專利名稱:一種太陽(yáng)能-電加熱立體循環(huán)供暖系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種以太陽(yáng)能和電能聯(lián)用的立體循環(huán)供暖系統(tǒng)，屬于供熱【技術(shù)領(lǐng)域】。該太陽(yáng)能-電加熱立體循環(huán)供暖系統(tǒng)包括循環(huán)泵I(1)、水流開(kāi)關(guān)(2)、壓力表(3)、泄壓閥(4)、散熱器(5)、換熱器I(6)、膨脹水箱(7)、即熱式電加熱器(8)、球閥I(9)、自動(dòng)排氣閥(10)、水溫傳感器I(11)、單向閥I(12)、軟水器(13)、電磁閥(14)、儲(chǔ)熱水箱(15)、循環(huán)泵II(16)、循環(huán)泵III(17)、太陽(yáng)能集熱器(18)、上水位傳感器(19)、下水位傳感器(20)、水溫傳感器II(21)、換熱器II(22)、單向閥II(23)、單向閥III(24)、球閥II(25)、球閥III(26)、球閥IV(27)、集水器(28)、分水器(29)、自動(dòng)控制裝置(30)及連接各部件的導(dǎo)線和管道。本實(shí)用新型通過(guò)三個(gè)獨(dú)立的強(qiáng)制循環(huán)、兩次換熱來(lái)實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能和電加熱之間的雙向換熱和熱平衡，達(dá)到電能和太陽(yáng)能的綜合利用，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保目標(biāo)。
【專利說(shuō)明】一種太陽(yáng)能-電加熱立體循環(huán)供暖系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本實(shí)用新型涉及一種以太陽(yáng)能和電能聯(lián)用的立體循環(huán)供暖系統(tǒng)，屬于供熱【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，隨著資源的日益短缺，常規(guī)能源的綜合利用和新能源的開(kāi)發(fā)利用都迫在眉睫，太陽(yáng)能采暖和電采暖系統(tǒng)由于具有節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn)，因而在建筑采暖中得到廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。其中，以太陽(yáng)能-電能互補(bǔ)應(yīng)用的供暖系統(tǒng)具有能耗低、無(wú)污染的特點(diǎn)，特別適合缺乏集中采暖的城市居民、鄉(xiāng)村別墅和中國(guó)農(nóng)村用戶采用。一方面保證甚至提高人民的生活質(zhì)量水平，另一方面降低常規(guī)能源的消耗且提高能源利用率，因此，太陽(yáng)能與電加熱相結(jié)合的熱水供暖系統(tǒng)受到了廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。但是，目前通常采用在商業(yè)太陽(yáng)能熱水器的儲(chǔ)水箱內(nèi)安裝電加熱器，直接加熱供暖循環(huán)水和生活用水，且全部?jī)?chǔ)存在儲(chǔ)熱水箱中。如若儲(chǔ)存的熱水沒(méi)及時(shí)使用則需反復(fù)加熱，造成能源浪費(fèi)。而且，供暖循環(huán)水和生活洗浴熱水混合共用，造成供暖質(zhì)量和生活熱水質(zhì)量都不同程度下降。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提出一種太陽(yáng)能-電加熱的立體循環(huán)供暖系統(tǒng)。本實(shí)用新型采用太陽(yáng)能和電能相結(jié)合，通過(guò)太陽(yáng)能集熱、電加熱、雙向換熱來(lái)實(shí)現(xiàn)供暖熱水和生活熱水的供應(yīng)。
