CN101666517B - 太阳能分级采暖系统 - Google Patents

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Abstract

本发明为太阳能分级采暖系统的各采暖终端与蓄热器并联连接；白天，旁路阀门关闭，集热器入口阀门打开，循环泵将传热介质输送到太阳能集热器中吸热，传热介质吸热后流经各个采暖终端，对房屋供暖，当室温达到设定值后，蓄热器管路电磁阀自动开启进行蓄热，当室温再次低于设定值时，关闭蓄热器管路电磁阀停止蓄热，经过采暖终端或蓄热器的传热介质被循环泵再次送入太阳能集热器进行下一次循环；夜间，关闭集热器入口处阀门，打开旁路阀门，关闭蓄热器管路电磁阀，传热介质不流经太阳能集热器，传热介质流经蓄热器吸热后进入采暖终端散热，为房间供暖，然后再流回蓄热器形成一个循环；膨胀罐用来消除系统中由于传热介质温度升高造成的压力升高。

Description

太阳能分级采暖系统
技术领域
本发明涉及一种太阳能分级采暖系统，适用于太阳能热利用。
背景技术
当前我国能源紧张、环境污染严重，大力发展太阳能热利用是缓解能源紧张的重要途径，太阳能采暖是太阳能热利用中的一个重要分支，由于其所需热源温度低，系统易于实现，所以具有广阔的开发利用前景，但由于成本较高、技术尚待改进，太阳能采暖并没有得到大规模的应用，仅有少量示范工程建成。
冬季太阳能集热器产生的热水温度较低，如果采用传统暖气片，需要暖气片的数量较多，占室内空间较大，成本较高，所以目前应用较为普遍的太阳能主动采暖系统的采暖终端一般选用地板辐射采暖，如中国专利CN1808009A。
目前采用的太阳能采暖系统主要问题是未对采暖区域进行分析、分类，未对采暖系统进行优化设计，只采用单一地板辐射采暖终端。地板辐射采暖具有热滞后性，热响应慢，热滞后大约6小时左右，调节困难，不能快开快关。要达到最佳采暖效果必须使系统不间断运行，造成无论有人在、没人在，无论哪一个房间均要一直保持在较高温度，这就造成能源的极大浪费，采暖能耗居高不下，也就造成单一太阳能热源不能满足白天和晚上的供暖要求，需要另加辅助能源。已建成的太阳能采暖项目实际上是以太阳能为辅助能源，太阳能仅提供白天采暖热量，夜间采暖需要通过其它能源，太阳能保证率一般低于40％。
发明内容
1、所要解决的技术问题：
针对以上不足本发明提供了一种在保证采暖舒适的情况下将采暖能耗降至最低，降低太阳能采暖的成本，同时实现只需单一太阳能热源即可满足白天和晚上的采暖要求，只有在阴天等特殊情况下才需要其它能源补足的一种太阳能分级采暖系统。
2、技术方案：
本发明包括太阳能集热器、蓄热器、膨胀罐、循环泵、热水器、采暖终端、旁路阀门、集热器入口阀门、蓄热器管路电磁阀、自来水进口处阀门、热水器管路阀门；各采暖终端与蓄热器并联连接；白天，旁路阀门关闭，集热器入口阀门打开，循环泵将传热介质输送到太阳能集热器中吸热，传热介质吸热后流经各个采暖终端，对房屋供暖，当室温达到设定值后，蓄热器管路电磁阀自动开启进行蓄热，当室温再次低于设定值时，关闭蓄热器管路电磁阀停止蓄热，经过采暖终端或蓄热器的传热介质被循环泵再次送入太阳能集热器进行下一次循环；夜间，关闭集热器入口处阀门，打开旁路阀门，关闭蓄热器管路电磁阀，传热介质不流经太阳能集热器，传热介质流经蓄热器吸热后进入采暖终端散热，为房间供暖，然后再流回蓄热器形成一个循环；需使用热水的时候打开热水器管路阀门，传热介质流经热水器内盘管，然后打开自来水进口处阀门，自来水进入热水器后被传热介质加热产生生活热水；膨胀罐用来消除系统中由于传热介质温度升高造成的压力升高；白天，热器管路电磁阀开启时热水器与蓄热器处于并联：晚间，热器管路电磁阀关闭，热水器与各个采暖终端并联与蓄热器处于串联。
所述的采暖终端包括客厅风机盘管采暖终端、厨房风机盘管采暖终端、卫生间风机盘管采暖终端、床或炕埋管采暖终端、地板辐射采暖终端；客厅风机盘管采暖终端、厨房风机盘管采暖终端、卫生间风机盘管采暖终端、床或炕埋管采暖终端与地板辐射采暖终端并联连接。
所述的传热介质可以为水、防冻液或导热油。
3、有益效果：
采用本发明的太阳能分级采暖后采暖能耗显著降低，与单一地板辐射太阳能采暖方式相比采暖能耗降低50％以上。满足白天和晚上的采暖要求前提下，显著减小集热面积，降低系统成本。
本发明的做到了以人为本，保证了采暖舒适，又避免了能源浪费。床或炕埋管采暖保证了人睡觉时持续的温暖舒适；卧室地板采暖可在傍晚运行一次，按照热滞后6小时推算，在零点左右温度达到最高值，保证夜间卧室采暖需求；客厅、厨房、卫生间采用风机盘管采暖终端，热响应快，可以实现快速供暖，快速停机，有人在的时候打开风机，人离开时关闭风机，能够满足采暖要求，同时降低能耗。
附图说明
图1是本太阳能分级采暖系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地说明。
如图1所示，1为太阳能集热器，2为蓄热器，3为膨胀罐，4为循环泵，5为热水器，6为客厅风机盘管采暖终端，7为厨房风机盘管采暖终端，8为卫生间风机盘管采暖终端，9为床或炕埋管采暖终端，10为地板辐射采暖终端，11为旁路阀门，12为集热器入口阀门，13为蓄热器管路电磁阀，14为自来水进口处阀门，15为热水器管路阀门。
本太阳能分级采暖系统包括太阳能集热器1、蓄热器2、膨胀罐3、循环泵4、热水器5、客厅风机盘管采暖终端6、厨房风机盘管采暖终端7、卫生间风机盘管采暖终端8、床或炕埋管采暖终端9、地板辐射采暖终端10、旁路阀门11、集热器入口阀门12、蓄热器管路电磁阀13、自来水进口处阀门14、热水器管路阀门15。
客厅风机盘管采暖终端6、厨房风机盘管采暖终端7、卫生间风机盘管采暖终端8、床或炕埋管采暖终端9与地板辐射采暖终端10并联连接，各采暖终端与蓄热器2并联连接。
运行方式为：白天卧室有人时可开启卧室地板辐射采暖终端10，待到晚上睡觉前关闭地板辐射采暖终端10，打开床或炕埋管采暖终端9为床或炕供暖，到早上起床后关闭床或炕埋管采暖终端9，卧室地板辐射采暖终端10继续为卧室供暖；客厅、厨房、卫生间有人时可开启装在这几个房间的相应的风机盘管采暖终端为房间快速供暖，人离开后关闭相应的风机盘管采暖终端，降低采暖能耗。
系统工作过程为：白天，旁路阀门11关闭，集热器入口阀门12打开，循环泵4将传热介质输送到太阳能集热器1中吸热，传热介质吸热后流经各个采暖终端，对房屋供暖，当室温达到设定值后，蓄热器管路电磁阀13自动开启进行蓄热，当室温再次低于设定值时，关闭蓄热器管路电磁阀13停止蓄热，经过采暖终端或蓄热器2的传热介质被循环泵4再次送入太阳能集热器1进行下一次循环。
夜间，关闭集热器入口处阀门12，打开旁路阀门11，关闭蓄热器管路电磁阀13，传热介质不流经太阳能集热器1，传热介质流经蓄热器2吸热后进入采暖终端散热，为房间供暖，然后再流回蓄热器2形成一个循环。需使用热水的时候打开热水器管路阀门15，传热介质流经热水器5内盘管，然后打开自来水进口处阀门14，自来水进入热水器5后被传热介质加热产生生活热水。膨胀罐3用来消除系统中由于传热介质温度升高造成的压力升高，保证整个系统压力稳定、流动稳定。传热介质可以为水、防冻液或导热油等。
白天，热器管路电磁阀13开启时热水器5与蓄热器2处于并联：晚间，热器管路电磁阀13关闭，热水器5与各个采暖终端并联与蓄热器2处于串联。
在阴天或太阳能不足的情况下可采用辅助能源补足。

