專利名稱：適用于小型建筑太陽能輔助節(jié)能型供暖供熱水的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明陳述了一種適用于小型低層民居建筑的使用的供熱水供暖的熱水發(fā)生裝置，它采用太陽能和電能互補加熱的綜合控制方式，利用了太陽能，到達了降低小型民用建筑能耗費用的目的；同時還可以一機多用，冬季可以為建筑供暖，夏季可以為住戶提供熱水，并且一年四季可以為住戶提供生活熱水，是一種節(jié)能型的多用途的適合于小型建筑使用的熱水系統(tǒng)，此裝置特別適合于農(nóng)村的散戶建筑。
背景技術(shù)：
在中國長江以北地區(qū)，大部分在農(nóng)村生活的居民，能源的來源主要依靠燃煤，居民冬季取暖采用爐子燒煤的直接取暖方式，也有用爐子燒水帶土暖氣方式取暖的。還有一小部分家庭靠電取暖(如電暖氣和空調(diào)熱風)。
目前采暖方式存在的弊端直接或間接用燒煤取暖的，由于目前燃煤技術(shù)的限制，能源利用率低，對于農(nóng)村散戶來說，廢氣廢煙排放難以控制，產(chǎn)生很多方面的負效應，對資源的浪費、大氣的污染、環(huán)境的破壞等產(chǎn)生極大的危害。
靠電取暖的，因為目前電費較貴，一個冬季下來，對一個普通型收入的家庭來說，電費是一筆很大的開支，用電取暖在農(nóng)村受到限制。目前在我國建筑能耗將近占整個國家能耗的40％，能源有限，但能源的需求卻越來越大，建立能耗節(jié)約型社會，開發(fā)新的節(jié)能設備，是很緊迫的事情。本發(fā)明正是針在農(nóng)村地區(qū)的小型民用建筑日常取暖供熱以及日常生活用熱水而設計的一套新型供熱系統(tǒng)。
本發(fā)明的內(nèi)容和目的本發(fā)明的設計原理采用太陽能和電能聯(lián)合加熱的采暖方式，靠太陽能的輔助加熱，解決了單純用電取暖費用高的弊端，同時此裝置還可以一年四季為居民提供生活用熱水(此熱水也是太陽能和電能聯(lián)合加熱產(chǎn)生)。
另外，本發(fā)明用到的電加熱器，根據(jù)住戶的采暖供熱面積可以選用加熱功率從2.5千瓦到4.0千瓦的不同量級，與取暖負荷相匹配。此外，還可以根據(jù)住戶的采暖供熱面積和實際耗電量的支出情況，進行2到3組太陽能集熱器的不同搭配安裝。所以，此發(fā)明適合于小型民用建筑日常取暖供熱，特別適用于農(nóng)村的散戶建筑。
本發(fā)明的目的是設計一種新型的適用于小型建筑(特別是農(nóng)村家庭使用的)日常取暖供熱水的熱水發(fā)生裝置。這種裝置具有節(jié)能性、運轉(zhuǎn)費用低、綠色環(huán)保等優(yōu)點，有很好的社會效益和經(jīng)濟效益。
本發(fā)明的技術(shù)先進性和優(yōu)越性1此裝置主要針對民用建筑散戶使用。
2此裝置能夠冬季采暖時充分利用太陽能進行輔助加熱，當遇到陰天或者陽光不足，靠電加熱補充，并且有智能溫控儀監(jiān)控電加熱器的運行與停止。
3此裝置可以一年四季地為用戶提供洗浴等生活熱水，它配有專門的蓄熱水箱，特別適合農(nóng)村家庭使用，可以顯著改善農(nóng)村居民的生活條件。
4此裝置有水路自動換向功能。冬季采暖期，當夜間室外氣溫降低，沒有太陽能時，專門采集太陽能熱水出口溫度的溫度傳感器通知智能控制器，智能控制器發(fā)信號能夠自動切換水路流向，使得原本流向室外建筑屋頂?shù)乃臑橹苯恿飨蛐顭崴?，水路走捷徑，避免電加熱的能源散失到室外?br> 5此裝置設計有自動回水箱。當太陽輻射不足或太陽能控制開關(guān)關(guān)閉，能自動回收太陽能集熱器的存水，當太陽能供熱系統(tǒng)重新啟動后，此自動回水箱中的水又會自動流回到整個裝置的水路中。
6此裝置有自動補水功能。當補水水箱的液位降低后，與自來水管相接的電磁閥會自動打開，向水箱充水。
