一種微功耗遠程保溫輸送熱水系統的製作方法

2023-07-19 11:36:51

專利名稱：一種微功耗遠程保溫輸送熱水系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及到一種通過普通水管或普通保溫水管實現遠程輸送熱水，在輸送熱水的過程中實現微功耗的零排放，而又最大限度減少在輸送熱水過程中的熱量損耗的系統。
背景技術：
隨著人們生活水平的提高和環保意識的加強，越來越多的家庭開始選用太陽能熱水器或空氣能熱水器，這些熱水器都有兩大部分，那就是一個是集熱裝置，一個是存儲式保溫水箱。在家庭的應用中，由於受到技術或成本的限制，在安裝此類熱水器的時候，往往要求集熱器和存儲水箱安裝在一個非常小的距離範圍內，甚至集熱器和存儲水箱的安裝的高低相對位置都是不可改變。這就存在一個非常大的問題，因為人們的用熱水點，往往遠離集熱器和存儲水箱的位置，比如集熱器和水箱安裝在房屋的南面，而用熱水點往往在房屋的 北面。這樣的安裝位置給人們使用熱水帶來非常大的不方便和浪費水。從熱水供應點到熱水使用點往往需要穿過整個房屋，由於水管的保溫效果不理想，中途如果停頓用水，過幾分中管道中就變成冷水。人們為此也有幾種解決辦法，比如採用加水泵進行管道水循環，則即浪費電又浪費熱水還要增加成本和投入；還有就是增加管道保溫的設施的投入，這種方法對於管道比較短的情況下有一點效果，但是對於管道相對長一點效果不明顯；還有就是增加一些電器加熱設備來彌補。凡此種種都沒有達到人們心中的理想狀態。有沒有更好的辦法來解決這些問題，不用外力不用其它能量，實現把加熱裝置或集熱裝置生產出來的熱水非常高效及時微功耗輸送到熱水應用點保溫存儲起來，這就需要一個遠程輸送熱水而又幾乎不散失熱量的技術。
發明內容本實用新型就是要解決實現遠程輸送熱水，整個過程中微耗電堅持零排放，採用普通水管或普通的保溫水管，最大限度不散失熱量或輸送過程中散失的熱量幾乎不影響使用。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是整個系統包括產熱送水裝置、迷你變壓傳送箱、存儲式保溫水箱、壓控控制器以及連接各部位之間的水管；整個系統是通過水管連接的一個串聯架構，即自來水通過水管連接到產熱送水裝置冷水入口，產熱送水裝置熱水出口通過水管連接到迷你變壓水箱進水口，變壓水箱出水口與壓控控制器的進水口連在一起，壓控控制器的出水口通過長距離水管與存儲水箱入水口連接在一起；系統的核心部件是迷你變壓傳送箱和壓控控制器，迷你變壓傳送箱的連接位置一定是在產熱送水裝置和存儲式保溫水箱之間；壓控控制器可以採用相應功能的機械閥來完成，也可以採用相應的傳感器和電磁閥加上一個電子總控器來完成。其中，所述的產熱送水裝置是一種能承壓的裝置，即可以承受自來水壓力，該裝置包含兩大部分，其一是能夠把一定量進入到該裝置的自來水加熱到預定溫度的部分，其二是把已經加熱到預定溫度的熱水間隔送出此裝置的部分；該裝置至少具有冷水進口和熱水出口，冷水進口上連自來水，熱水出口通過水管連接到迷你變壓傳送箱的入水口。該產熱送水裝置在太陽能熱水器中可以是集熱器和溫控送水器的組合體，也可以是其它熱水器系統中的相應裝置。該裝置的功能是把從冷水進口進入的冷水通過該裝置變成確定溫度的熱水，然後通過熱水出水口送入到迷你變壓傳送箱中。