CN101586827A

CN101586827A - 太阳能地面供暖系统

Info

Publication number: CN101586827A
Application number: CNA2009100622831A
Authority: CN
Inventors: 桂正虎; 桂正茂
Original assignee: Wuhan Hongtu Energy-saving Technology Co Ltd
Current assignee: Wuhan Hongtu Energy-saving Technology Co Ltd
Priority date: 2009-05-27
Filing date: 2009-05-27
Publication date: 2009-11-25
Anticipated expiration: 2029-05-27
Also published as: CN101586827B

Abstract

本发明公开了一种太阳能地面供暖系统，包括太阳能集热器、温度传感器、中央控制器、混水装置，太阳能集热器的两端通过太阳能供水管、太阳能回水管分别与储热水箱连接，在太阳能供水管上装有太阳能循环水泵并与储热水箱连接，在储热水箱上装有温度传感器，温度传感器通过控制线和中央控制器连接，在辅助热源上通过供暖主回水管和供暖主供水管和混水装置连接，在供暖主回水管上装有辅助热源电动二通阀、供暖循环水泵，在中央控制器上通过控制线与辅助热源、温度传感器、辅助热源电动二通阀、储热水箱电动二通阀、供暖循环水泵、混水装置、地面供暖系统相连。本发明结构简单，安装方便、节能效果明显，舒适度高、性能稳定、安全可靠，使用寿命长。

Description

太阳能地面供暖系统

技术领域

本发明涉及太阳能集热技术领域，更具体涉及一种太阳能地面供暖系统，它尤其适用于低温热水地板辐射供暖的太阳能热源供应。

背景技术

低温热水地板辐射供暖技术(简称“地面供暖”或“地板采暖”)是最近十年来国内发展起来的一种新型供暖技术，它以温度不高于60℃的热水为热媒，在地暖管内循环流动，加热地面混凝土覆盖层，通过地面以辐射和对流的传热方式向室内供热的供暖方式，是对房间热微气候进行调节的节能的供暖系统，是目前世界公认的最舒适最节能的供暖方式之一。该技术适用于住宅、高大空间公共建筑、游泳馆(池)、室外化雪等领域，不仅可利用传统能源，而且可充分利用工业余热锅炉热水、各种空调回水、地热水等，具有舒适高、(与散热器供暖方式相比)节能20-30％、(与散热器供暖方式相比)有效增加使用面积2％、使用寿命长等优点，在长江以北地区得到了长足的发展。其缺点在于：1、升温时间慢。在正常情况下，每小时提高室温2-3℃。2、能源浪费。地面供暖有升温慢、蓄热时间长的特点，因此在人需要温度时难以完全提供，人不需要时还在供暖。

发明内容

本发明的目的是在于提供了一种太阳能地面供暖系统，结构简单，使用方便，实现通过联合太阳能和辅助热源对智能地面供暖系统各区域加热管道的热源供给，并结合地面供暖系统，构成全局自动托管的智能供暖一体化系统。

为了实现上述任务，本发明采用以下技术措施：

一种太阳能地面供暖系统，所述的太阳能地面供暖系统包括：太阳能集热器、太阳能循环水泵、储热水箱、温度传感器、辅助热源、辅助热源电动二通阀、供暖循环水泵、储热水箱电动二通阀、自来水进水管、生活热水供水管、中央控制器、混水装置、地面供暖系统、控制线、太阳能供水管、太阳能回水管、供暖主回水管、供暖主供水管。