[0004]本實(shí)用新型所述立體循環(huán)包括電加熱供暖循環(huán)、太陽(yáng)能熱水循環(huán)和太陽(yáng)能集熱循環(huán)，形成三個(gè)獨(dú)立的換熱循環(huán)回路，從而將供暖熱水、生活熱水、集熱工質(zhì)有效分開(kāi)。立體循環(huán)從空間角度看，表現(xiàn)為室內(nèi)室外的換熱循環(huán)、房間供暖和屋頂太陽(yáng)能換熱循環(huán)；從時(shí)間角度看，白天和夜晚、晴天和陰天的熱量交換循環(huán)。本實(shí)用新型通過(guò)三個(gè)獨(dú)立的強(qiáng)制循環(huán)、兩次換熱來(lái)實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能和電加熱之間的雙向換熱和熱平衡，達(dá)到電能和太陽(yáng)能的綜合利用，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保目標(biāo)。
[0005]一種太陽(yáng)能-電加熱的立體循環(huán)供暖系統(tǒng)，由五個(gè)子系統(tǒng)組成，即:電加熱供暖循環(huán)、太陽(yáng)能熱水循環(huán)、太陽(yáng)能集熱循環(huán)、補(bǔ)水處理及其自動(dòng)控制裝置；
[0006]所述電加熱供暖循環(huán)包括循環(huán)泵I1、水流開(kāi)關(guān)2、壓力表3、泄壓閥4、散熱器5、換熱器16、膨脹水箱7、即熱式電加熱器8、自動(dòng)排氣閥10、水溫傳感器111、單向閥112、球閥11126、集水器28、分水器29、及連接各部件的導(dǎo)線和管道，通過(guò)管道連接形成封閉循環(huán)。
[0007]所述即熱式電加熱器8具有過(guò)熱保護(hù)功能，加熱體采用耐熱玻璃管、PTC陶瓷片或陶瓷管、不銹鋼管的其中一種。
[0008]所述太陽(yáng)能熱水循環(huán)包括循環(huán)泵1116、換熱器16、換熱器1122、儲(chǔ)熱水箱15、上水位傳感器19、下水位傳感器20、水溫傳感器1121、及連接各部件的導(dǎo)線和管道，通過(guò)管道連接形成封閉循環(huán)。
[0009]所述太陽(yáng)能集熱循環(huán)包括太陽(yáng)能集熱器18、循環(huán)泵11117、換熱器1122、及連接各部件的導(dǎo)線和管道，通過(guò)管道連接形成封閉循環(huán)；所述太陽(yáng)能集熱器18為平板式太陽(yáng)能集熱器。
[0010]所述補(bǔ)水處理裝置包括球閥19、軟水器13、電磁閥14、單向閥11124、球閥1125、及連接各部件的導(dǎo)線和管道，補(bǔ)水處理裝置為電加熱供暖循環(huán)和生活熱水循環(huán)進(jìn)行補(bǔ)水，并為電加熱供暖循環(huán)用水提供水質(zhì)軟化處理。
[0011]所述換熱器16實(shí)現(xiàn)生活熱水循環(huán)與電加熱供暖循環(huán)之間的熱量交換，換熱器1122實(shí)現(xiàn)生活熱水循環(huán)與太陽(yáng)能集熱循環(huán)之間的熱量交換。
[0012]所述自動(dòng)控制裝置-30硬件由控制器、顯示屏、水溫/水位/水流傳感器、繼電器、AC/DC電源、I/O模塊組成；自動(dòng)控制裝置軟件主要根據(jù)控制策略和程序邏輯實(shí)現(xiàn)各元器件的動(dòng)作、監(jiān)測(cè)和系統(tǒng)管理；所述控制器的類型為可編程邏輯控制器PLC、單片機(jī)、PCB控制板中的一種；所述顯示屏類型可以為電阻/電容觸摸屏、薄膜開(kāi)關(guān)、液晶屏等形式。
