CN101782250B - 楼宇中央太阳能热水系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种楼宇中央太阳能热水系统，包括太阳能集热器，太阳能集热器经总管连接若干支管，各支管连接室内换热器，总管上设有水泵，支管上设有电磁阀，太阳能集热器和各室内换热器上分别设有用于测温的感温元件，各感温元件和水泵分别与控制器连接，所述的控制器包括温度比较模块，编组排序模块，定时器和控制模块。本发明的楼宇中央太阳能热水系统使得管道成本大大降低，热量损失也大大降低，热水供应量分配均匀。
Description
(一)技术领域
本发明涉及一种楼宇中央太阳能热水系统。
(二)背景技术
目前多层或高层居住建筑使用的太阳能热水系统多采用太阳能中央热水系统。它实质上是将太阳能集热系统与普通的中央热水系统叠加，其供水方式是通过总管将热水输送至各楼层的支管，再由支管送至各家各户。
中国专利CN2934974公开了一种楼宇太阳能热水装置，它属于热水供应装置，适用于住宅楼宇的太阳能供热水装置，它包括太阳能集热器和用户热水单元，所述的用户热水单元包括回水干管和给水干管、安装在各个用户单元的储热水箱，其特征在于在给水干管和回水干管的下端通过一个手动调节阀门相连接；给水干管和回水干管之间接出多个支管回路，支管回路包括一个给水支管和一个回水支管，在给水支管和回水支管之间连接一换热盘管，换热盘管置于储热水箱中；多个支管回路之间构成并联的管路结构。
中国专利CN1687670公开了一种楼宇太阳能集热器控制系统，包括第一供水箱、辅助加热装置、太阳能集热器、信号采集器、水流控制装置及下位机、上位机，水流控制装置与信号采集器通过信号传输通道与上位机连接，第一供水箱分别与辅助加热装置和太阳能集热器构成水循环回路，水流控制装置至少设于其中一个水循环回路上，且该第一供水箱具有热水供水出口，信号采集器采集第一供水箱、辅助加热装置及太阳能集热器中至少之一的状态信息，并将该状态信息输出到上位机，上位机根据该状态信息输出相应的控制信息。通过信号采集器和上位机的设置，使下位机可及时的将控制系统的状态信息反馈到上位机，并且在出现故障时能第一时间通知管理员，实现了控制系统的远程控制。
典型的楼宇中央太阳能热水系统如图1所示，其包括太阳能集热器1，太阳能集热器1经总管2连接若干支管3，各支管3连接室内换热器4，总管上设有水泵5，支管3上设有电磁阀6，太阳能集热器1和各室内换热器4上分别设有感温元件，各感温元件和水泵5分别与总控制器9和分控制器8连接。如设太阳能集热器的感温元件测温为T1，室内换热器的感温元件测温为T2，当T1-T2≥8℃时，开启水泵使水开始循环；当T1-T2≤4℃时，开启水泵使水停止循环。该结构的缺陷在于：1)总管需采用较粗的管道(材质为不锈钢或铜)，直径通常为Φ≥32mm，因而成本较高；2)较粗的总管意味着热水在由太阳能集热器到达室内换热器的循环过程中存在大量的热量损失；3)因为没有对各支管的电磁阀进行开闭控制，因而如果某一用户在连续用水，则将导致整个太阳能集热器的热水被其占用；由于太阳能集热器的热水供应量是有限的，其它用户可能处于无热水可用的境地，因而热水的供应量无法做到分配均匀。
(三)发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种热水分配均匀、节能、成本低的楼宇中央太阳能热水系统。
一种楼宇中央太阳能热水系统，包括太阳能集热器，太阳能集热器经总管连接若干支管，各支管连接室内换热器，总管上设有水泵，支管上设有电磁阀，太阳能集热器和各室内换热器上分别设有用于测温的感温元件，各感温元件和水泵分别与控制器连接，所述的控制器包括：
温度比较模块，与各感温元件连接，用于比较各室内换热器温度并得到最低温度Tmin；然后计算太阳能集热器温度T0与Tmin之温差；
编组排序模块，用于将各室内换热器进行编组并赋予顺序号1、2…、n；
定时器，包括一用于预设每一组室内换热器电磁阀的单次开启时间T1的开启时间模块；
