开式加压供水系统，闭式承压供水系统由于系统消耗大量的管道保温热损，一般已不常使用，开式加压供水系统典型的系统结构可参见图1所示，主要可按其加热或储热水箱与恒温供水箱的设置分为顶层、底层、或其加热或储热水箱设置在底层恒温供水水箱设置在顶层这三种方案，系统的用户端私网通过户用热水计量表以外的公网供水管路，直接向各用户热水计量表后的用户私网终端管路或终端热水使用装置供应热水，系统的热水供应量是按每户用户的平均用量累加而计算设计。如【太阳能】杂志2005年第一期中刊登了“热管真空管太阳能中央热水系统”及“单箱双能八工位太阳热水工程方案”两篇文章中都介绍了最新的采用上述加热或储热水箱与恒温供水箱两个水箱(参见图1)或两者合并为一后设置在底层的、并采用开式加压供应太阳能热水的技术方案，该技术方案能使得系统保持供水温度维持在一个相对恒定的范围，通过加热或储热水箱储存晴好天气全天80％以上的热能，通过一个水箱或两个水箱的配合加增压供水泵来满足热水系统向分户用户的供水。

除此之外，在上述结构的开式加压供水系统中，还有一种改进的技术方案是将恒温供水箱设置在顶层，通过水位监测与供水泵经加热或储热水箱向恒温供水箱供应热水，使之对顶层以下各层用户的终端管路和终端热水使用装置产生落差供水压力，以明显降低供水泵由于频繁启动增加的运行能耗与吨水产出成本。由于该技术领域的绝大多数系统设计人员对于住宅楼宇中央热水系统的结构设计存在着一种偏见，认为系统的设置成本即价格因素是决定消费市场能否购买系统的主要原因，因此，长期以来对系统技术改进的考虑都集中在降低系统公网部分的性价比和设置价格方面，忽视了对系统私网部分所要求的降低系统吨水产出成本、保障供水分配及管道能耗合理摊派性能方面的技术研究，因此，无论是上述结构的闭式压力供水系统或开式加压供水系统中，都不可避免地存在着以下问题：

(1)无法合理储能导致的过于频繁即时辅助加热使得系统常规辅助能源能耗与运行成本过高，对比现有的采用半价峰谷电辅助加热的中央太阳热水系统，吨水产出成本较低的也在4元-5元，若采用现有非峰谷电的其他常规辅 助能源加热时，因即时加热比例增高导致的吨水产出成本会大幅增加，使得消费者难以接受，同时使得现有系统的应用推广阻力变大。

(2)大部分已建居民楼宇住宅中增设诸如太阳能中央热水系统或热泵中央热水系统改造时，由于现有楼宇的底层实际可利用面积不足以安置尺寸庞大的加热或储热水箱和恒温供水箱，因此，系统的加热或储热水箱和恒温供水箱只能设置在顶层屋面，这样一则会与太阳能中央热水系统的集能器矩阵争面积，二则系统水箱过重往往导致原有屋顶负荷超重而造成开裂等损坏。

(3)采用廉价的峰谷电进行辅助加热配套时，因公网设计的经济供水量是有限的，由于采用现有技术的系统对经济供水量的合理分配技术功能考虑欠缺，分户用户虽可设置热水计量表，但对于热水使用量并没有进行选择的自由，如：分户用户无法合理分配到保障数量的热水供应，先用者多用时就会导致后用者的供水不足，而超出经济供水量设计的即时辅助加热热水供应部分的高价能耗就难以进行合理的摊派了，这也是导致当前的中央热水系统方案难以得到普及推广应用的重要原因。

(4)单纯将水箱容积放大进行储能时将导致水箱占地面积剧增，即使对于新建房，设计时也会产生诸如底层与其余楼层的结构不一致，导致建造成本大幅增加与出房率降低等一系列问题，同样会使得上述中央热水系统方案推广应用的难度大大增加。

(5)现有系统将恒温供水箱设置在顶层利用落差压力时还产生的另一个问题是，在取得系统承压供应热水效果的同时，公网中的热水失热后成为冷温水而难以回收，使得用户取用热水时甚为不便，往往还由此造成了水资源的浪费。

发明内容