高原地區(qū)復(fù)合式采暖系統(tǒng)及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高原地區(qū)復(fù)合式采暖系統(tǒng)，包括：供熱單元，包括鍋爐以及連通所述鍋爐的供熱回路，所述供熱回路連接供熱末端；太陽(yáng)能集熱單元，包括集熱器以及連通所述集熱器的集熱回路，所述集熱回路上設(shè)有一緩沖水箱；板式換熱器，連接所述緩沖水箱與所述供熱回路，用于實(shí)現(xiàn)供熱單元與集熱單元之間的熱交換；智能控制單元，用以監(jiān)測(cè)所述供熱單元與集熱單元的溫度，并控制熱交換的運(yùn)行。通過(guò)提高太陽(yáng)能熱水集熱系統(tǒng)的效率，將太陽(yáng)能作為采暖回水的預(yù)熱裝置，將鍋爐用于調(diào)控采暖供水溫度。
【專利說(shuō)明】高原地區(qū)復(fù)合式采暖系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高原地區(qū)的高原地區(qū)復(fù)合式采暖系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高原地區(qū)，例如汶川及玉樹地區(qū)，由于地處高原深山，資源稀缺，氣候條件惡劣，給災(zāi)后援建工作帶來(lái)了諸多困難。煤、油等礦物能源供給不易，且容易對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境造成破壞，援建工作中急待解決農(nóng)牧民的長(zhǎng)期供暖問題。
[0003]高原地區(qū)海拔較高，空氣稀薄，太陽(yáng)輻射能較大，故可以在白天主要利用太陽(yáng)能供暖的方法；青藏地區(qū)畜牧業(yè)發(fā)達(dá)，牛糞資源極為豐富，采集也較為方便，牛糞燃燒所釋放的熱能接近煤的40%，且無(wú)污染，故在夜間可以主要采用牛糞鍋爐來(lái)供暖。
[0004]因此，結(jié)合當(dāng)?shù)氐奶厥鈼l件，可以采用復(fù)合式的供暖方法來(lái)達(dá)到便捷經(jīng)濟(jì)，環(huán)保的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于解決高原地區(qū)因?yàn)楹０胃?、空氣稀薄、晝夜溫差大，再加上資源能源稀缺，導(dǎo)致的供熱困難、成本極大的問題。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明公開了一種高原地區(qū)復(fù)合式采暖系統(tǒng)，包括:供熱單元，包括鍋爐以及連通所述鍋爐的供熱回路，所述供熱回路連接供熱末端；集熱單元，包括集熱器以及連通所述集熱器的集熱回路，所述集熱回路上設(shè)有一緩沖水箱；板式換熱器，連接所述緩沖水箱與所述供熱回路，用于實(shí)現(xiàn)供熱單元與集熱單元之間的熱交換；智能控制單元，用以監(jiān)測(cè)所述供熱單元與集熱單元的溫度，并控制熱交換的運(yùn)行。
[0007]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述集熱回路包括一進(jìn)水管路與一出水管路，所述進(jìn)水管路連接所述集熱器的進(jìn)水端與所述緩沖水箱的出水端，所述出水管路連接所述集熱器的出水端與所述緩沖水箱的進(jìn)水端。
[0008]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述供熱回路包括一供水管路與一回水管路，所述供水管路連接所述鍋爐的出水端與所述供熱末端的進(jìn)水端，所述回水管路連接所述供熱末端的出水端與所述鍋爐的進(jìn)水端；所述板式換熱器設(shè)于所述回水管路，且通過(guò)一循環(huán)回路分別連接于所述緩沖水箱的出水端與進(jìn)水端。
[0009]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述鍋爐為牛糞鍋爐。
[0010]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述鍋爐包括相互并聯(lián)的牛糞鍋爐與燃煤鍋爐。
