專利名稱：一種零功耗遠程保溫輸送熱水系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明公開ー種通過普通水管或普通保溫水管實現(xiàn)遠程輸送熱水，在輸送熱水的過程中實現(xiàn)零功耗或微功耗的零排放，而又最大限度減少在輸送熱水過程中的熱量損耗的系統(tǒng)。
背景技術：
隨著人們生活水平的提高和環(huán)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，那就是ー個是集熱裝置，一個是存儲式保溫水箱。在家庭的應用中，由于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ー個非常小的距離范圍內，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。這就存在ー個非常大的問題，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，由于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?yōu)榇艘灿袔追N解決辦法，比如采用加水泵進行管道水循環(huán)，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，這種方法對于管道比較短的情況下有一點效果，但是管道相對長一點效果不明顯；還有就是增加ー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(tài)。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(xiàn)把加熱裝置或集熱裝置產生出來的熱水非常高效及時輸送到熱水應用點保溫存儲起來，這就需要ー個遠程輸送熱水不耗電而又幾乎不散失熱量的技木。

發(fā)明內容
本發(fā)明就是要解決實現(xiàn)遠程輸送熱水，整個過程中不耗電或微耗電堅持零排放，采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。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是整個系統(tǒng)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組成；整個系統(tǒng)是通過水管連接的ー個串聯(lián)結構，系統(tǒng)的核心部件是迷你變壓傳送箱和壓控控制器，迷你變壓傳送箱的位置一定是在產熱送水裝置和存儲式保溫水箱之間；另外系統(tǒng)還有一個控制部件即壓控控制器，這個控制器可以采用相應功能的機械閥來完成，也可以采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，產熱送水裝置是ー種能承壓的裝置，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進行加熱到預定溫度，其ニ是把已經加到預定溫度的熱水間隔送出此裝置；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ロ。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(tǒng)中的相應裝置。該裝置的功能是把從冷水進ロ進入的冷水通過該裝置變成確定溫度的熱水，然后通過熱水出水ロ送入到迷你變壓傳送箱中。
其中，迷你變壓傳送箱是ー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，具有入水ロ、出水ロ、透氣ロ和一個備用的充氣ロ，透氣ロ連接ー個安全閥，充氣ロ可以外接充氣設備；迷你變壓傳送箱的入水ロ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ロ下連壓控控制器的入水ロ ；迷你變壓傳送箱的壓カ在工作中隨著不同的工作狀態(tài)在ー個范圍內改變。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，存儲式保溫水箱是ー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、透氣口和其它輔助接ロ ；也可以是一種帶氣體腔的非承壓大容積保溫水箱，増加一個備用充氣ロ ；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ロ，存儲式保溫水箱的熱水出ロ通過相應裝置進入熱水管道。存儲式保溫水箱的安裝位置盡量靠近熱水的應用點，一般在房屋的洗手間或廚房。其中，壓控控制器采用機械結構可以采用雙壓控控制閥，采用電子結構可以采用壓カ傳感器和電磁閥組合使用，壓カ傳感器放置在迷你變壓傳送箱的體內；具有入水口和出水ロ，入水ロ與迷你變壓傳送箱的出水ロ連接在一起，出水ロ連接長距離水管；壓カ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カ達到壓カ控制器預定的開啟壓力，壓カ控制器就打開入水ロ與出水ロ連通；當迷你變壓傳送箱的內部壓カ降低到壓カ控制器預定的關閉壓力，壓カ控制器就關閉入水口和出水ロ，入水口和出水ロ就不通。壓カ控制器如果采用電子結構還需要配置一個總控器，就是把各種傳感器的信號傳送給總控器，通過總控器的處理，然后發(fā)送相應的信號給電磁閥進行關閉或打開動作，總控器上還有ー些按鍵和顯示，這種控制方式或結構是ー個公知的，本發(fā)明在以下描述中主要講解是采用機械結構，電子控制方式不詳細描述。但并不意味本發(fā)明不包含電子控制方式。本發(fā)明工作原理，為了更好描述原理，先作幾個定義系統(tǒng)三個部位的承壓關系，假設產熱送水裝置的壓カ為P2，迷你變壓傳送箱的最大工作壓カ為P1，存儲式保溫水箱的壓カ為Po，迷你變壓傳送箱的工作時動態(tài)壓カ為Px;迷你變壓傳送箱的氣腔最小體積是\，液體的體積是\，長距離水管內徑體積V。。根據(jù)以上定義，則可以確定め化汗。；PX的范圍在P1與P。