Claims (2)

1.一种太阳能分级采暖系统，其特征在于：包括太阳能集热器(1)、蓄热器(2)、膨胀罐(3)、循环泵(4)、热水器(5)、采暖终端、旁路阀门(11)、集热器入口阀门(12)、蓄热器管路电磁阀(13)、自来水进口处阀门(14)、热水器管路阀门(15)；各采暖终端与蓄热器(2)并联连接；白天，旁路阀门(11)关闭，集热器入口阀门(12)打开，循环泵(4)将传热介质输送到太阳能集热器(1)中吸热，传热介质吸热后流经各个采暖终端，对房屋供暖，当室温达到设定值后，蓄热器管路电磁阀(13)自动开启进行蓄热，当室温再次低于设定值时，关闭蓄热器管路电磁阀(13)停止蓄热，经过采暖终端或蓄热器(2)的传热介质被循环泵(4)再次送入太阳能集热器(1)进行下一次循环；夜间，关闭集热器入口处阀门(12)，打开旁路阀门(11)，关闭蓄热器管路电磁阀(13)，传热介质不流经太阳能集热器(1)，传热介质流经蓄热器(2)吸热后进入采暖终端散热，为房间供暖，然后再流回蓄热器(2)形成一个循环；需使用热水的时候打开热水器管路阀门(15)，传热介质流经热水器(5)内盘管，然后打开自来水进口处阀门(14)，自来水进入热水器(5)后被传热介质加热产生生活热水；膨胀罐(3)用来消除系统中由于传热介质温度升高造成的压力升高；白天，蓄热器管路电磁阀(13)开启时热水器(5)与蓄热器(2)处于并联：晚间，蓄热器管路电磁阀(13)关闭，热水器(5)与各个采暖终端并联与蓄热器(2)处于串联；
采暖终端包括客厅风机盘管采暖终端(6)、厨房风机盘管采暖终端(7)、卫生间风机盘管采暖终端(8)、床或炕埋管采暖终端(9)、地板辐射采暖终端(10)；客厅风机盘管采暖终端(6)、厨房风机盘管采暖终端(7)、卫生间风机盘管采暖终端(8)、床或炕埋管采暖终端(9)与地板辐射采暖终端(10)并联连接。
2.根据权利要求1所述的太阳能分级采暖系统，其特征在于：所述的传热介质可以为水、防冻液或导热油。
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