[0011]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述集熱器為太陽(yáng)能集熱器。
[0012]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述集熱器包括相互并聯(lián)的高區(qū)太陽(yáng)能集熱器與低區(qū)太陽(yáng)能集熱器。
[0013]本發(fā)明還公開了一種上述采暖系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟:
[0014]監(jiān)測(cè)所述集熱器的集熱強(qiáng)度，當(dāng)所述集熱強(qiáng)度高于設(shè)定值時(shí)，智能控制單元控制集熱器經(jīng)由集熱回路向所述緩沖水箱儲(chǔ)熱；[0015]監(jiān)測(cè)所述集熱器的集熱強(qiáng)度與所述集熱器的進(jìn)出水溫度，當(dāng)所述出水溫度小于等于所述進(jìn)水溫度，且所述集熱器的集熱強(qiáng)度低于設(shè)定值時(shí)，智能控制單元控制所述集熱器停止經(jīng)由集熱回路向所述緩沖水箱儲(chǔ)熱；
[0016]監(jiān)測(cè)所述緩沖水箱中的溫度以及所述供熱回路中的回水管路的溫度，當(dāng)所述緩沖水箱中的溫度高于所述供熱回路中的回水管路的溫度時(shí)，智能控制單元控制緩沖水箱經(jīng)由板式換熱器與所述供熱回路進(jìn)行熱交換；當(dāng)所述緩沖水箱中的溫度低于所述供熱回路中的回水管路的溫度時(shí)，智能控制單元控制緩沖水箱停止經(jīng)由板式換熱器與所述供熱回路進(jìn)行熱交換
[0017]本發(fā)明通過(guò)提高太陽(yáng)能熱水集熱系統(tǒng)的效率，將太陽(yáng)能作為采暖回水的預(yù)熱裝置，將鍋爐用于調(diào)控采暖供水溫度。
[0018]1.根據(jù)當(dāng)?shù)氐奶?yáng)輻射能的強(qiáng)度和實(shí)際所需要的供熱功率選擇牛糞鍋爐的型號(hào)，考慮到太陽(yáng)能的非連續(xù)性和不穩(wěn)定性，牛糞鍋爐選型時(shí)須增加20%的安全余量。
[0019]2.太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)采用熱管式集熱器，其傳熱快不走水，具有耐冰凍、無(wú)滲漏、易維修的優(yōu)點(diǎn)適用于高原寒冷地區(qū)。
[0020]3.當(dāng)太陽(yáng)能充足時(shí)，供暖用戶端回水首先經(jīng)過(guò)板式換熱器，與太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)進(jìn)行換熱，再送入鍋爐進(jìn)一步加熱，使其滿足采暖供水溫度需求；當(dāng)處夜間或太陽(yáng)能不足時(shí)，關(guān)閉緩沖水箱與板式換熱器之間的水泵，則末端回水直接送入鍋爐進(jìn)行加熱。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本發(fā)明的復(fù)合式采暖系統(tǒng)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0023]請(qǐng)參閱圖1所示，本發(fā)明公開了一種復(fù)合式采暖系統(tǒng)，其主要包括一供熱單元10，一集熱單元20，一板式換熱器30以及一智能控制單元，其中:
[0024]該供熱單元10包括一鍋爐11以及連通鍋爐11的供熱回路12，且鍋爐11通過(guò)供熱回路12連通供熱末端40 ;供熱回路12包括一供水管路121與一回水管路122，供水管路121連接鍋爐11的出水端與供熱末端40的進(jìn)水端，回水管路122連接供熱末端40的出水端與鍋爐11的進(jìn)水端，該供熱回路12上設(shè)置有供熱水泵123，閥門124以及溫度傳感器125 ；
[0025]進(jìn)一步的，鍋爐11可以為一單獨(dú)的牛糞鍋爐111，也可以是通過(guò)相互并聯(lián)的牛糞鍋爐111與燃煤鍋爐112組成。
