CN111076420A - 基于空气能热泵的节能节水建筑工地热水系统及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于空气能热泵的节能节水建筑工地热水系统及其施工方法，包括空气能热泵机组、保温水箱、循环水泵、增压供水泵、循环管道、冷水管道、热水管道、供水管道、IC卡取水装置及电控箱，高效节能，空气能热泵只需要对少量的电能即可对空气中的热量进行充分的吸收，在空气能热泵热水系统当中具有功能良好的保温水箱，减少热量损耗，进一步减少电能的消耗；绿色环保，不会产生任何的有害物质，不会对环境造成污染；安全，空气能热泵设备在进行构造的过程中，与水、电之间进行了明确的划分，不会出现漏电或者是触电的现象；IC卡取水装置，智能计量用水，大大增强了用水者的节水意识，确保水源的利用率，节约水资源。
Description
技术领域
本发明涉及热水设备领域，尤指一种基于空气能热泵的节能节水建筑工地热水系统及其施工方法。
背景技术
随着施工项目人员对生活热水需求的不断增加,相应的制取生活热水的能耗也越来越多，传统的施工项目地热水供应系统为多个传统电气热水器安装在室内进行热水取水使用，采用传统开关水阀进行取水用水，然而传统的热水器( 电热水器、燃油/气热水器)具有能耗大、费用高、污染严重、具有安全隐患等缺点，电热水器是将加热管直接放到水箱当中，利用电能直接全部转换为热能，因此在用电方面消耗巨大，而且储水罐的存在导致电热水器通常体积比较大，占地较多，在长期使用过程中会产生水垢，需要定期清理水垢，不然容易滋生细菌，此外，使用之前还需要对水温进行预热，并且水量有限。电热水器在使用过程中容易造成漏电伤人事故；燃气加热热水器装置所提供的热水可以立即使用，便捷性大且不受时间控制，但是，燃料加热热水器在使用过程中对能源消耗巨大，燃气热水器一定要安装在靠近燃气管道的地方，在安装位置上受到了限制，如果是使用非管道煤气，那么用户还需要在一段的时间内对煤气进行更换，在换气过程中存在非常大的安全隐患，并且燃料在燃烧过程中会排放出一些有害的物质，对空气造成了严重的污染现象，在使用过程中会出现燃气泄漏的情况，容易造成燃气中毒、爆炸等事故。
此外，建设工地历来是用水大户，特别是公用水的使用，使用者节水意识淡薄，时常发生用水忘关或水龙头损坏，无法正常关闭的情况发生，造成水资源浪费现象十分严重，水资源利用率低，造成对能源、水资源的浪费。
因此采取节能、节水技术组合管理措施，提高能源与水资源的利用效率和效益，也是施工企业降低施工成本的重要手段之一。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种节能环保、运行稳定可靠、使用寿命长、智能计量取水的基于空气能热泵的节能节水建筑工地热水系统及其施工方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：基于空气能热泵的节能节水建筑工地热水系统，包括空气能热泵机组、保温水箱、循环水泵、增压供水泵、循环管道、冷水管道、热水管道、供水管道、IC卡取水装置及电控箱；空气能热泵机组包括压缩机、四通阀、换热器、高压贮液桶、蒸发器及风机，换热器、蒸发器通过四通阀与压缩机连接，高压贮液桶与换热器及蒸发器连接，高压贮液桶内贮藏冷媒，高压贮液桶与蒸发器之间设有干燥过滤器及电子膨胀阀；保温水箱设有冷水进水口、热水进水口、热水供水口及循环管道出水口，冷水进水口通过冷水管道与自来水管道连通，冷水管道上设有冷水进水电磁阀，循环管道出水口通过循环管道与换热器的入水口连通，热水进水口通过热水管道与换热器的出水口连通，循环管道上设有过滤器、循环水泵、流量开关及循环水电磁阀，热水供水口通过供水管道与用水点连通，供水管道上连接增压供水泵及IC卡取水装置；保温水箱内设有温度传感器及水位传感器，空气能热泵机组、循环水泵、增压供水泵、电子膨胀阀、冷水进水电磁阀、循环水电磁阀、温度传感器及水位传感器与电控箱连接。
进一步的，换热器为板式换热器或螺旋管式换热器。
进一步的，蒸发器为翅片管式蒸发器。
进一步的，IC卡取水装置包括节水控制器、电控阀门、不间断电源、IC卡。
进一步的，过滤器为铜Y型过滤阀。