[0013]所述儲(chǔ)熱水箱15用來(lái)儲(chǔ)備在光照強(qiáng)度超出用戶消耗熱能時(shí)的多余的太陽(yáng)能，以作為晚上無(wú)光照的時(shí)候應(yīng)用。日照不足時(shí)，當(dāng)儲(chǔ)熱水箱15的熱量已達(dá)不到用戶要求，自動(dòng)啟動(dòng)電加熱供暖循環(huán)，使供水溫度保持設(shè)定值。為保證太陽(yáng)能-電加熱的立體循環(huán)供暖系統(tǒng)安全可靠，換熱器16與即熱式電加熱器8采用串聯(lián)運(yùn)行方式，換熱器16出水作為即熱式電加熱器8進(jìn)水，太陽(yáng)能充足時(shí)即熱式電加熱器8不啟動(dòng)，由太陽(yáng)能集熱器18提供室內(nèi)用熱需求，太陽(yáng)能不足時(shí)由即熱式電加熱器8補(bǔ)熱到設(shè)定溫度，保證用戶使用舒適。
[0014]所述自動(dòng)控制裝置30運(yùn)用分散控制與集中控制相結(jié)合手段，對(duì)太陽(yáng)能-電加熱的立體循環(huán)供暖系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)、管理和控制。太陽(yáng)能集熱控制器隨時(shí)檢測(cè)換熱器1122與太陽(yáng)能集熱器18出口溫度差，達(dá)到設(shè)定指標(biāo)，即啟動(dòng)循環(huán)泵11117，若低于設(shè)定指標(biāo)，即自動(dòng)停泵；電加熱供暖和太陽(yáng)能熱水循環(huán)中若供水溫度達(dá)不到規(guī)定值時(shí)，自動(dòng)控制裝置可以自動(dòng)啟動(dòng)電加熱供暖循環(huán)，將供水加熱到規(guī)定值，以保證供熱質(zhì)量；當(dāng)儲(chǔ)熱水箱15水溫過(guò)高和水位過(guò)高或過(guò)低時(shí)，自動(dòng)控制裝置會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)報(bào)警，并采取處理措施，以保證太陽(yáng)能-電加熱的立體循環(huán)供暖系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
[0015]本實(shí)用新型太陽(yáng)能-電加熱的立體循環(huán)供暖系統(tǒng)的主要特點(diǎn):
[0016]1.采用太陽(yáng)能和電能相結(jié)合，通過(guò)集熱、加熱、換熱來(lái)實(shí)現(xiàn)采暖水和生活熱水的供應(yīng)。通過(guò)傳熱工質(zhì)的三個(gè)獨(dú)立循環(huán)、兩次換熱來(lái)實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)各循環(huán)之間的快速換熱和熱平衡。
[0017]2.太陽(yáng)能集熱器采用平板式太陽(yáng)能集熱器，系統(tǒng)承壓能力高，適合機(jī)械循環(huán)的方式，循環(huán)介質(zhì)采用防凍液，解決戶外管道冬季凍結(jié)的問(wèn)題。
[0018]3.采用強(qiáng)制獨(dú)立循環(huán)模式，集熱、采暖和生活熱水是三個(gè)獨(dú)立的循環(huán)系統(tǒng)，既可以方便防凍液的使用，同時(shí)又有利于采暖的運(yùn)行和生活洗浴熱水的供應(yīng)。
[0019]4.采用兩個(gè)熱交換器來(lái)實(shí)現(xiàn)電加熱供暖循環(huán)、太陽(yáng)能熱水循環(huán)、太陽(yáng)能集熱循環(huán)間的熱量交換和平衡，有效節(jié)約能源和運(yùn)行成本。
[0020]5.采用電加熱供暖循環(huán)，可以滿足太陽(yáng)能集熱不足時(shí)供暖和生活熱水的需要，通過(guò)熱交換器實(shí)現(xiàn)供暖和生活洗浴熱水循環(huán)的熱量雙向交換，達(dá)到電能和太陽(yáng)能的綜合利用，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保目標(biāo)。

【附圖說(shuō)明】

[0021]圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成示意圖。