[0026]該集熱單元20包括一集熱器21以及連通集熱器21的集熱回路22，集熱回路22上設(shè)有一緩沖水箱23 ;集熱回路22包括一進(jìn)水管路221與一出水管路222，進(jìn)水管路221連接集熱器21的進(jìn)水端與緩沖水箱23的出水端，出水管路222連接集熱器21的出水端與緩沖水箱23的進(jìn)水端，該集熱回路22上設(shè)置有集熱水泵223，閥門224以及溫度傳感器225，該緩沖水箱23中同樣設(shè)有溫度傳感器(圖中未標(biāo)出)；
[0027]進(jìn)一步的，該集熱器21可以選擇太陽(yáng)能集熱器，也可以是如圖1中所示的相互并聯(lián)的高區(qū)太陽(yáng)能集熱器211與低區(qū)太陽(yáng)能集熱器212。[0028]該板式換熱器30設(shè)于供熱單元10的回水管路122上，且通過(guò)一循環(huán)回路40分別連接于緩沖水箱23的出水端與進(jìn)水端。
[0029]本發(fā)明還公開一種上述復(fù)合式采暖系統(tǒng)的控制方法，其主要包括:
[0030]A.集熱單元20運(yùn)行工況控制方法
[0031]Al:監(jiān)測(cè)太陽(yáng)能集熱器21的集熱強(qiáng)度，當(dāng)集熱強(qiáng)度高于設(shè)定值，即實(shí)際太陽(yáng)輻照強(qiáng)度高于太陽(yáng)能集熱器21中的太陽(yáng)輻照強(qiáng)度傳感器的設(shè)定上限時(shí)，智能控制單元向集熱單元20的集熱水泵223發(fā)出指令，使其正常運(yùn)行，集熱器開始向緩沖水箱23儲(chǔ)熱。為避免多云天氣期間系統(tǒng)的頻繁啟停，由智能控制單元中的時(shí)間控制器來(lái)控制集熱水泵223停止5分鐘后，才進(jìn)行下一次的集熱水泵223的開啟控制；
[0032]A2:通過(guò)集熱器21中的太陽(yáng)輻照強(qiáng)度傳感器監(jiān)測(cè)集熱器的集熱強(qiáng)度，通過(guò)分別設(shè)置于進(jìn)水管路221與出水管路222的溫度傳感器225監(jiān)測(cè)集熱器21的進(jìn)出水溫度，當(dāng)集熱器21的出水溫度小于等于進(jìn)水溫度，且所述集熱器21的集熱強(qiáng)度低于設(shè)定值時(shí)，智能控制單元向集熱水泵223發(fā)出停止運(yùn)行指令，控制集熱器21停止經(jīng)由集熱回路22向緩沖水箱
23儲(chǔ)熱；為避免多云天氣期間系統(tǒng)的頻繁啟停，由智能控制單元中的時(shí)間控制器來(lái)控制集熱水泵223停止5分鐘后，才進(jìn)行下一次的集熱水泵223的開啟控制。
[0033]B:集熱單元20停止工況控制方法
[0034]B1:當(dāng)集熱器21處于悶曬狀態(tài)(有太陽(yáng)輻照、但實(shí)際太陽(yáng)輻照強(qiáng)度低于太陽(yáng)能集熱器21中的太陽(yáng)輻照強(qiáng)度傳感器的設(shè)定上限時(shí))或無(wú)太陽(yáng)輻照狀態(tài)(夜間、陰雨天沒有太陽(yáng)輻照時(shí))，智能控制單元向集熱水泵223發(fā)出指令，使其處于停止運(yùn)行工況。
[0035]C:供熱單元10運(yùn)行工況控制方法
[0036]Cl:當(dāng)安裝在緩沖水箱23中的溫度傳感器監(jiān)測(cè)出的溫度信號(hào)高于裝在供熱回路12中回水管路122上的溫度傳感器125監(jiān)測(cè)出的溫度信號(hào)時(shí)，例如可以設(shè)定為差值高于5°C，智能控制單元向供熱水泵123發(fā)出開啟運(yùn)行信號(hào)，控制緩沖水箱23經(jīng)由板式換熱器30與供熱回路12進(jìn)行熱交換；
[0037]C2:當(dāng)緩沖水箱23中的溫度低于供熱回路12中的回水管路122的溫度時(shí)，智能控制單元控制緩沖水箱23停止經(jīng)由板式換熱器30與供熱回路12進(jìn)行熱交換。