其中，所述的迷你變壓傳送箱是一種低承壓帶氣體腔的小容積保溫水箱，水箱有外殼、保溫層、內膽三層，具有入水口、出水口、透氣口和一個備用的充氣口，透氣口連接一個安全閥，充氣口可以外接充氣設備；迷你變壓傳送箱的入水口通過水管連接到產熱送水裝置的熱水出口，迷你變壓傳送箱的出水口下連壓控控制器的入水口 ；迷你變壓傳送箱的壓力在工作中隨著不同的工作狀態在一個範圍內改變。迷你變壓傳送箱的安裝位置在室內，一般在靠近產熱送水裝置的位置，但即可以安裝的比產熱送水裝置高，也可以安裝的比產熱送水裝置低。其中，所述的存儲式保溫水箱是一種非承壓大容積保溫水箱，水箱有外殼、保溫層、內膽三層，具有熱水入口、熱水出口、透氣口和輔助接口 ；也可以是一種帶氣體腔的非承壓大容積保溫水箱，增加一個備用充氣口 ；存儲式保溫水箱的熱水入口通過長距離水管上連壓控控制器的出水口，存儲式保溫水箱的熱水出口通過加壓裝置進入熱水管道。存儲式 保溫水箱的安裝位置儘量靠近熱水的應用點，一般在房屋的洗手間或廚房。其中，所述的壓控控制器採用機械結構可以採用壓控控制閥，採用電子結構可以採用壓力傳感器和電磁閥組合使用，壓力傳感器放置在迷你變壓傳送箱的體內；具有入水口和出水口，入水口與迷你變壓傳送箱的出水口連接在一起，出水口連接長距離水管；壓力控制器的功能是探測迷你變壓傳送箱的壓力，當迷你變壓傳送箱的內部壓力達到壓力控制器預定的開啟壓力，壓力控制器就打開入水口與出水口連通；當迷你變壓傳送箱的內部壓力降低到壓力控制器預定的關閉壓力，壓力控制器就關閉入水口和出水口，入水口和出水口就不通。壓力控制器採用電子結構還需要配置一個電子總控器，所述的電子總控器包含多個傳感器的信號輸入接口和多個控制電磁閥的信號輸出接口，還包含設置參數的按鍵和顯示裝置。就是把各種傳感器的信號傳送給電子總控器，通過電子總控器的處理，然後發送相應的信號給電磁閥進行關閉或打開動作，電子總控器上還有一些按鍵和顯示，這種控制方式或結構是一個公知的，本實用新型在以下描述中主要講解是採用機械結構，電子控制方式不詳細描述。但並不意味本實用新型不包含電子控制方式。本實用新型工作原理，為了更好描述原理，先作幾個定義系統三個部位的承壓關係，假設產熱送水裝置的壓力為P2，迷你變壓傳送箱的最大工作壓力為P1，存儲式保溫水箱的壓力為Ptl，迷你變壓傳送箱的工作時動態壓力為Px ;迷你變壓傳送箱的氣腔最小體積是Vq,液體的最大體積是\，長距離水管內徑體積V。。根據以上定義，則可以確定;PX的範圍在？1與匕之間，壓控控制器的開啟壓力為P1，關閉壓力為Ptl ;而且迷你變壓傳送箱的氣體腔變成Vq時對應的迷你變壓傳送箱的壓力就是P1 ;而當氣體腔的體積變大到Vq + Vy + Vc時的Px仍應該大於P。。系統開始工作時，存儲式保溫水箱中無水，壓力為Ptl,迷你變壓傳送箱也沒有水，整個水箱全是氣體腔，壓力也是Ptl，由於迷你變壓傳送箱的壓力為Ptl，因此壓控控制器關閉，迷你變壓傳送箱與長距離水管是不通的，即迷你變壓傳送箱的出水口封閉。隨著產熱送水裝置不斷地加熱在該裝置中的水，當水的溫度達到預定溫度，產熱送水裝置就把已經加熱的水送入到迷你變壓傳送箱中，進入的熱水使迷你變壓傳送箱的氣體腔變小，壓力變大；冷水被加熱到預定溫度一次，產熱送水裝置就送一次到迷你變壓傳送箱。不斷地重複這個過程，熱水不斷地流入到迷你變壓傳送箱，氣體腔不斷縮小，壓力不斷加大，當氣體腔變成Vq時，迷你變壓傳送箱的壓力就達到P1,由於P1的壓力達到壓控控制器的開啟壓力，壓控控制器打開，壓力控制器的入水口與出水口連通，迷你變壓傳送箱中的水在氣壓的作用下進入長距離水管中，水流向存儲式保溫水箱，由於氣體腔變成Vq + Vy + Vc時的Px還大於Ptl,因此可以把迷你變壓傳送箱中的水全部傳送到存儲式保溫水中，而長距離水管中沒有水滯留，當本次迷你變壓傳送箱中的水全部送入存儲式保溫水箱後，長距離水管與存儲式保溫水箱的Ptl大氣連通，此時迷你變壓傳送箱的壓力也變成Ptl,壓控控制器重新關閉。