[0022]圖中:循環(huán)泵I1、水流開(kāi)關(guān)2、壓力表3、泄壓閥4、散熱器5、換熱器16、膨脹水箱7、即熱式電加熱器8、球閥19、自動(dòng)排氣閥10、水溫傳感器111、單向閥112、軟水器13、電磁閥14、儲(chǔ)熱水箱15、循環(huán)泵1116、循環(huán)泵11117、太陽(yáng)能集熱器18、上水位傳感器19、下水位傳感器20、水溫傳感器1121、換熱器1122、單向閥1123、單向閥11124、球閥1125、球閥11126、球閥IV27、集水器28、分水器29、自動(dòng)控制裝置30。

【具體實(shí)施方式】
[0023]如圖1所示，本實(shí)用新型包括循環(huán)泵I1、水流開(kāi)關(guān)2、壓力表3、泄壓閥4、散熱器5、換熱器16、膨脹水箱7、即熱式電加熱器8、球閥19、自動(dòng)排氣閥10、水溫傳感器111、單向閥112、軟水器13、電磁閥14、儲(chǔ)熱水箱15、循環(huán)泵1116、循環(huán)泵11117、太陽(yáng)能集熱器18、上水位傳感器19、下水位傳感器20、水溫傳感器1121、換熱器II22、單向閥II23、單向閥II124、球閥II25、球閥II126、球閥IV27、集水器28、分水器29、自動(dòng)控制裝置30及連接各部件的導(dǎo)線和管道，該太陽(yáng)能-電加熱立體循環(huán)供暖系統(tǒng)配有自動(dòng)控制裝置30，對(duì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)、管理和控制，保證該實(shí)用新型實(shí)施后的正常運(yùn)行。
[0024]本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】為:
[0025]自動(dòng)排氣閥10通過(guò)管路安裝在即熱式電加熱器8本體上部，且豎直安裝，自動(dòng)排氣閥10排氣口不面對(duì)操作人員；循環(huán)泵Il出水口即是即熱式電加熱器8的進(jìn)水口，即熱式電加熱器8的出水口安裝水溫傳感器Ill且連接到單向閥12的進(jìn)水口 ；四通管道分別連接至單向閥12出水口、膨脹水箱7進(jìn)出水口、球閥19出水口、換熱器16供暖側(cè)進(jìn)水口 ；換熱器16供暖側(cè)出水口通過(guò)三通管道連接至球閥III26進(jìn)水口和分水器29。散熱器5的進(jìn)、出水口分別連接至分水器29和集水器28 ;循環(huán)泵Il進(jìn)水口依次連接水流開(kāi)關(guān)2、壓力表3、泄壓閥4及至集水器28 ;球閥II126出水口連接至供暖水排水道(或室內(nèi)下水道)。
[0026]儲(chǔ)熱水箱15內(nèi)安裝有上水位傳感器19、下水位傳感器20、水溫傳感器1121、換熱器1122 ;上水位傳感器19的安裝位置比下水位傳感器20高，水溫傳感器1121和換熱器1122安裝于儲(chǔ)熱水箱15中部位置；換熱器16生活熱水側(cè)出水口是單向閥1123進(jìn)水口，三通管道分別連接單向閥1123出水口、電磁閥14出水口、儲(chǔ)熱水箱15進(jìn)水口，儲(chǔ)熱水箱15出水口與循環(huán)泵Π16進(jìn)水口連接，通過(guò)三通管道連接循環(huán)泵1116出水口、球閥IV27進(jìn)水口和換熱器6生活熱水側(cè)進(jìn)水口 ；球閥IV27出水口連接至生活洗浴用水器具(淋浴頭、熱水水龍頭);太陽(yáng)能集熱器18進(jìn)口通過(guò)循環(huán)泵II117和換熱器1122出口連接，換熱器1122進(jìn)口即是太陽(yáng)能集熱器18出口 ；球閥1125安裝在自來(lái)水管出水口且連接至單向閥III24進(jìn)水端，三通管道分別連接至單向閥III24出水口、電磁閥14進(jìn)水口和軟水器13進(jìn)水口，軟水器13出水口即是球閥19的進(jìn)水口。