控制模块，分别与温度比较模块、编组排序模块和定时器连接，用于当温度比较模块的温差超出温差阈值时，按编组排序模块设定的顺序开启相应组室内换热器的电磁阀，并在达到预设单次开启时间T1后，关闭当前组电磁阀而开启下一组室内换热器电磁阀，依次循环。
本发明中对室内换热器进行编组，即可以一个室内换热器为一组，也可以多个室内换热器为一组。
进一步，所述的单次开启时间T1为5～10分钟。
进一步，所述的温差阈值为8℃。
进一步，所述定时器还包括一用于预设每一组室内换热器电磁阀的截止开启时间T2的截止时间模块，一用于预设室内换热器电磁阀暂时关闭时间Tp的暂停时间模块，一用于记录对应于每一组室内换热器上电磁阀的总开启时间T3的时间累积模块；当某一组室内换热器上电磁阀的总开启时间T3达到定时器预设值T2后，控制模块关闭该组室内换热器电磁阀循环，超出暂停时间Tp后恢复所述循环。
进一步，所述的暂停时间为2小时。
进一步，所述定时器还包括一用于预设控制时刻段的控制时间模块，当前时间处于控制时刻段内且当某一组室内换热器上电磁阀的总开启时间达到定时器预设值T2后，控制模块关闭该组室内换热器电磁阀循环，超出暂停时间Tp后恢复所述循环。
进一步，所述的控制时刻段为08:00-14:00。
进一步，所述的总管直径为16mm。
进一步，所述的控制器由总控制器和若干分控制器组成，每一分控制器连接每一支管上的电磁阀及室内换热器的感温元件，各分控制器与总控制器通讯连接。
本发明的有益效果在于：
1)热水的输送是各组室内换热器依次定时输送，因而总管可采用较细的管道，直径通常为Φ16mm即可，管道成本大大降低；
2)较细的总管意味着热水在由太阳能集热器到达室内换热器的循环过程中热量损失也大大降低；
3)由于对各室内换热器的热水输送是定时进行的，比如向某一室内换热器输送热水10分钟后即关闭而开始向另一室内换热器输送，因而确保了热水供应量分配均匀。
(四)附图说明
图1是现有技术中楼宇中央太阳能热水系统的结构示意图。
图2是实施例1所述楼宇中央太阳能热水系统的结构示意图。
图3是实施例1所述控制器的结构示意图。
图4是实施例2所述楼宇中央太阳能热水系统的结构示意图。
(五)具体实施方式
下面通过实施例和附图对本发明作优选地具体说明，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1
参照图2、图3，一种楼宇中央太阳能热水系统，包括太阳能集热器1，太阳能集热器1经总管2连接若干支管3，各支管3连接室内换热器4，总管2上设有水泵5，支管3上设有电磁阀6，太阳能集热器1和各室内换热器4上分别设有用于测温的感温元件，各感温元件和水泵分别与控制器9连接，所述的控制器9包括：
温度比较模块，与各感温元件连接，用于比较各室内换热器4温度并得到最低温度Tmin；然后计算太阳能集热器1温度T0与Tmin之温差；
编组排序模块，用于将各室内换热器进行编组并赋予顺序号1、2…、n；
定时器，包括一用于预设每一组室内换热器电磁阀的单次开启时间T1的开启时间模块；
控制模块，分别与温度比较模块、编组排序模块和定时器连接，用于当温度比较模块的温差超出温差阈值时，按编组排序模块设定的顺序开启相应组室内换热器的电磁阀，并在达到预设单次开启时间T1后，关闭当前组电磁阀而开启下一组室内换热器电磁阀，依次循环。
所述定时器还包括一用于预设每一组室内换热器电磁阀的截止开启时间T2的截止时间模块，一用于预设室内换热器电磁阀暂时关闭时间Tp的暂停时间模块，一用于记录对应于每一组室内换热器上电磁阀的总开启时间T3的时间累积模块；当某一组室内换热器上电磁阀的总开启时间T3达到定时器预设值T2后，控制模块关闭该组室内换热器电磁阀循环，超出暂停时间Tp后恢复所述循环。
所述定时器还包括一用于预设控制时刻段的控制时间模块，当前时间处于控制时刻段内且当某一组室内换热器上电磁阀的总开启时间达到定时器预设值T2后，控制模块关闭该组室内换热器电磁阀循环，超出暂停时间Tp后恢复上述循环。
