CN101476760A - 一种基于太阳能的多热源住宅舒适集成系统 - Google Patents

一种基于太阳能的多热源住宅舒适集成系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于太阳能的多热源住宅舒适集成系统，包括：与水源连通的主进水管、太阳能集热装置、生活热水供应装置、空调装置、调温贮水装置和地板采暖装置；所述生活热水供应装置具有独立的生活热水水箱。本发明集生活热水供应、地板采暖、风机制冷为一体，充分利用太阳能，具有较好的节能效果。

Description

一种基于太阳能的多热源住宅舒适集成系统
技术领域
本发明属于建筑用节能技术领域，具体涉及一种基于太阳能的多热源住宅舒适集成系统。
背景技术
由于石油、天然气、煤、电等不可生资源的大量消耗，当今社会都在忙于应对能源危机，同时能源价格的不断上升也日趋严重影响国际经济形势和人们的正常生活，尤其是对高耗能下的新技术产品的应用形成了巨大阻力，开发利用可再生能源和太阳能称为全球关注的焦点，我国政府也在大力支持和鼓励开发和使用新能源和绿色能源。
专利文献CN1313784C公开了一种基于固体吸附制冷机的太阳能复合能量系统，该系统包括：太阳能集热系统、太阳能热水供应系统、太阳能空调系统、控制系统、热水循环泵、分水缸、以及集水缸，其结构特点在于：还包括太阳能地板采暖系统、太阳能强化自然通风系统，组成中的六个系统通过管道并联在分水缸及集水缸之间，太阳能地板采暖系统设有地板采暖盘管，太阳能集热系统与地板采暖盘管通过热水循环泵以及管道连接；太阳能空调系统包括：高效吸附制冷机、空调末端风机盘管、冷却塔、冷却水循环泵、冷冻水循环泵，高效吸附制冷机与空调末端风机盘管通过冷冻水循环泵以及管道连接，高效吸附制冷机与冷却塔通过冷却水循环泵以及管道连接，高效吸附制冷机与太阳能集热系统通过热水循环泵以及管道连接；太阳能强化自然通风系统设有翅片管式换热器，翅片管式换热器与太阳能集热系统通过热水循环泵以及管道连接。该种能量系统的缺点是：空调用水和生活用水相互制约，容易影响整个系统功能的正常实现，节能效果低下。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种节能效果较好的集生活热水供应、地板采暖、风机制冷为一体的基于太阳能的多热源住宅舒适集成系统。
实现本发明目的的技术方案是：一种基于太阳能的多热源住宅舒适集成系统，包括：与水源连通的主进水管、太阳能集热装置、生活热水供应装置、空调装置、调温贮水装置和地板采暖装置；所述太阳能集热装置包括第二电动阀，所述太阳能集热装置设有进水口和出水口，其进水口通过第二电动阀与主进水管连通；所述调温贮水装置包括调温贮水箱、与主进水管连通的用于控制调温贮水箱内水位的水量控制装置；所述地板采暖装置包括分水器、用于从调温贮水箱的地暖热水出口中抽水以供给分水器的分水器供水水泵、集水器、用于控制集水器出水口与太阳能集热装置进水口之间管路通断的第四电动阀、和地板采暖盘管；所述空调装置包括风机盘管、热泵主机、空调换热盘管、和空调水泵；所述调温贮水箱设有与所述主进水管连通的主进水口、与分水器连通的地暖热水出口、与太阳能集热装置出水口连通的热水进水口、第三电动阀、空调用循环水出水口及空调用循环水进水口；所述主进水口通过水量控制装置与所述主进水管连通；所述第三电动阀串接在所述太阳能集热装置出水口与调温贮水箱的热水进水口之间的管路中；所述调温贮水箱的空调用循环水出水口通过空调水泵与风机盘管的进水口连通，所述调温贮水箱的空调用循环进水口与风机盘管的出水口连通；所述空调换热盘管与所述热泵主机连通且设置在所述贮水箱内；所述生活热水供应装置包括生活热水水箱、作为用水点的水龙头、和第一电动阀；所述生活热水水箱设有生活热水进水口、生活热水出水口；所述生活热水水箱的生活热水进水口通过所述第一电动阀与太阳能集热装置的出水口连通，所述生活热水水箱的生活热水出水口与所述水龙头连通。
上述技术方案中，所述生活热水水箱内还设有生活热水辅助电加热装置。
上述技术方案中，所述调温贮水箱内还设有调温用水辅助电加热装置。