下面結(jié)合附圖及其具體實施方案對本發(fā)明的運行原理做進一步的說明

圖1適用于小型建筑太陽能輔助節(jié)能型供暖供熱水的裝置控制電路原理2適用于小型建筑太陽能輔助節(jié)能型供暖供熱水的裝置的水路原理圖將電源插座(圖1件20)通電，并將漏電開關(guān)(圖1件19)扳到ON狀態(tài)。打開總電源開關(guān)(圖1件14)，這時智能溫控制儀I(圖1件1)和智能溫控制儀II(圖1件12)得電并顯示當前測量的溫度，同時循環(huán)水泵開始運轉(zhuǎn)。
1核心控制系統(tǒng)智能溫控制儀I(圖1件1)和智能溫控制儀II(圖1件12)是本控制系統(tǒng)的核心，其中智能溫控制儀I(圖1件1)負責蓄熱水箱(圖2件10)內(nèi)熱水的溫度控制，它有一對常閉繼電器輸出節(jié)點，智能溫控制儀I對該觸點設定為上限報警模式，即當測量出被加熱的熱水的溫度高于設定值(比如90度)，這時該觸點報警，觸點打開，加熱停止。
智能溫控制儀II(圖1件12)負責太陽能熱水的水路控制，它有一對常開繼電器輸出節(jié)點，智能溫控制儀II對該觸點設定為下限報警模式，即當測量出太陽能集熱器流出的熱水的溫度低于設定值(比如10度)，這時該觸點報警，觸點閉合，相應的電磁閥得電，流向太陽能集熱器(圖2件13)的水路被切斷，轉(zhuǎn)而直接流向蓄熱水箱(圖2件10)，同時排出太陽能集熱器存水。
2太陽能和電能聯(lián)合供熱太陽能集熱器(圖2件13)按照一定的傾角立著安裝在屋頂上，它的構(gòu)造是平板式，即下部有一根進水總管，上部有一根出水總管，在進水總管和出水總管之間中間焊接豎放的一排吸熱水管，入水在從下往上的移動中逐漸被太陽能加熱，然后從上部的出水口流出。
在總電源開關(guān)(圖1件14)打開通電，太陽能開關(guān)(圖1件6)合上，與太陽能相關(guān)的各個電磁閥開始受智能溫控制儀II(圖1件12)的控制。循環(huán)水泵(圖2件1)打水，由于電磁閥III(圖2件6)處于關(guān)閉狀態(tài)，水流經(jīng)電磁閥I(圖2件4)上升到太陽能集熱器(圖2件13)的下部進水口，然后在上升過程中逐步被加熱，從上部的出水口流出，向下流經(jīng)電磁閥II(圖2件5)，水向右流到蓄熱水箱(圖2件10)中，如果這時水溫達不到蓄熱水箱的設定溫度，這時電加熱器(圖2件17)在智能溫控制儀I(圖1件1)的控制下將水加熱到設定的溫度。被加熱的水流向安裝在居室中的立式暖氣片組(圖2件12)，并且逐步將熱能傳遞給暖氣片周圍的空氣，起到居室采暖的功效；另外被加熱的水還可以通過手動開動生活熱水閥門(圖2件11)，用于洗浴或其他日常生活用熱水。同時，經(jīng)過立式暖氣片出來的冷水重新流回循環(huán)水泵(圖2件1)的入水口，水路形成一個循環(huán)系統(tǒng)。
3太陽能不足時啟動電加熱系統(tǒng)在陽光不充足的白天或夜間不能利用太陽能的情況下，本裝置通過電路自動控制，供熱系統(tǒng)切換到電加熱系統(tǒng)。首先，當安裝在太陽能集熱器(圖2件13)熱水出水口處的溫度傳感器II(圖1件13)測量到熱水出口溫度低于智能溫控制儀II(圖1件12)設定的太陽能最低工作溫度時，智能溫控制儀II(圖1件12)的報警觸點由常開轉(zhuǎn)變?yōu)槌ｉ]狀態(tài)，電磁閥I(圖2件4)和電磁閥II(圖2件5)關(guān)閉，同時電磁閥II(圖2件6)打開，從水泵出來的水不在流向太陽能集熱器，而是直接流向蓄熱水箱(圖2件10)，靠電加熱器(圖2件17)對水加熱。被加熱的水用于居室的采暖或提供生活用熱水。同時，經(jīng)過立式暖氣片出來的冷水重新流回循環(huán)水泵(圖2件1)的入水口，水路形成一個循環(huán)系統(tǒng)。
