[发明专利]热水供给系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种热水供给系统及方法，特别是涉及一种通过对供水系统进行分流并进行热量转移来提供热水的热水供给系统及方法。

背景技术

在城市的供水系统中，通常是将自来水厂经过处理的达到标准的水通过供水管道送到用水单位，比如，生活小区、用水工厂或者用水园林单位等等，经过上述单位的自来水供应管网送达各家各户或者其他用水终端。在上述供水系统中，送至用水终端的自来水的温度通常在10摄氏度以上，即使是在北方的冬季，由于所采取水管防冻措施的作用该温度亦不会低于5摄氏度。就一般用水而言，在大多数的情况下，用户对自来水的温度并不敏感，例如在冬夏两个季节，自来水的温度可能会相差20摄氏度，但这并不影响用户的正常使用。例如，家庭中冲厕所用水、景观用水、浇灌植物用水对水温没有严格要求。在现实生活中有很多生活居住区的物业公司会设置专门的热水供应装置，以便满足住户供暖、洗澡、洗衣、洗碗等对热水的需求。上述现有的热水供应装置一般采用燃气锅炉，通过燃烧天然气或者煤炭(但由于煤炭污染比较严重，大多数的城市已实施煤改气)来加热自来水，然后通过热水供应管网提供给终端用户。但是，现有的燃气锅炉技术，其热效率通常只有80％左右。

另一方面，随着全球能源价格的高涨和生态环境问题的日益凸显，以高效清洁为特征的新能源技术成为了世界各国竞相投入的研发领域。氢源系统新技术可将生物质能和化石能源清洁高效地转化为氢能，而与之集成的燃料电池则可将氢能清洁高效地转化为电能并副产热能。可见，氢能及燃料电池将成为多样的一次能源与多样的终端能源之间的一座新桥梁。

氢气是一种二次能源，由各种一次能源转换而来。在诸多氢气制造途径之中，由于天然气等碳氢化合物价格较低，因而碳氢化合物重整制氢被认为是今后相当一段时间里最为经济可行的选择。

现有的蒸气压缩式热泵循环技术作为热水供给装置具有高效清洁的优势。但是，蒸气压缩式热泵循环技术的热水供给系统的供热系数(COP)、即能量效率受蒸发器工作温度，即热源温度和冷凝器工作温度，也即热水温度的影响很大。对于空气源热泵来说，随着冬季气温下降，热泵循环的蒸发器工作温度随之下降，从而引起热泵系统COP即能量效率降低。

此外，现有的蒸气压缩式热泵循环技术的压缩机是使用电网电力驱动的，因而其一次能源效率还受到电网用户端发电效率的制约。当压缩机采用调频控制时，由于需将电网的交流电力整流为直流电力，因而还会有整流损失。

发明内容

本发明的主要目的在于，提供一种热水供给系统以及热水供应方法，所要解决的技术问题是将现有的自来水分流出两部分，使其中一部分自来水的热量转移到另一部分自来水中以提高该部分自来水的温度，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种热水供给系统，其包括：供水主管道，用于提供水源；以及热量转移子系统，用于使热源水和被加热水之间进行热量转移，使热源水的热量向被加热水转移；上述的热源水和被加热水都来自于上述的供水主管道。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

优选的，前述的热水供给系统的一个实施例，其中所述的供水主管道上设有：热源水供应管道，连接至热量转移子系统，用于向热量转移子系统提供作为热源的水；及被加热水供应管道，连接至热量转移子系统，用于向热量转移子系统提供将被加热的水；所述的热量转移子系统设置：热水输出管道，用于输出经过加热的水；及热源水输出管道，用于输出经过热量转移后的热源水。

优选的，前述的热水供给系统的一个实施例，其中所述的热量转移子系统包括由压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器构成的热泵循环系统，所述冷凝器连接于上述被加热水供应管道，所述蒸发器连接于上述热源水供应管道。

优选的，前述的热水供给系统的一个实施例，其中所述的蒸发器内充填蓄热剂。蓄热剂为下列物质中的一种或者几种：氯化钙、氯化镁、氯化钾、氯化氨、碳酸氢钾、氯化钠、硫酸钠、碳酸钠、醋酸钠、季铵盐的水合物或水溶液及其混合物；以及碳数为12～24的石蜡或其混合物。

本发明提供的上述系统，通过利用供水系统中存在的大量的热作为热源来提高和稳定上述蒸发器的工作温度，从而在系统的对外供给热水的温度一定的条件下使上述热泵循环的供热系数即能量效率得到提高。

优选的，前述的热水供给系统的一个实施例，其还包括燃料电池发电子系统，用于发电并副产热；所述燃料电池发电子系统所发电力提供给所述的热量转移子系统，用于驱动所述的压缩机。