這就是一個長距離輸送熱水的完整過程。一直這樣往復直到存儲式水箱的熱水滿或產熱送水裝置不再產生熱水為止，從而也停止遠程保溫輸送熱水。迷你變壓傳送箱的送熱水，根據產熱送水裝置每次送入的熱水量來決定輸送熱水的方式，如果產熱送水裝置 送入的熱水量大就可以送入一次傳送一次，如果送入的熱水量少就可以多次送一次傳。這個完全有迷你變壓傳送箱和壓控控制器配合自動實現，完全不需要人為幹預。從以上的工作過程中可以看出，完成整個遠程保溫送水過程沒有其它的動力源參與，壓控控制器採用機械閥時，整個系統的功能實現完全是微功耗，零排放。在非常短的時間內就把熱水送到遠端的存儲式保溫水箱，由於整個過程熱水只是快速通過水管，而沒有滯留在水管，所以熱量損耗非常小，同時由於每輸送完一次熱水，長距離水管中也沒有熱水滯留，更不浪費熱水。整個系統完全實現了智能化，有熱水就輸送，沒熱水就不輸送。而且由於熱水在長距離水管中是快速流過，對水管的保溫要求就比較低。本實用新型的有益效果是，整個系統有產熱送水裝置、迷你變壓傳送箱、存儲式保溫水箱三大部件和一個壓控控制器組成，系統串行連接架構簡單，全機械結構，成本低穩定性高，使用壽命長，採用普通水管或普通保溫水管，無外動力即微功耗實現遠程保溫輸送熱水，整個系統耗電非常小也不費水；實現太陽能熱水器或空氣能熱水器的存儲式保溫水箱儘可能地放置到用戶的用水點，實現即開就來熱水。本實用新型還可以應用到類似的輸送水系統中。具有非常大的推廣應用前景。
以下結合附圖
對本實用新型作進一步的說明。圖I是本實用新型的系統結構連接示意圖。圖中101.產熱送水裝置，102.迷你變壓傳送箱，103.存儲式保溫水箱，106.壓控控制器，107.長距離水管，108.安全閥，201.存儲水箱入水口，202存儲.水箱出水口，203.水箱透氣口，204.變壓水箱進水口，205.變壓水箱出水口，206.變壓水箱充氣口，207.變壓水箱透氣口，208.產熱送水裝置冷水入口，209.產熱送水裝置熱水出口，210.水箱輔助接口，220.水箱外殼，221.保溫層，222.水箱內膽。
具體實施方式
圖中根據水路的流動方向系統的連接順序，見圖中的箭頭示意，自來水通過水管連接到產熱送水裝置(101)的產熱送水裝置冷水入口(208)，產熱送水裝置熱水出口(209)通過水管連接到迷你變壓傳送箱(102)的變壓水箱進水口(204)，變壓水箱出水口(205)與壓控控制器(106 )的進水口連在一起，壓控控制器(106 )的出水口通過長距離水管(107 )與存儲水箱入水口(201)連接在一起。整個系統完全是一個串聯的架構。無論是存儲式保溫水箱(103 )還是迷你變壓 傳送箱(102 )都包含水箱外殼(220 )、保溫層(221)和水箱內膽(222)三層。存儲式保溫水箱(103)至少具有存儲水箱入水口(201)、存儲水箱出水口(202)和水箱透氣口(203)，在實際使用中還需要一些輔助接口(210)，如電輔助加熱口、帶氣體腔時還需要一個備用充氣口，在此不一一舉例，在行業中是一個公知的。迷你變壓傳送箱(102)除了變壓水箱進水口(204)和變壓水箱出水口(205)以外，還應該具有變壓水箱透氣口(207)和備用的變壓水箱充氣口(206)，變壓水箱透氣口(207)上安裝一個與變壓水箱承壓能力相配套的安全閥(108)。