[0027]自動(dòng)控制裝置30設(shè)置在電加熱供暖循環(huán)的側(cè)面，不和即熱式電加熱器8接觸；自動(dòng)控制裝置30通過(guò)控制器信號(hào)線與水流開(kāi)關(guān)2、壓力表3、水溫傳感器111、上水位傳感器19、下水位傳感器20、水溫傳感器1121連接并采集相應(yīng)信號(hào)數(shù)據(jù)，通過(guò)控制器、繼電器與循環(huán)泵I1、電磁閥14、循環(huán)泵1116、循環(huán)泵III17通過(guò)導(dǎo)線連接，并按照控制信號(hào)和軟件程序來(lái)執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作。
【權(quán)利要求】
1.一種太陽(yáng)能-電加熱的立體循環(huán)供暖系統(tǒng)包括循環(huán)泵I (I)、水流開(kāi)關(guān)(2)、壓力表(3)、泄壓閥(4)、散熱器(5)、換熱器I (6)、膨脹水箱(7)、即熱式電加熱器(8)、球閥I (9)、自動(dòng)排氣閥(10)、水溫傳感器I (11)、單向閥I (12)、軟水器(13)、電磁閥(14)、儲(chǔ)熱水箱(15)、循環(huán)泵II (16)、循環(huán)泵III (17)、太陽(yáng)能集熱器(18)、上水位傳感器(19)、下水位傳感器(20)、水溫傳感器II (21)、換熱器II (22)、單向閥II (23)、單向閥III (24)、球閥11(25)、球閥III (26)、球閥IV(27)、集水器(28)、分水器(29)、自動(dòng)控制裝置(30)及連接各部件的導(dǎo)線和管道；所述即熱式電加熱器(8)具有過(guò)熱保護(hù)功能，所述即熱式電加熱器(8)的加熱體采用耐熱玻璃管、PTC陶瓷片或陶瓷管、不銹鋼管的其中一種；所述循環(huán)泵I (I)出水口連接到即熱式電加熱器(8)的進(jìn)水口，即熱式電加熱器(8)的出水口安裝水溫傳感器I(Il)且連接到單向閥(12)的進(jìn)水口 ；所述換熱器I (6)供暖側(cè)出水口通過(guò)三通管道連接至球閥111(26)進(jìn)水口和分水器(29)，散熱器(5)的進(jìn)、出水口分別連接至分水器(29)和集水器(28);所述循環(huán)泵I(I)進(jìn)水口依次連接水流開(kāi)關(guān)(2)、壓力表(3)、泄壓閥(4)及至集水器(28);所述換熱器1(6)生活熱水側(cè)出水口是單向閥11(23)進(jìn)水口，儲(chǔ)熱水箱(15)出水口與循環(huán)泵Π(16)進(jìn)水口連接，通過(guò)三通管道連接循環(huán)泵11(16)出水口、球閥IV (27)進(jìn)水口和換熱器1(6)生活熱水側(cè)進(jìn)水口 ；所述太陽(yáng)能集熱器(18)進(jìn)口通過(guò)循環(huán)泵111(17)和換熱器II (22)出口連接，換熱器11(22)進(jìn)口連接到太陽(yáng)能集熱器(18)出口 ；所述自動(dòng)控制裝置(30)設(shè)置在電加熱供暖循環(huán)的側(cè)面，不和即熱式電加熱器⑶接觸；所述自動(dòng)控制裝置(30)通過(guò)控制器信號(hào)線與水流開(kāi)關(guān)(2)、壓力表(3)、水溫傳感器I (11)、上水位傳感器(19)、下水位傳感器(20)、水溫傳感器II (21)連接并采集相應(yīng)信號(hào)數(shù)據(jù)，通過(guò)控制器、繼電器與循環(huán)泵I (I)、電磁閥(14)、循環(huán)泵II (16)、循環(huán)泵III (17)通過(guò)導(dǎo)線連接，并按照控制信號(hào)和軟件程序來(lái)執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作。
【文檔編號(hào)】F24D15-00GK204301183SQ201420316473
【發(fā)明者】陳大東 [申請(qǐng)人]上海華恩利熱能機(jī)器股份有限公司