之間，壓控控制器的開啟壓カ為P1，關閉壓カ為P。；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カ就是P1 ;而當氣體腔的體積變大到Vq + Vy + Vc時的Px仍應該大于Po。系統(tǒng)開始工作吋，存儲式保溫水箱中無水，壓カ為Ptl,迷你變壓傳送箱也沒有水，整個水箱全是氣體腔，壓カ也是P。，由于迷你變壓傳送箱的壓カ為P。，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ロ封閉。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，壓カ變大；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。不斷地重復這個過程，熱水不斷地流入到迷你變壓傳送箱，氣體腔不斷縮小，壓カ不斷加大，當氣體腔變成Vq時，迷你變壓傳送箱的壓カ就達到P1,由的壓カ達到壓控控制器的開啟壓力，壓控控制器打開，壓カ控制器的入水ロ與出水ロ連通，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，由于氣體腔變成Vq + Vy + Vc時的Px還大于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后，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カ也變成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(jù)產熱送水裝置毎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(xiàn)，完全不需要人為干預。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カ源參與，壓控控制器采用機械閥時，整個系統(tǒng)的功能實現(xiàn)完全是零功耗，零耗電。在非常短的時間內就把熱水送到遠端的存儲式保溫水箱，由于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，同時由于每輸送完一次熱水，長距離水管中也沒有熱水滯留，更不浪費熱水。整個系統(tǒng)完全實現(xiàn)了智能化，有熱水就輸送，沒熱水就不輸送。而且由于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。本發(fā)明的有益效果是，整個系統(tǒng)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ー個壓控控制器組成，系統(tǒng)串行連接架構簡單，全機械結構，成本低穩(wěn)定性高，使用壽命長，采用普通水管或普通保溫水管，無外動カ即零功耗實現(xiàn)遠程保溫輸送熱水，整個系統(tǒng)即不耗電也不費水；實現(xiàn)太陽能熱水器或空氣能熱水器的存儲式保溫水箱盡可能地放置到用戶的用水點，實現(xiàn)即開就來熱水。本發(fā)明還可以應用到類似的輸送水系統(tǒng)中。具有非常大的推廣應用前景。


下面結合附圖對本發(fā)明作進ー步的說明。圖I是本發(fā)明的系統(tǒng)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.存儲水箱入水ロ，202存儲.水箱出水ロ，203.水箱透氣ロ，204.變壓水箱進水口，205.變壓水箱出水ロ，206.變壓水箱充氣ロ，207.變壓水箱透氣ロ，208.產熱送水裝置冷水入口，209.產熱送水裝置熱水出口，210.水箱輔助接ロ，220.水箱外殼，221.保溫層，222.水箱內膽。
具體實施例方式圖中根據(jù)水路的流動方向系統(tǒng)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ロ(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)，變壓水箱出水ロ(205)與壓控控制器(106)的進水ロ連在一起，壓控控制器(106)的出水ロ通過長距離水管(107)與存儲水箱入水ロ(201)連接在一起。整個系統(tǒng)完全是ー個串聯(lián)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ロ(201)、存儲水箱出水ロ(202)和水箱透氣ロ(203)，在實際使用中還需要一些輔助接ロ(210)，如電輔助加熱ロ、帶氣體腔時還需要ー個備用充氣ロ，在此不一一舉例，在行業(yè)中是ー個公知的。迷你變壓傳送箱(102)除了變壓水箱進水口(204)和變壓水箱出水ロ(205)以外，還應該具有變壓水箱透氣ロ(207)和備用的變壓水箱充氣ロ(206)，變壓水箱透氣ロ(207)上安裝ー個與變壓水箱承壓能力相配套的安全閥(108)。變壓水箱充氣ロ(206)可以連接充氣設備給相應的體內充氣加壓，可以間接實現(xiàn)加大存儲式保溫水箱(103)的出水壓力，也可以實現(xiàn)產熱送水裝置(101)的排空防凍功能。依據(jù)圖中所示來描述本發(fā)明的工作原理，系統(tǒng)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，由于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，而不會把沒有加熱的水直接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，毎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于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，壓カ不斷加大，當壓カ加大到壓控控制器(106)的開啟壓力，壓カ控制器(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