變壓水箱充氣口(206)可以連接充氣設備給相應的體內充氣加壓，提供傳送所需的初始壓力，可以間接實現加大存儲式保溫水箱(103)的出水壓力，也可以實現產熱送水裝置(101)的排空防凍功能。依據圖中所示來描述本實用新型的工作原理，系統開始工作時，存儲式保溫水箱(103)和迷你變壓傳送箱(102)中都沒有水，長距離水管(107)中也沒有水，壓控控制器(106)關閉。自來水通過水管流入到產熱送水裝置(101)中，由於水的溫度沒有達到預定溫度，自來水被產熱送水裝置(101)截留進行加熱，而不會送入到迷你變壓傳送箱(102)中。在產熱送水裝置(101)中的水，通過該裝置不斷地增加水的溫度，但水的溫度達到預定的溫度，該裝置就把已經加熱的水送到迷你變壓傳送箱(102)中，每次送入到迷你變壓傳送箱(102)中熱水的最大體積不能超過迷你變壓傳送箱(102)允許裝載的最大體積VY，如果產熱送水裝置(101) —次產生的熱水量多大於VY，則產熱送水裝置(101)應該分多次間隔送水。如此不斷往復，熱水就不斷地流入到迷你變壓傳送箱(102)中。熱水的流入使得迷你變壓傳送箱(102)氣體腔不斷縮小，壓力不斷加大，當壓力加大到壓控控制器(106)的開啟壓力，壓力控制器(106)的閥門打開，迷你變壓傳送箱(102)中的熱水就被氣壓壓入進入長距離水管(107)中，並流向存儲式保溫水箱(103)中，隨著熱水的全部流入到存儲式保溫水箱(103)中，迷你變壓傳送箱(102)的壓力不斷下降到等於存儲式保溫水箱(103)同等壓力時，壓力控制器(106)的關閉，本次遠程長距離保溫輸送熱水結束，這就是一個完整的長距離保溫輸送熱水的過程。這個過程可以一直循環往復直到存儲式保溫水箱(103)中存滿熱水為止或產熱送水裝置(101)不再生產熱水為止。在整個輸送熱水的過程中，沒有任何其它能量參與熱水的輸送，完全依賴於自來水本身的能量和迷你變壓傳送箱氣體腔的壓力變化實現，微功耗零排放，而且如果需要輸送的距離不是特別長的情況下，對輸送水管的保溫要求也比較低，因為熱水只是在輸送的時候快速流過自始至終沒有熱水滯留在輸送水管中。完全實現了水加熱裝置和存儲式保溫水箱(103)的長距離分開安裝，本實用新型如果應用在分體太陽能熱水器上，就完全實現集熱器安裝在南面的陽臺外面，而把存儲式保溫水箱(103)安裝在房屋北面的洗手間或廚房。綜上所述，一種微功耗遠程保溫輸送熱水系統，該系統在普通熱水器兩大核心部件水加熱裝置和存儲式保溫水箱的基礎上，增加一個迷你變壓傳送箱和一個控制裝置，來實現遠程保溫輸送熱水，使得水加熱裝置和存儲式保溫水箱的相對安裝位置不再被固定在3米以內，甚至I. 5米以內，兩者的水平距離可以達到目前安裝距離要求的數十倍。輕鬆實現水加熱裝置在房屋的南面，存儲式保溫水箱在房屋的北面；而且最主要的是採用普通輸 送水管或普通簡易保溫水管實現整個過程微功耗零排放微損熱，微耗電不浪費熱水也不浪費冷水。整個系統串行連接，架構簡單，安全可靠，具有非常大的社會效益和經濟效益。以上闡述了本實用新型的基本原理和主要特徵，本實用新型不受實施條例的限制，在不脫離本實用新型的基本原理和主要特徵的前提下所作出的改進和變化，都應落入本實用新型的保護範圍內。