上述技术方案中，所述生活热水供应装置还包括热水循环泵和三通混水阀；所述生活热水水箱还设有循环水进口；所述热水循环泵的进水口与所述生活热水水箱的生活热水出水口连通，所述热水循环泵的出水口与所述三通混水阀的热水进口连通。
上述技术方案中，所述三通混水阀的冷水进口与所述主进水管连通，所述三通混水阀的热水进口与其混合水出口连通，所述三通混水阀的混合水出口与水龙头及所述生活热水水箱的循环水进口连通。
上述技术方案中，所述地板采暖装置还包括一个第五电动阀，所述第五电动阀的进水口与集水器出水口以及所述第四电动阀的进水口均连通，所述第五电动阀的出水口与生活调温贮水箱的热水进水口以及第三电动阀的出水口均连通；所述第四电动阀的出水口与太阳能集热装置的进水口连通，所述第三电动阀的进水口与所述太阳能集热装置的出水口连通。
上述技术方案中，所述太阳能集热装置还包括排气阀，所述排气阀设置在太阳能集热装置的顶部。
本发明具有积极的效果：(1)本发明是一种是能实现集生活热水供应、地板采暖、风机制冷为一体的家居舒适集成系统。该系统设计优化、结构简单、性价比极高，充分利用了太阳能，节能效果达40％以上，是一种值得普遍性推广的典型方案。
(2)本发明具有两个独立水箱：调温贮水水箱和生活热水水箱，夏天风冷制冷和冬天地暖制热时，所需用水都是从调温贮水水箱中抽取，不影响生活热水供应，具有很好的实用性。
(3)本发明中，所述生活热水供应装置还包括热水循环泵和三通混水阀；所述生活热水水箱还设有循环水进口；所述热水循环泵的进水口与所述生活热水水箱的生活热水出水口连通，所述热水循环泵的出水口与所述三通混水阀的热水进口连通；所述三通混水阀的冷水进口与所述主进水管连通，所述三通混水阀的热水进口与其混合水出口连通，所述三通混水阀的混合水出口与水龙头及所述生活热水水箱的循环水进口连通。这种结构能实现热水沿生活用水管道循环，自动恒定用水管道水温，使用水点的水龙头出水“即开即热、无需放冷水”，节省水资源。
附图说明
图1是本发明的一种结构示意图。
附图所示标识为：进水管1，太阳能集热装置2，讲水口21，出水口22，排气阀23，生活热水供应装置3，生活热水水箱31，生活热水进水口311，生活热水出水口312，循环水进口313，水龙头32，生活热水辅助电加热装置33，热水循环泵34，三通混水阀35，热水进口351，冷水进口352，混合水出口353，空调装置4，风机盘管41，进水口411，出水口412，热泵主机42，空调换热盘管43，空调水泵44，调温贮水装置5，调温贮水箱51，主进水口511，地暖热水出口512，热水进水口513，空调用循环水出水口514，调用循环水进水口515，水量控制装置52，调温用水辅助电加热装置53，地板采暖装置6，分水器61，分水器供水水泵62，集水器63，集水器出水口631，地板采暖盘管64，第一电动阀71，第二电动阀72，第三电动阀73，进水口731，出水口732，第四电动阀74，进水口741，出水口742，第五电动阀75，进水口751，出水口752。
具体实施方式
(实施例1)
图1是本发明的一种结构示意图，显示了本发明的一种具体实施方式。
本实施例是一种基于太阳能的多热源住宅舒适集成系统，见图1，具体包括：与水源连通的主进水管1、太阳能集热装置2、生活热水供应装置3、空调装置4、调温贮水装置5和地板采暖装置6。
所述太阳能集热装置2包括第二电动阀72，所述太阳能集热装置2设有进水口21、出水口22和排气阀23，其进水口21通过第二电动阀72与主进水管1连通，所述排气阀23设置在太阳能集热装置2的顶部。
所述调温贮水装置5包括调温贮水箱51、与主进水管1连通的用于控制调温贮水箱51内水位的水量控制装置52、和调温用水辅助电加热装置53。本实施例中的水量控制装置52选用浮球阀。
所述地板采暖装置6包括分水器61、用于从调温贮水箱51的地暖热水出口512中抽水以供给分水器61的分水器供水水泵62、集水器63、用于控制集水器出水口631与太阳能集热装置进水口21之间管路通断的第四电动阀74、地板采暖盘管64、和一个第五电动阀75，所述第五电动阀75的进水口751与集水器出水口631以及所述第四电动阀的进水口741均连通，所述第五电动阀的出水口752与调温贮水箱51的热水进水口513以及第三电动阀的出水口732均连通；所述第四电动阀的出水口742与太阳能集热装置的进水口21连通，所述第三电动阀的进水口731与所述太阳能集热装置的出水口22连通。