所述的单次开启时间T1为10分钟。所述的温差阈值为8℃。所述的暂停时间为2小时。所述的控制时刻段为08:00-14:00。所述的总管2直径为16mm。
如以一幢楼房设有10个室内换热器(给10个房间供热)为例，两个室内换热器为一组，分为五组，则分组顺序号为I、II、III、Ⅳ、V。当温度比较模块的温差超出温差阈值8℃时，按I、II、III、Ⅳ、V的顺序开启相应组室内换热器的电磁阀：先开启I组的室内换热器的电磁阀，当I组的室内换热器的电磁阀开启时间达到T1(10分钟)后，关闭I组的室内换热器的电磁阀而开启II组的室内换热器的电磁阀；当II组的室内换热器的电磁阀开启时间达到T1(10分钟)后，关闭II组的室内换热器的电磁阀而开启III组的室内换热器的电磁阀；…依次循环。
如果当前时间处于控制时刻段内(08:00-14:00)时，且如果某组室内换热器上电磁阀的总开启时间T3达到定时器预设值T2(如1小时)后，控制模块关闭该组室内换热器电磁阀循环，超出暂停时间Tp(2小时)后恢复所述循环。
实施例2
参照图4，与实施例1不同的是，本实施例的控制器由总控制器7和若干分控制器8组成，每一分控制器8连接每一支管3上的电磁阀6及室内换热器4的感温元件，各分控制器8与总控制器7通讯连接。
其中，总控制器用于楼宇中央太阳能热水系统的总体控制，分控制器用于各支路的控制。
Claims (9)
1.一种楼宇中央太阳能热水系统，包括太阳能集热器，太阳能集热器经总管连接若干支管，各支管连接室内换热器，总管上设有水泵，支管上设有电磁阀，太阳能集热器和各室内换热器上分别设有用于测温的感温元件，各感温元件和水泵分别与控制器连接，其特征在于：所述的控制器包括：温度比较模块，与各感温元件连接，用于比较各室内换热器温度并得到最低温度Tmin；然后计算太阳能集热器温度T0与Tmin之温差；
编组排序模块，用于将各室内换热器进行编组并赋予顺序号1、2…、n；定时器，包括一用于预设每一组室内换热器电磁阀的单次开启时间T1的开启时间模块；
控制模块，分别与温度比较模块、编组排序模块和定时器连接，用于当温度比较模块的温差超出温差阈值时，按编组排序模块设定的顺序开启相应组室内换热器的电磁阀，并在达到预设单次开启时间T1后，关闭当前组电磁阀而开启下一组室内换热器电磁阀，依次循环。
2.根据权利要求1所述的楼宇中央太阳能热水系统，其特征在于：所述的单次开启时间T1为5～10分钟。
3.根据权利要求1所述的楼宇中央太阳能热水系统，其特征在于：所述的温差阈值为8℃。
4.根据权利要求1所述的楼宇中央太阳能热水系统，其特征在于：所述定时器还包括一用于预设每一组室内换热器电磁阀的截止开启时间T2的截止时间模块，一用于预设室内换热器电磁阀暂时关闭时间Tp的暂停时间模块，一用于记录对应于每一组室内换热器上电磁阀的总开启时间T3的时间累积模块；当某一组室内换热器上电磁阀的总开启时间T3达到定时器预设值T2后，控制模块关闭该组室内换热器电磁阀循环，超出暂停时间Tp后恢复所述循环。
5.根据权利要求4所述的楼宇中央太阳能热水系统，其特征在于：所述的暂停时间为2小时。
6.根据权利要求4所述的楼宇中央太阳能热水系统，其特征在于：所述定时器还包括一用于预设控制时刻段的控制时间模块，当前时间处于控制时刻段内且当某一组室内换热器上电磁阀的总开启时间达到定时器预设值T2后，控制模块关闭该组室内换热器电磁阀循环，超出暂停时间Tp后恢复所述循环。
7.根据权利要求6的楼宇中央太阳能热水系统，其特征在于：所述的控制时刻段为08:00-14:00。
8.根据权利要求1的楼宇中央太阳能热水系统，其特征在于：所述的总管直径为16mm。
9.根据权利要求1的楼宇中央太阳能热水系统，其特征在于：所述的控制器由总控制器和若干分控制器组成，每一分控制器连接每一支管上的电磁阀及室内换热器的感温元件，各分控制器与总控制器通讯连接。
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