进一步的，保温水箱为双层不锈钢保温水箱，内层304不锈钢层，外层201不锈钢层，内外层之间填充5cm厚聚氨酯发泡保温层。
进一步的，冷水管道为PVC-U管道，循环管道、热水管道及供水管道为PPR保温管道。
本发明的有益效果在于：高效节能，空气能热泵在使用过程中只需要对少量的电能进行使用，可以对空气中的热量进行充分的吸收，在空气能热泵热水系统当中具有功能良好的保温水箱，减少热量损耗，进一步减少电能的消耗；绿色环保，空气能热泵热水系统运行过程中不会产生任何的有害物质，不会造成环境污染问题；安全，空气能热泵设备在进行构造的过程中，与水、电之间进行了明确的划分，所以在使用过程中不会出现漏电或者是触电的现象；IC卡取水装置，智能计量用水，大大增强了用水者的节水意识，在使用中利用IC卡进行刷卡取水，用水结束需刷卡控制关水，确保水源的利用率；当水龙头发生损坏无法关水时，IC卡仍可控制电控阀门关闭防止水源流出造成浪费。
附图说明
图1 是本发明整体结构示意图。
具体实施方式
请参阅图1所示，本发明关于基于空气能热泵的节能节水建筑工地热水系统，包括空气能热泵机组1、保温水箱2、循环水泵3、增压供水泵4、循环管道5、冷水管道6、热水管道7、供水管道8、IC卡取水装置9及电控箱10；空气能热泵机组1包括压缩机11、四通阀12、换热器13、高压贮液桶14、蒸发器15及风机16，换热器13、蒸发器15通过四通阀12与压缩机11连接，高压贮液桶14与换热器13及蒸发器15连接，高压贮液桶14内贮藏冷媒，高压贮液桶14与蒸发器15之间设有干燥过滤器17及电子膨胀阀18；保温水箱2设有冷水进水口、热水进水口、热水供水口及循环管道出水口，冷水进水口通过冷水管道6与自来水管道连通，冷水管道6上设有冷水进水电磁阀61，循环管道出水口通过循环管道5与换热器13的入水口连通，热水进水口通过热水管道7与换热器13的出水口连通，循环管道5上设有过滤器51、循环水泵3、流量开关52及循环水电磁阀53，热水供水口通过供水管道8与用水点连通，供水管道8上连接增压供水泵4及IC卡取水装置9；保温水箱2内设有温度传感器及水位传感器，空气能热泵机组1、循环水泵3、增压供水泵4、电子膨胀阀18、冷水进水电磁阀61、循环水电磁阀54、温度传感器及水位传感器与电控箱10连接，换热器13为板式换热器，蒸发器15为翅片管式蒸发器。
空气能热泵机组1的工作原理是根据逆卡诺循环原理，通过电控箱10为空气能热泵机组1输入少量电能为驱动力，以高压贮液桶14中的冷媒为工作介质，通过蒸发器15使冷媒蒸发，源源不断地吸收外部空气中难以利用的低品位热能，再通过压缩机11做功压缩，使冷媒升温、升压，再通过换热器13将冷媒的热量转移到冷水中，使冷水温度升高后进入保温水箱2储存，冷媒热量释放完后变回液态回到高压贮液桶14开始下一轮循环。
过滤器51为铜Y型过滤阀，保温水箱2为双层不锈钢保温水箱，内层304不锈钢层，外层201不锈钢层，内外层之间填充5cm厚聚氨酯发泡保温层，5cm厚聚氨酯发泡保温层保温效果好，保温水箱热损耗低，更加节能，冷水管道6为PVC-U管道，循环管道5、热水管道7及供水管道8为PPR保温管道。
基于空气能热泵的节能节水建筑工地热水系统的施工方法，包括以下步骤，
（a）设备定位：根据工程设计好的方案和图纸，将空气能热泵机组1、保温水箱2、循环水泵3、增压供水泵4定位安装在预先做好基础设施上；
（b）管路铺设：根据图纸安装循环管道5、冷水管道6、热水管道7、供水管道8；
（c）管道连接：将保温水箱2的冷水进水口通过冷水管道6与自来水管道连通，在冷水管道6上设有冷水进水电磁阀61，将保温水箱2的循环管道出水口通过循环管道5与空气能热泵机组1的换热器13的入水口连通，将保温水箱2的热水进水口通过热水管道7与空气能热泵机组1的换热器13的出水口连通，循环管道5上安装过滤器51、循环水泵3、流量开关52及循环水电磁阀53，保温水箱2的热水供水口通过供水管道8与用水点连通，供水管道8上连接增压供水泵4及IC卡取水装置9；
（d）电控系统安装：根据图纸将电控箱10定位安装，根据电工安全作业及操作方法进行配线，将空气能热泵机组1、循环水泵3、增压供水泵4、冷水进水电磁阀61、循环水电磁阀54、保温水箱2内安装的温度传感器及水位传感器与电控箱10电路连接；