所述空调装置4包括风机盘管41、空气源热泵主机42、空调换热盘管43、和空调水泵44。本实施例中的热泵主机42选用空气源热泵主机，在具体实践中，也可选用地源热泵主机。
所述调温贮水箱51设有与所述主进水管1连通的主进水口511、与分水器61连通的地暖热水出口512、与太阳能集热装置出水口22连通的热水进水口513、第三电动阀73、空调用循环水出水口514及空调用循环水进水口515；所述主进水口511通过浮球阀52与所述主进水管1连通；所述第三电动阀73串接在所述太阳能集热装置出水口22与调温贮水箱51的热水进水口513之间的管路中；所述调温贮水箱51的空调用循环水出水口514通过空调水泵44与风机盘管41的进水口411连通，所述调温贮水箱51的空调用循环进水口515与风机盘管41的出水口412连通；所述空调换热盘管43与所述空气源热泵主机42连通且设置在所述贮水箱51内。
所述生活热水供应装置3包括生活热水水箱31、作为用水点的水龙头32、第一电动阀71、生活热水辅助电加热装置33、热水循环泵34、和三通混水阀35；所述生活热水水箱31设有生活热水进水口311、生活热水出水口312、和循环水进口313；所述生活热水水箱31的生活热水进水口311通过所述第一电动阀71与太阳能集热装置的出水口22连通，所述生活热水水箱31的生活热水出水口312与所述水龙头32连通。
常态下，所述三通混水阀的冷水进口352与其热水进口351处于截止状态，当用水点处管路中的水温高于预设值后，例如高于50摄氏度后，外接控制系统将使所述三通混水阀的冷水进口352与其热水进口351处于导通状态，通过导入冷水，使得用水点处管路中的水温降低到预设范围内，可保证用水点处的水龙头随时打开都会有热水供应。
本实施例是能实现集生活热水供应、地板采暖、风机制冷为一体的家居舒适系统。该系统设计优化、结构简单、性价比极高，节能效果达40％以上，是一种值得普遍性推广的典型方案。
本实施例具有积极的优点：
(一)在具体使用中，所述太阳能集热装置和所述生活热水供应装置可构成一个典型的太阳能生活热水供应系统。在需要提供热水时，需要打开第一电动阀和第二电动阀，除了具有普通的太阳能热水供应功能，由于所述生活热水供应装置还包括热水循环泵和三通混水阀；所述生活热水水箱还设有循环水进口；所述热水循环泵的进水口与所述生活热水水箱的生活热水出水口连通，所述热水循环泵的出水口与所述三通混水阀的热水进口连通；所述三通混水阀的冷水进口与所述主进水管连通，所述三通混水阀的热水进口与其混合水出口连通，所述三通混水阀的混合水出口与水龙头及所述生活热水水箱的循环水进口连通。这种结构可以使得生活热水水箱中的小部分水流经过用水点形成一个循环水流，该循环水流与冷水在外接控制系统的控制下，可以保证用水点处管路中的水温始终保持在预设范围内，使用者一打开水龙头，马上就可流出热水，第一节省了水资源，第二，有效保护管道不会因为天寒温度太低而冻裂。
(二)所述太阳能集热装置、所述调温贮水箱、所述空调装置和所述地板采暖装置可构成一个完整的中央空调系统。夏天的时候，所述空气源热泵主机通过空调换热盘管制冷，降低所述调温贮水箱中的水温，然后空调水泵把调温贮水箱中的水抽到风机盘管中，与气流进行热交换，从而降低室内温度。
冬天需要制热时，操作有两种方式，一种是利用太阳能集热装置及附加制热装置加热调温贮水箱中的水，需要打开第三电动阀、第四电动阀和分水器供水水泵，关掉第五电动阀；第二种方式是不再利用太阳能集热装置，而仅依靠调温用水辅助电加热装置和空气源热泵主机中的至少一种加热调温贮水箱中的水，此时需要关掉第三电动阀和第四电动阀，打开分水器供水水泵和第五电动阀。所述分水器供水水泵从所述调温贮水箱中抽取热水供给分水器，从而通过地暖采暖盘管换热，提升室内温度。
(三)本实施例具有两个独立水箱：调温贮水水箱和生活热水水箱，夏天风冷制冷和冬天地暖制热时，所需用水都是从调温贮水水箱中抽取，不影响生活热水供应，具有很好的实用性。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (7)