[0038]以上結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員可根據(jù)上述說(shuō)明對(duì)本發(fā)明做出種種變化例。因而，實(shí)施例中的某些細(xì)節(jié)不應(yīng)構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定，本發(fā)明將以所附權(quán)利要求書界定的范圍作為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種高原地區(qū)復(fù)合式采暖系統(tǒng)，其特征在于包括: 供熱單元，包括鍋爐以及連通所述鍋爐的供熱回路，所述供熱回路連接供熱末端； 集熱單元，包括集熱器以及連通所述集熱器的集熱回路，所述集熱回路上設(shè)有一緩沖水箱； 板式換熱器，連接所述緩沖水箱與所述供熱回路，用于實(shí)現(xiàn)供熱單元與集熱單元之間的熱交換； 智能控制單元，用以監(jiān)測(cè)所述供熱單元與集熱單元的溫度，并控制熱交換的運(yùn)行。
2.如權(quán)利要求1所述的采暖系統(tǒng)，其特征在于:所述集熱回路包括一進(jìn)水管路與一出水管路，所述進(jìn)水管路連接所述集熱器的進(jìn)水端與所述緩沖水箱的出水端，所述出水管路連接所述集熱器的出水端與所述緩沖水箱的進(jìn)水端。
3.如權(quán)利要求2所述的的采暖系統(tǒng)，其特征在于:所述供熱回路包括一供水管路與一回水管路，所述供水管路連接所述鍋爐的出水端與所述供熱末端的進(jìn)水端，所述回水管路連接所述供熱末端的出水端與所述鍋爐的進(jìn)水端； 所述板式換熱器設(shè)于所述回水管路，且通過(guò)一循環(huán)回路分別連接于所述緩沖水箱的出水端與進(jìn)水端。
4.如權(quán)利要求1所述的采暖系統(tǒng)，其特征在于:所述鍋爐為牛糞鍋爐。
5.如權(quán)利要求1所述的采暖系統(tǒng)，其特征在于:所述鍋爐包括相互并聯(lián)的牛糞鍋爐與燃煤鍋爐。
6.如權(quán)利要求1所述的采暖系統(tǒng)，其特征在于:所述集熱器為太陽(yáng)能集熱器。
7.如權(quán)利要求6所述的采暖系統(tǒng)，其特征在于:所述集熱器包括相互并聯(lián)的高區(qū)太陽(yáng)能集熱器與低區(qū)太陽(yáng)能集熱器。
8.—種如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的采暖系統(tǒng)的控制方法，其特征在于包括以下步驟: 監(jiān)測(cè)所述集熱器的集熱強(qiáng)度，當(dāng)所述集熱強(qiáng)度高于設(shè)定值時(shí)，智能控制單元控制集熱器經(jīng)由集熱回路向所述緩沖水箱儲(chǔ)熱； 監(jiān)測(cè)所述集熱器的集熱強(qiáng)度與所述集熱器的進(jìn)出水溫度，當(dāng)所述出水溫度小于等于所述進(jìn)水溫度，且所述集熱器的集熱強(qiáng)度低于設(shè)定值時(shí)，智能控制單元控制所述集熱器停止經(jīng)由集熱回路向所述緩沖水箱儲(chǔ)熱； 監(jiān)測(cè)所述緩沖水箱中的溫度以及所述供熱回路中的回水管路的溫度，當(dāng)所述緩沖水箱中的溫度高于所述供熱回路中的回水管路的溫度時(shí)，智能控制單元控制緩沖水箱經(jīng)由板式換熱器與所述供熱回路進(jìn)行熱交換；當(dāng)所述緩沖水箱中的溫度低于所述供熱回路中的回水管路的溫度時(shí)，智能控制單元控制緩沖水箱停止經(jīng)由板式換熱器與所述供熱回路進(jìn)行熱交換。
【文檔編號(hào)】F24D19/10GK103836696SQ201410097647
【公開日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2014年3月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月17日
【發(fā)明者】王桂玲, 王強(qiáng), 薛鐵, 危鼎, 朱寶君, 苗冬梅, 馬洪娟 申請(qǐng)人:中國(guó)建筑第八工程局有限公司