，并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)的壓カ不斷下降到等于存儲式保溫水箱(103)同等壓カ時，壓カ控制器(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(huán)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，完全依賴于自來水本身的能量和迷你變壓傳送箱氣體腔的壓カ變化實現(xiàn)，零功耗零排放，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(xiàn)了水加熱裝置和存儲式保溫水箱(103)的長距離分開安裝，本發(fā)明如果應用在分體太陽能熱水器上，就完全實現(xiàn)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，一種零功耗遠程保溫輸送熱水系統(tǒng)，該系統(tǒng)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，増加一個迷你變壓傳送箱和一個控制裝置，來實現(xiàn)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(shù)十倍。輕松實、現(xiàn)水加熱裝置在房屋的南面，存儲式保溫水箱在房屋的北面；而且最主要的是采用普通輸送水管或普通簡易保溫水管實現(xiàn)整個過程零功耗零排放微損熱，不耗電不浪費熱水也不浪
費冷水。整個系統(tǒng)串行連接，架構簡単，安全可靠，具有非常大的社會效益和經濟效益。以上闡述了本發(fā)明的基本原理和主要特征，本發(fā)明不受實施條例的限制，在不脫離本發(fā)明的基本原理和主要特征的前提下所作出的改進和變化，都應落入本發(fā)明的保護范圍內。
權利要求
1.一種零功耗遠程保溫輸送熱水系統(tǒng)，其特征是整個系統(tǒng)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組成；整個系統(tǒng)是通過水管連接的ー個串聯(lián)架構，系統(tǒng)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；另外系統(tǒng)還有一個控制部件即壓控控制器，這個控制器可以采用相應功能的機械閥來完成，也可以采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(jù)權利I所述的ー種零功耗遠程保溫輸送熱水系統(tǒng)，其特征是所述的產熱送水裝置是ー種能承壓的裝置，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進行加熱到預定溫度，其ニ是把已經加到預定溫度的熱水間隔送出此裝置；該裝置至少具有冷水進ロ和熱水出ロ，冷水進ロ上連自來水，熱水出ロ通過水管連接到迷你變壓傳送箱的入水ロ。
3.根據(jù)權利I所述的ー種零功耗遠程保溫輸送熱水系統(tǒng)，其特征是所述的迷你變壓 傳送箱是ー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、出水ロ、透氣ロ和一個備用的充氣ロ，透氣ロ連接ー個安全閥，充氣ロ可以外接充氣設備；迷你變壓傳送箱的入水ロ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ロ ；迷你變壓傳送箱的壓カ在工作中隨著不同的工作狀態(tài)在ー個范圍內改變。
4.根據(jù)權利I所述的ー種零功耗遠程保溫輸送熱水系統(tǒng)，其特征是所述的存儲式保溫水箱是ー種非承壓大容積保溫水箱，水箱有外殼、保溫層、內膽三層，具有熱水入ロ、熱水出口、透氣口和其它輔助接ロ ；也可以是一種帶氣體腔的非承壓大容積保溫水箱，增加ー個備用充氣ロ ；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ロ，存儲式保溫水箱的熱水出ロ通過加壓裝置進入熱水管道。
5.根據(jù)權利I所述的ー種零功耗遠程保溫輸送熱水系統(tǒng)，其特征是所述的壓控控制器采用機械結構可以采用雙壓控控制閥，采用電子結構可以采用壓力傳感器和電磁閥組合使用，壓カ傳感器放置在迷你變壓傳送箱的體內；具有入水口和出水ロ，入水ロ與迷你變壓傳送箱的出水ロ連接在一起，出水ロ連接長距離水管；壓カ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カ達到壓カ控制器預定的開啟壓力，壓カ控制器就打開入水ロ與出水ロ連通；當迷你變壓傳送箱的內部壓カ降低到壓カ控制器預定的關閉壓力，壓カ控制器就關閉入水口和出水ロ，入水口和出水ロ就不通。
6.根據(jù)權利I所述的ー種零功耗遠程保溫輸送熱水系統(tǒng)，其特征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ロ，還包含設置參數(shù)的按鍵和顯示裝置。
全文摘要
一種零功耗遠程保溫輸送熱水系統(tǒng)，該系統(tǒng)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(xiàn)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(shù)十倍。輕松實現(xiàn)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；而且最主要的是采用普通輸送水管或普通簡易保溫水管實現(xiàn)整個過程零功耗零排放微損熱，不耗電不浪費熱水也不浪費冷水。整個系統(tǒng)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F24D19/10GK102654294SQ201210075408
公開日2012年9月5日 申請日期2012年3月21日 優(yōu)先權日2012年3月21日
發(fā)明者徐何燎 申請人:徐何燎