（e）IC卡取水装置9安装：IC卡取水装置9包括节水控制器、电控阀门、不间断电源、IC卡，在用水点的供水管道8处安装节水控制器，并将电控阀门和不间断电源与其电路连接；
（f）防水处理：在循环水泵3、增压供水泵4、冷水进水电磁阀61、循环水电磁阀54出安装防水雨棚；
（g）系统通电调试：将电控箱10通电，冷水进水电磁阀61打开，补水到保温水箱2，将循环水泵3排气螺丝打开进行排空，将空气能热泵机组1通电进行试机，检查空气能热泵机组1的各部件安装连接是否松动，有无漏水，检查电控箱系统手操板有无不灵，检查空气能热泵机组1运行电压、电流，水流量，进水的温差，检查水温升温是否正常。
在步骤（c）中，冷水管道6为PVC-U管道，所述循环管道5、热水管道7及供水管道8为PPR保温管道。
在步骤（e）中，还需安装IC卡取水装置9的上位管理器，安装管理计算机和IC卡读写器并在管理计算机内安装管理软件，IC卡读写器与管理计算机连接，节水控制器与管理计算机通过485通讯或无线WIFI通讯。
IC卡取水装置9包括节水控制器、电控阀门、不间断电源、IC卡，IC卡取水装置9具有上位管理器，具体为管理计算机、管理软件和IC卡读写器，IC卡读写器与管理计算机连接，用于开卡时写入用户信息和充值使用，用户信息、账户余额等存储在管理计算机内，节水控制器与管理计算机连通，可通过485通讯或无线WIFI通讯，节水控制器连接电控阀门，控制电控阀门开水、关水，不间断电源为节水控制器、电控阀门供电，使用时，将IC卡靠近节水控制器即可读取IC卡内信息，IC卡有余额即可节水控制器控制电控阀门放水，再次刷卡，节水控制器控制电控阀门关水，节水控制器上存储每一次使用的消费信息（包括用户信息、扣除金额、卡片余额、用水时间等信息），通过485通讯或无线WIFI通讯将消费记录存储到管理计算机上。
本发明基于空气能热泵的节能节水建筑工地热水系统的优点在于：高效节能：空气能热泵在使用过程中只需要对少量的电能进行使用，可以对空气中的热量进行充分的吸收，在空气能热泵热水系统当中具有功能良好的保温水箱，减少热量损耗，进一步减少电能的消耗；绿色环保：空气能热泵热水系统运行过程中不会产生任何的有害物质，所以不会对控制以及环境质量带来污染问题；安全：空气能热泵设备在进行构造的过程中，与水、电之间进行了明确的划分，所以在使用过程中不会出现漏电或者是触电的现象，并且因为在使用过程中不会产生任何的有害物质，不会引发中毒或者是爆炸现象的产生，所以在使用过程中具有非常明显的安全性；IC卡取水装置，智能计量用水，大大增强了用水者的节水意识，在使用中利用IC卡进行刷卡取水，用水结束需刷卡控制关水，确保水源的利用率；当水龙头发生损坏无法关水时，IC卡仍可控制电控阀门关闭防止水源流出造成浪费，改变用水管理模式，变被动节水为主动节水，降低单次用水量达到节水节能的目的，节约增效，提高用水安全性，防范外部人员非法进入与用水。
以上实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.基于空气能热泵的节能节水建筑工地热水系统，其特征在于：包括空气能热泵机组（1）、保温水箱（2）、循环水泵（3）、增压供水泵（4）、循环管道（5）、冷水管道（6）、热水管道（7）、供水管道（8）、IC卡取水装置（9）及电控箱（10）；所述空气能热泵机组（1）包括压缩机（11）、四通阀（12）、换热器（13）、高压贮液桶（14）、蒸发器（15）及风机（16），所述换热器（13）、蒸发器（15）通过四通阀（12）与压缩机（11）连接，所述高压贮液桶（14）与换热器（13）及蒸发器（15）连接，所述高压贮液桶（14）内贮藏冷媒，所述高压贮液桶（14）与蒸发器（15）之间设有干燥过滤器（17）及电子膨胀阀（18）；所述保温水箱（2）设有冷水进水口、热水进水口、热水供水口及循环管道出水口，所述冷水进水口通过冷水管道（6）与自来水管道连通，所述冷水管道（6）上设有冷水进水电磁阀（61），所述循环管道出水口通过循环管道（5）与换热器（13）的入水口连通，所述热水进水口通过热水管道（7）与换热器（13）的出水口连通，所述循环管道（5）上设有过滤器（51）、循环水泵（3）、流量开关（52）及循环水电磁阀（53），所述热水供水口通过供水管道（8）与用水点连通，供水管道（8）上连接增压供水泵（4）及IC卡取水装置（9）；所述保温水箱（2）内设有温度传感器及水位传感器，所述空气能热泵机组（1）、循环水泵（3）、增压供水泵（4）、电子膨胀阀（18）、冷水进水电磁阀（61）、循环水电磁阀（54）、温度传感器及水位传感器与电控箱（10）连接。