其连接关系是：太阳能集热器的两端通过太阳能供水管、太阳能回水管分别与储热水箱连接，在太阳能供水管上装有一个太阳能循环水泵，通过太阳能循环水泵可控制太阳能供水管中水流量的大小。在储热水箱上装有一个温度传感器，温度传感器可通过电子信号实时向中央控制器反馈储热水箱中的水温温度情况。在储热水箱上分别有一根自来水进水管和一根生活热水供水管，自来水进水管可连接家用自来水管向储热水箱注入供本系统供暖、供水循环使用的自来水水源，生活热水供水管可连接家用供水管道，输出供给需求的生活热水。在储热水箱上装有温度传感器，在中央控制器上分别通过第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九控制线与辅助热源、温度传感器、第一辅助热源电动二通阀、第二辅助热源电动二通阀、第一储热水箱电动二通阀、第二储热水箱电动二通阀、供暖循环水泵、混水装置、地面供暖系统相连，混水装置通过中央控制器的信号控制，可对供暖主回水管、供暖主供水管中的低温水和高温水进行混合，保证对地面供暖系统进行供暖的热水稳定。混水装置与地面供暖系统连接，在辅助热源上分别通过供暖主回水管和供暖主供水管和混水装置连接，在供暖主回水管上装有第一辅助热源电动二通阀、供暖循环水泵，在供暖主供水管上装有第二辅助热源电动二通阀，储热水箱再分别和供暖主回水管、供暖主供水管连接，在供暖主供水管设置有第二辅助热源电动二通阀，第一、第二辅助热源电动二通阀可通过中央控制器的控制信号控制供暖主回水管、供暖主供水管的开启关闭。储热水箱再分别和供暖主回水管、供暖主供水管连接相通，在储热水箱和供暖主回水管、供暖主供水管的连接处分别设置有一个第一储热水箱电动二通阀、第二储热水箱电动二通阀(储热水箱电动二通阀通过管道分别与储热水箱、供暖主供水管相连)，储热水箱电动二通阀可通过中央控制器的控制信号控制储热水箱电动二通阀的开启关闭。在供暖主回水管上设置有一个供暖循环水泵，供暖循环水泵可通过中央控制器的控制信号供暖循环水泵的开启关闭以及水流量大小。在供暖主回水管上设置有一个供暖循环水泵。所述的储热水箱上分别装有自来水进水管和生活热水供水管。所述的混水装置与地面供暖系统连接。所述的储热水箱和供暖主回水管、供暖主供水管的连接处分别设置有第一储热水箱电动二通阀、第二储热水箱电动二通阀。所述的辅助热源和供暖主回水管、供暖主供水管的连接处分别设置有第一辅助热源电动二通阀、第二辅助热源电动二通阀。所述的第一储热水箱电动二通阀和第二储热水箱电动二通阀分别与第一辅助热源电动二通阀和第二辅助热源电动二通阀并联在供暖主回水管和供暖主供水管上。

所述太阳能集热器，将根据建筑情况选择合适面积的太阳能集热器进行外购，可为真空管式、平板式等太阳能热水集热器。

所述太阳能循环水泵，按太阳能集水器和储热水箱的水力系统情况配备不同规格的水泵。

所述储热水箱，按每平米太阳能集水器面积配备50-100L的标准配备。

所述辅助热源，可选择家用燃气壁挂采暖炉、家用电锅炉等多种型式，锅炉规格按地面供暖所需热量配备。

所述供暖循环水泵，按供暖的水力系统情况配备不同规格的水泵。

所述自来水进水管、生活热水供水管、太阳能供水管、太阳能回水管、供暖主回水管、供暖主供水管、太阳能集热器、太阳能循环水泵、储热水箱、温度传感器、辅助热源、辅助热源电动二通阀(规格型号：ht2t)、供暖循环水泵、储热水箱电动二通阀(规格型号：ht2t)、、中央控制器(规格型号：httdzk)、混水装置(规格型号：hths)、13-地面供暖系统(规格型号：鸿图地面供暖系统)、控制线。上述部件都能从市场上购买。

本发明具有如下优点：①整体系统设计改变太阳能只能供给热水的单项应用，改变到供水，采暖综合利用。②结合智能地面供暖系统构成全局自动托管的智能节能供暖一体化系统。③中央控制器可以在太阳能能源不足时，控制辅助热源对地面供暖进行辅助供暖，解决太阳能无法在地面供暖中应用的问题。④通过中央控制器可以实现系统的温度、时间的定时智能控制，实现地面供暖温度的平稳，舒适。⑤通过太阳能与普通能源的综合利用，提升地暖系统的节能效率。

附图说明

图1为一种太阳能地面供暖系统的结构示意图。

图中：1-太阳能集热器(市场采购，可为真空管式、平板式等太阳能热水集热器)、2-太阳能循环水泵(市场采购，规格型号为UPA 90AUTO、UPA 120 AUTO等)、3-储热水箱(市场采购，按每平方米太阳能集热器面积配备50-100L的标准配备)、4-温度传感器(市场采购，规格型号为JWB/PT100/G等)、5-辅助热源(市场采购，可为家用燃气壁挂采暖炉、家用电锅炉等多种形式，按地面供暖所需热量配备)、6A、6B-辅助热源电动二通阀(规格型号：ht2t)、7-供暖循环水泵(市场采购，规格型号为UPA 90 AUTO、UPA 120 AUTO等)、8A、8B-储热水箱电动二通阀(规格型号：ht2t)、9-自来水进水管(普管)、10-生活热水供水管(普管)、11-中央控制器(规格型号：httdzk)、12-混水装置(规格型号：hths)、13-地面供暖系统(规格型号：鸿图地面供暖系统(普通型、智能型))、14-控制线14A、14B、14C、14D、14E、14F、14G、14H、14I(市场采购，1.5mm²的普通控制线)、15-太阳能供水管(普管)、16-太阳能回水管(普管)、17-供暖主回水管(普管)、18-供暖主供水管(普管)。