權利要求1.一種微功耗遠程保溫輸送熱水系統，其特徵是整個系統包括產熱送水裝置、迷你變壓傳送箱、存儲式保溫水箱、壓控控制器以及連接各部位之間的水管；整個系統是通過水管連接的一個串聯架構，即自來水通過水管連接到產熱送水裝置冷水入口，產熱送水裝置熱水出口通過水管連接到迷你變壓水箱進水口，變壓水箱出水口與壓控控制器的進水口連在一起，壓控控制器的出水口通過長距離水管與存儲水箱入水口連接在一起；系統的核心部件是迷你變壓傳送箱和壓控控制器，迷你變壓傳送箱的連接位置一定是在產熱送水裝置和存儲式保溫水箱之間；壓控控制器可以採用相應功能的機械閥來完成，也可以採用相應的傳感器和電磁閥加上一個電子總控器來完成。
2.根據權利要求I所述的一種微功耗遠程保溫輸送熱水系統，其特徵是所述的產熱送水裝置是一種能承壓的裝置，即可以承受自來水壓力，該裝置包含兩大部分，其一是能夠把一定量進入到該裝置的自來水加熱到預定溫度的部分，其二是把已經加熱到預定溫度的熱水間隔送出此裝置的部分；該裝置至少具有冷水進口和熱水出口，冷水進口上連自來水，熱水出口通過水管連接到迷你變壓傳送箱的入水口。
3.根據權利要求I所述的一種微功耗遠程保溫輸送熱水系統，其特徵是所述的迷你變壓傳送箱是一種低承壓帶氣體腔的小容積保溫水箱，水箱有外殼、保溫層、內膽三層，具有入水口、出水口、透氣口和一個備用的充氣口，透氣口連接一個安全閥，充氣口可以外接充氣設備；迷你變壓傳送箱的入水口通過水管連接到產熱送水裝置的熱水出口，迷你變壓傳送箱的出水口下連壓控控制器的入水口 ；迷你變壓傳送箱的壓力在工作中隨著不同的工作狀態在一個範圍內改變。
4.根據權利要求I所述的一種微功耗遠程保溫輸送熱水系統，其特徵是所述的存儲式保溫水箱是一種非承壓大容積保溫水箱，水箱有外殼、保溫層、內膽三層，具有熱水入口、熱水出口、透氣口和輔助接口 ；也可以是一種帶氣體腔的非承壓大容積保溫水箱，增加一個備用充氣口 ；存儲式保溫水箱的熱水入口通過長距離水管上連壓控控制器的出水口，存儲式保溫水箱的熱水出口通過加壓裝置進入熱水管道。
5.根據權利要求I所述的一種微功耗遠程保溫輸送熱水系統，其特徵是所述的壓控控制器採用機械結構可以採用壓控控制閥，採用電子結構可以採用壓力傳感器和電磁閥組合使用，壓力傳感器放置在迷你變壓傳送箱的體內；具有入水口和出水口，入水口與迷你變壓傳送箱的出水口連接在一起，出水口連接長距離水管；壓力控制器的功能是探測迷你變壓傳送箱的壓力，當迷你變壓傳送箱的內部壓力達到壓力控制器預定的開啟壓力，壓力控制器就打開入水口與出水口連通；當迷你變壓傳送箱的內部壓力降低到壓力控制器預定的關閉壓力，壓力控制器就關閉入水口和出水口，入水口和出水口就不通。
6.根據權利要求I所述的一種微功耗遠程保溫輸送熱水系統，其特徵是所述的電子總控器包含多個傳感器的信號輸入接口和多個控制電磁閥的信號輸出接口，還包含設置參數的按鍵和顯示裝置。
專利摘要一種微功耗遠程保溫輸送熱水系統，該系統在普通熱水器兩大核心部件水加熱裝置和存儲式保溫水箱的基礎上，增加一個迷你變壓傳送箱和一個控制裝置，來實現遠程保溫輸送熱水，使得水加熱裝置和存儲式保溫水箱的相對安裝位置不再被固定在3米以內，甚至1.5米以內，兩者的水平距離可以達到目前安裝距離要求的數十倍。輕鬆實現水加熱裝置在房屋的南面，存儲式保溫水箱在房屋北面的洗手間或廚房；而且最主要的是採用普通輸送水管或普通簡易保溫水管實現整個過程微功耗零排放微損熱，微耗電不浪費熱水也不浪費冷水。整個系統串行連接，架構簡單，安全可靠，具有非常大的社會效益和經濟效益。
文檔編號F24D17/00GK202511372SQ20122010770
公開日2012年10月31日 申請日期2012年3月21日 優先權日2012年3月21日
發明者徐何燎 申請人:徐何燎