1、一种基于太阳能的多热源住宅舒适集成系统，包括：与水源连通的主进水管(1)、太阳能集热装置(2)、生活热水供应装置(3)、空调装置(4)、和地板采暖装置(6)；
其特征在于：还包括调温贮水装置(5)；
所述太阳能集热装置(2)包括第二电动阀(72)，所述太阳能集热装置(2)设有进水口(21)和出水口(22)，其进水口(21)通过第二电动阀(72)与主进水管(1)连通；
所述调温贮水装置(5)包括调温贮水箱(51)、与主进水管(1)连通的用于控制调温贮水箱(51)内水位的水量控制装置(52)；
所述地板采暖装置(6)包括分水器(61)、用于从调温贮水箱(51)的地暖热水出口(512)中抽水以供给分水器(61)的分水器供水水泵(62)、集水器(63)、用于控制集水器出水口(631)与太阳能集热装置进水口(21)之间管路通断的第四电动阀(74)、和地板采暖盘管(64)；
所述空调装置(4)包括风机盘管(41)、热泵主机(42)、空调换热盘管(43)、和空调水泵(44)；
所述调温贮水箱(51)设有与所述主进水管(1)连通的主进水口(511)、与分水器(61)连通的地暖热水出口(512)、与太阳能集热装置出水口(22)连通的热水进水口(513)、第三电动阀(73)、空调用循环水出水口(514)及空调用循环水进水口(515)；所述主进水口(511)通过水量控制装置(52)与所述主进水管(1)连通；所述第三电动阀(73)串接在所述太阳能集热装置出水口(22)与调温贮水箱(51)的热水进水口(513)之间的管路中；
所述调温贮水箱(51)的空调用循环水出水口(514)通过空调水泵(44)与风机盘管(41)的进水口(411)连通，所述调温贮水箱(51)的空调用循环进水口(515)与风机盘管(41)的出水口(412)连通；所述空调换热盘管(43)与所述热泵主机(42)连通且设置在所述贮水箱(51)内；
所述生活热水供应装置(3)包括生活热水水箱(31)、作为用水点的水龙头(32)、和第一电动阀(71)；所述生活热水水箱(31)设有生活热水进水口(311)、生活热水出水口(312)；所述生活热水水箱(31)的生活热水进水口(311)通过所述第一电动阀(71)与太阳能集热装置的出水口(22)连通，所述生活热水水箱(31)的生活热水出水口(312)与所述水龙头(32)连通。
2、根据权利要求1所述的基于太阳能的多热源住宅舒适集成系统，其特征在于：所述生活热水水箱(31)内还设有生活热水辅助电加热装置(33)。
3、根据权利要求1所述的基于太阳能的多热源住宅舒适集成系统，其特征在于：所述调温贮水箱(51)内还设有调温用水辅助电加热装置(53)。
4、根据权利要求1所述的基于太阳能的多热源住宅舒适集成系统，其特征在于：所述生活热水供应装置(3)还包括热水循环泵(34)和三通混水阀(35)；所述生活热水水箱(31)还设有循环水进口(313)；
所述热水循环泵(34)的进水口与所述生活热水水箱(31)的生活热水出水口(312)连通，所述热水循环泵的出水口与所述三通混水阀的热水进口(351)连通；所述三通混水阀的冷水进口(352)与所述主进水管(1)连通。
5、根据权利要求4所述的基于太阳能的多热源住宅舒适集成系统，其特征在于：所述三通混水阀的热水进口(351)与其混合水出口(353)连通，所述三通混水阀的混合水出口(353)与所述生活热水水箱(31)的循环水进口(313)及水龙头(32)连通。
6、根据权利要求1所述的基于太阳能的多热源住宅舒适集成系统，其特征在于：所述地板采暖装置(6)还包括一个第五电动阀(75)，所述第五电动阀(75)的进水口(751)与集水器出水口(631)以及所述第四电动阀的进水口(741)均连通，所述第五电动阀的出水口(752)与调温贮水箱(51)的热水进水口(513)以及第三电动阀的出水口(732)均连通；所述第四电动阀的出水口(742)与太阳能集热装置的进水口(21)连通，所述第三电动阀的进水口(731)与所述太阳能集热装置的出水口(22)连通。
7、根据权利要求1所述的基于太阳能的多热源住宅舒适集成系统，其特征在于：所述太阳能集热装置(2)还包括排气阀(23)，所述排气阀(23)设置在太阳能集热装置(2)的顶部。
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