具体实施方式

一种太阳能地面供暖系统，它包括太阳能集热器1，太阳能循环水泵2，储热水箱3，温度传感器4，辅助热源5，辅助热源电动二通阀6A、6B，供暖循环水泵7，储热水箱电动二通阀8A、8B，自来水进水管9，生活热水供水管10，中央控制器11，混水装置12，地面供暖系统13，控制线14A、14B、14C、14D、14E、14F、14G、14H、14I，太阳能供水管15，太阳能回水管16，供暖主回水管17，供暖主供水管18。

其连接关系和作用如下：

太阳能集热器1的两端通过太阳能供水管15、太阳能回水管16分别与储热水箱3连接相通。在太阳能供水管15上装有一个太阳能循环水泵2，通过太阳能循环水泵2可以控制太阳能供水管15内的水流量。在储热水箱3上装有一个温度传感器4，温度传感器4可通过电子信号实时向中央控制器11反馈储热水箱3中的水温温度情况。在储热水箱3上分别有一根自来水进水管9和一根生活热水供水管10，自来水进水管9可连接家用自来水管向储热水箱3注入供本系统供暖、供水循环使用的自来水水源，生活热水供水管10可连接家用供水管道，输出供给需求的生活热水。在中央控制器11上分别通过第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九控制线14A、14B、14C、14D、14E、14F、14G、14H、14I与辅助热源5、温度传感器4、第一辅助热源电动二通阀6A、第二辅助热源电动二通阀6B、第一储热水箱电动二通阀8A、第二储热水箱电动二通阀8B、供暖循环水泵7、混水装置12、地面供暖系统13相连。辅助热源5上分别通过一根供暖主回水管17和一根供暖主供水管18和混水装置12连接相通，混水装置12通过中央控制器11的信号控制，可对供暖主回水管17、供暖主供水管18中的热源水进行混合，保证对地面供暖系统进行供暖的热水稳定。混水装置12与地面供暖系统13连接相通。在供暖主回水管上装有第一辅助热源电动二通阀6A、供暖循环水泵7，在供暖主供水管18设置有第二辅助热源电动二通阀6B，第一、第二辅助热源电动二通阀6A、6B可通过中央控制器11的控制信号控制供暖主回水管17、供暖主供水管18的开启关闭。储热水箱3再分别和供暖主回水管17、供暖主供水管18连接相通。在储热水箱3和供暖主回水管17、供暖主供水管18的连接处分别设置有一个储热水箱电动二通阀8B(储热水箱电动二通阀8B通过管道分别与储热水箱3、供暖主供水管18相连)，储热水箱电动二通阀8A、8B可通过中央控制器11的控制信号控制储热水箱电动二通阀8A、8B的开启关闭。在供暖主回水管17上设置有一个供暖循环水泵7，供暖循环水泵7可通过中央控制器11的控制信号供暖循环水泵7的开启关闭以及控制水流量大小。

当系统启动运行时，该系统中的中央控制器11开启，通过中央控制器11的智能控制系统可控制该系统的生活热水模式和供暖模式，可以分别对生活热水和冬季供暖进行供给。

当本系统进入生活热水模式时，中央控制器11首先通过温度传感器4对储热水箱3中的水温进行测量，当储热水箱3中的水温＞45℃时，生活热水模式可直接启用；当储热水箱3中的水温≤45℃时，中央控制器将对辅助热源5、辅助热源电动二通阀6A、6B、储热水箱电动二通阀8A、8B发出开启信号，同时向供暖循环水泵7、混水装置12、地面供暖系统13发出关闭信号，在辅助热源5和储热水箱3之间形成闭合回路，直接利用辅助热源5对储热水箱3进行加热至储热水箱3内的水温达到60℃方可停止。储热水箱3再通过生活热水供水管10向外供给生活热水。

当本系统进入供暖模式中，中央控制器11将首先检测地面供暖需求。

当中央控制器11没有接受到地面供暖的需求指令时，中央控制器11将通过温度传感器4对储热水箱3中的水温进行测量，当储热水箱3中的水温＞40℃时，无需对储热水箱3中的水进行加热，中央控制器11将对储热水箱3中的水温进行实时监控，一旦当储热水箱3中的水温≤40℃时，中央控制器将对辅助热源5、辅助热源电动二通阀6A、6B、储热水箱电动二通阀8A、8B发出开启信号，同时向供暖循环水泵7、混水装置12、地面供暖系统13发出关闭信号，在辅助热源5和储热水箱3之间形成闭合回路，直接利用辅助热源5对储热水箱3进行加热至储热水箱3内的水温达到60℃停止，保证当系统开启时，储热水箱3内的热水可供给生活热水，以及当有地面供暖需求时可快速启动热源的供应，尽快到达供暖温度的需求。