2.根据权利要求1所述的基于空气能热泵的节能节水建筑工地热水系统，其特征在于：所述换热器（13）为板式换热器或螺旋管式换热器。
3.根据权利要求1所述的基于空气能热泵的节能节水建筑工地热水系统，其特征在于：所述蒸发器（15）为翅片管式蒸发器。
4.根据权利要求1所述的基于空气能热泵的节能节水建筑工地热水系统，其特征在于：所述IC卡取水装置（9）包括节水控制器、电控阀门、不间断电源、IC卡。
5.根据权利要求1所述的基于空气能热泵的节能节水建筑工地热水系统，其特征在于：所述过滤器（51）为铜Y型过滤阀。
6.根据权利要求1所述的基于空气能热泵的节能节水建筑工地热水系统，其特征在于：所述保温水箱（2）为双层不锈钢保温水箱，内层304不锈钢层，外层201不锈钢层，内外层之间填充5cm厚聚氨酯发泡保温层。
7.根据权利要求1所述的基于空气能热泵的节能节水建筑工地热水系统，其特征在于：所述冷水管道（6）为PVC-U管道，所述循环管道（5）、热水管道（7）及供水管道（8）为PPR保温管道。
8.基于空气能热泵的节能节水建筑工地热水系统的施工方法，其特征在于：包括以下步骤，
（a）设备定位：根据工程设计好的方案和图纸，将空气能热泵机组（1）、保温水箱（2）、循环水泵（3）、增压供水泵（4）定位安装在预先做好基础设施上；
（b）管路铺设：根据图纸安装循环管道（5）、冷水管道（6）、热水管道（7）、供水管道（8）；
（c）管道连接：将保温水箱（2）的冷水进水口通过冷水管道（6）与自来水管道连通，在冷水管道（6）上设有冷水进水电磁阀（61），将保温水箱（2）的循环管道出水口通过循环管道（5）与空气能热泵机组（1）的换热器（13）的入水口连通，将保温水箱（2）的热水进水口通过热水管道（7）与空气能热泵机组（1）的换热器（13）的出水口连通，循环管道（5）上安装过滤器（51）、循环水泵（3）、流量开关（52）及循环水电磁阀（53），保温水箱（2）的热水供水口通过供水管道（8）与用水点连通，供水管道（8）上连接增压供水泵（4）及IC卡取水装置（9）；
（d）电控系统安装：根据图纸将电控箱（10）定位安装，根据电工安全作业及操作方法进行配线，将空气能热泵机组（1）、循环水泵（3）、增压供水泵（4）、冷水进水电磁阀（61）、循环水电磁阀（54）、保温水箱（2）内安装的温度传感器及水位传感器与电控箱（10）电路连接；
（e）IC卡取水装置（9）安装：IC卡取水装置（9）包括节水控制器、电控阀门、不间断电源、IC卡，在用水点的供水管道（8）处安装节水控制器，并将电控阀门和不间断电源与其电路连接；
（f）防水处理：在循环水泵（3）、增压供水泵（4）、冷水进水电磁阀（61）、循环水电磁阀（54）出安装防水雨棚；
（g）系统通电调试：将电控箱（10）通电，冷水进水电磁阀（61）打开，补水到保温水箱（2），将循环水泵（3）排气螺丝打开进行排空，将空气能热泵机组（1）通电进行试机，检查空气能热泵机组（1）的各部件安装连接是否松动，有无漏水，检查电控箱系统手操板有无不灵，检查空气能热泵机组（1）运行电压、电流，水流量，进水的温差，检查水温升温是否正常。
9.根据权利要求8所述的基于空气能热泵的节能节水建筑工地热水系统的施工方法，其特征在于：在步骤（c）中，冷水管道（6）为PVC-U管道，所述循环管道（5）、热水管道（7）及供水管道（8）为PPR保温管道。
10.根据权利要求8所述的基于空气能热泵的节能节水建筑工地热水系统的施工方法，其特征在于：在步骤（e）中，还需安装IC卡取水装置（9）的上位管理器，安装管理计算机和IC卡读写器并在管理计算机内安装管理软件，IC卡读写器与管理计算机连接，节水控制器与管理计算机通过485通讯或无线WIFI通讯。
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