4蓄熱水箱的控溫其中智能溫控制儀I(圖1件1)用于控制蓄熱水箱(圖1件10)內(nèi)熱水的溫度，溫度傳感器I(圖1件5)用于測量蓄熱水箱(圖1件10)內(nèi)熱水的溫度，蓄熱水箱的熱水溫度可以從智能溫控制儀I(圖1件1)的按鍵設定，當熱水溫度低于設定值時，智能溫控制儀I(圖1件1)的報警輸出繼電器閉合，接觸器線圈(圖1件4)得電，接觸點觸點(圖1件15)閉合，電加熱器(圖1件16)接通電源開始加熱，同時加熱指示燈(圖1件17)通電變亮。反之，當熱水溫度高于設定值時，智能溫控制儀I(圖1件1)的報警輸出繼電器打開，接觸器線圈(圖1件4)失電，接觸點觸點(圖1件15)打開，電加熱器(圖1件16)斷開電源，不再加熱。
5溫度過熱保護另外，溫度過熱保護器(圖1件2)用于監(jiān)控蓄熱水箱(圖1件10)的溫度，當溫度過高超過安全限值，溫度過熱保護器由常閉變?yōu)榇蜷_狀態(tài)，接觸器線圈(圖1件4)失電，接觸點觸點(圖1件15)打開，電加熱器(圖1件16)斷開電源，停止加熱。通常蓄熱水箱的溫度設定為60度。
6自動補水技術(shù)和自動回收太陽能集熱器存水技術(shù)當補水箱(圖2件2)中的水位降低，液位開關(guān)浮子(圖2件3)上的液位開關(guān)觸點(圖1件3)閉合，與自來水管相接的電磁閥VI打開，自來水流入補水箱，液位開關(guān)浮子上升，直到液位開關(guān)觸點(圖1件3)打開，電磁閥VI關(guān)住，停止補水。
另外，當太陽能集熱器(圖2件13)流出熱水溫度太低，電磁閥I(圖2件4)和電磁閥II(圖2件5)全部關(guān)閉，電磁閥IV(圖2件7)和電磁閥V(圖2件8)全部打開，太陽能集熱器(圖2件13)中留存的余水靠自重流回當補水箱(圖2件2)，同時也做為下次補水的備用水。
7蓄熱水箱和立式暖氣片蓄熱水箱的容積為90升，它的內(nèi)膽用厚度為0.6毫米的不銹鋼板焊接而成，在上下封頭處做翻邊處理，能夠承受內(nèi)壓。外部包有50毫米厚的聚氨酯保溫層，導熱系數(shù)達到0.021w/m.k，有良好的保溫隔熱性能。另外，立式暖氣片的內(nèi)部導熱噴涂防銹涂層，熱傳遞效率高，不生銹，水流清潔，暖氣用水和生活用水可以共用。
8排氣裝置當整個裝置在加注水過程中，管路中的氣體會從放氣閥(圖2件14)中排出，加熱過程中產(chǎn)生的水蒸氣也會從放氣閥(圖2件14)中排出。
權(quán)利要求
1本發(fā)明靠太陽能和電能聯(lián)合互補加熱的方式，冬季為小型民用建筑提供取暖，并且一年四季為住戶提供洗浴等生活熱水。
2本發(fā)明配置有蓄熱水箱，可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)家用熱水器，有一機多能的作用。
3本發(fā)明中整個系統(tǒng)為全自動控制，依據(jù)室外太陽能效率的高低自動切換被加熱的水流路徑，可以自動接通或斷開太陽有水路，電加熱功能作為替補。
4本發(fā)明有自動回水功能，可以自動回收太陽能集熱器的存水而不浪費。
5本發(fā)明有自動補水功能，當系統(tǒng)缺水，電磁閥打開補水，無須人為補水。
6本發(fā)明有加熱器過熱溫度自動保護，裝置漏電保護功能。
全文摘要
本發(fā)明陳述了一種適用于小型低層民居建筑的使用的供暖供熱水的熱水發(fā)生裝置，它采用太陽能和電能互補加熱的綜合控制方式，利用了太陽能，到達了降低小型民用建筑能耗費用的目的；同時還可以一機多用，冬季可以為建筑供暖，夏季可以為住戶提供熱水，并且一年四季可以為住戶提供生活熱水，是一種節(jié)能型的多用途的適合于小型建筑使用的熱水系統(tǒng)，此裝置特別適合于農(nóng)村的散戶建筑。
文檔編號F24H1/22GK101033891SQ20071008665
公開日2007年9月12日 申請日期2007年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月28日
發(fā)明者齊俊杰 申請人:齊俊杰