当中央控制器接收到有地面供暖需求的指令时，中央控制器将首先通过温度传感器4对储热水箱3中的水温进行测量，当储热水箱3内的水温≤40℃时中央控制器将对辅助热源5、第一、第二辅助热源电动二通阀6A、6B、供暖循环水泵7发出开启信号，同时向第一、第二储热水箱电动二通阀8A、8B、混水装置12发出关闭信号，在辅助热源5和地面供暖系统13之间形成一个循环系统，直接使用辅助热源5对地面供暖系统13进行供暖至达到地暖供暖的需求，保证了系统能够快速的进入用户的供暖需求；当储热水箱3中，40℃≤水温≤60℃时，中央控制器11将对供暖循环水泵7、第一、第二储热水箱电动二通阀8A、8B发出开启信号，同时向辅助热源5、第一、第二辅助热源电动二通阀6A、6B、混水装置12发出关闭信号，在储热水箱3和地面供暖系统13之间形成一个循环系统，储热水箱3使用通过太阳能集热器1收集的太阳能加热的热水对地面供暖系统13进行供暖至达到地暖供暖的需求，使用太阳能对地面供暖系统13进行热源供给，降低了地面供暖系统13对辅助热源5中普通能源的消耗，节省了能源。当储热水箱3中的水温＞60℃时，中央控制器11将对供暖循环水泵7、第一、第二储热水箱电动二通阀8A、8B、混水装置12发出开启信号，同时向辅助热源5、第一、第二辅助热源电动二通阀6A、6B发出关闭信号，在储热水箱3、混水装置12和地面供暖系统13之间形成一个循环系统，储热水箱3对地面供暖系统13进行供暖至达到地暖供暖的需求，混水装置12在储热水箱3和地面供暖系统13之间进行高温水和低温水的混合作业，保证了过高温度的高温水不会对地面供暖系统13产生损害，并提高了低温水的水温，使低温水进入储热水箱3后加热的效率更高，缩短了加热时间，节约了能源。

系统在供暖过程中，按照检测储热水箱水温优先的原则运行，若水温区间发生变化，则运行的模式相应变更。

Claims

1、一种太阳能地面供暖系统，包括太阳能集热器(1)、储热水箱(3)、温度传感器(4)、辅助热源(5)、中央控制器(11)、混水装置(12)、地面供暖系统(13)，其特征在于：太阳能集热器(1)的两端通过太阳能供水管(15)、太阳能回水管(16)分别与储热水箱(3)连接，在太阳能供水管(15)上装有一个太阳能循环水泵(2)，在储热水箱(3)上装有温度传感器(4)，在中央控制器(11)上分别通过第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九控制线(14A、14B、14C、14D、14E、14F、14G、14H、14I)与辅助热源(5)、温度传感器(4)、第一辅助热源电动二通阀(6A)、第二辅助热源电动二通阀(6B)、第一储热水箱电动二通阀(8A)、第二储热水箱电动二通阀(8B)、供暖循环水泵(7)、混水装置(12)、地面供暖系统(13)相连，混水装置(12)与地面供暖系统(13)连接，在辅助热源(5)上分别通过供暖主回水管(17)和供暖主供水管(18)和混水装置(12)连接，在供暖主回水管(17)上装有第一辅助热源电动二通阀(6A)、供暖循环水泵(7)，在供暖主供水管(18)上装有第二辅助热源电动二通阀(6B)，储热水箱(3)再分别和供暖主回水管(17)、供暖主供水管(18)连接，在储热水箱(3)和供暖主回水管(17)、供暖主供水管(18)的连接处分别设置有第一储热水箱电动二通阀(8A)、第二储热水箱电动二通阀(8B)，在供暖主回水管(17)上设置有一个供暖循环水泵(7)。

2、根据权利要求1所述的一种太阳能地面供暖系统，其特征在于：所述的储热水箱(3)上分别装有自来水进水管(9)和生活热水供水管(10)。

3、根据权利要求1所述的一种太阳能地面供暖系统，其特征在于：所述的混水装置(12)与地面供暖系统(13)连接。

4、根据权利要求1所述的一种太阳能地面供暖系统，其特征在于：所述的储热水箱(3)和供暖主回水管(17)、供暖主供水管(18)的连接处分别设置有第一储热水箱电动二通阀(8A)、第二储热水箱电动二通阀(8B)。

5、根据权利要求1所述的一种太阳能地面供暖系统，其特征在于：所述的辅助热源(5)和供暖主回水管(17)、供暖主供水管(18)的连接处分别设置有第一辅助热源电动二通阀(6A)、第二辅助热源电动二通阀(6B)。

6、根据权利要求1所述的一种太阳能地面供暖系统，其特征在于：所述的第一储热水箱电动二通阀(8A)和第二储热水箱电动二通阀(8B)分别与第一辅助热源电动二通阀(6A)和第二辅助热源电动二通阀(6B)并联在供暖主回水管(17)和供暖主供水管(18)上。