CN103017234B - 太阳能锅炉供热系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种太阳能锅炉供热系统，属于太阳能技术领域。它解决了现有的太阳能热水器功能单一且能源利用率低的问题。本太阳能锅炉供热系统，包括太阳能集热器、锅炉、生活用水循环管路以及室内供暖循环管路，太阳能集热器分别通过第一循环管路和第二循环管路连接至生活用水循环管路和室内供暖循环管路处，锅炉分别通过第三循环管路和第四循环管路连接至生活用水循环管路和室内供暖循环管路处，太阳能集热器处还连接有电动三通阀一以及太阳能循环泵，锅炉处还连接有电动三通阀二以及锅炉循环泵。本太阳能锅炉供热系统具有功能多样、能源利用率高以及使用方便的优点。

Description

太阳能锅炉供热系统
技术领域
本发明属于太阳能技术领域，涉及一种供热系统，尤其涉及一种太阳能锅炉供热系统。
背景技术
随着全球的气候变暖，低碳和环保的概念逐渐引起人们的重视，而利用无污染的新能源即是低碳和环保的具体表现形式。太阳能是一种洁净的可再生能源，也是人们目前使用较多的一种新能源，如太阳能热水器等设备，即为将太阳能转换为热能的设备。
现有的太阳能热水器一般由集热管、储水箱及支架等相关附件组成，其工作原理主要是由集热器吸收太阳能的热能并传递给储存在储水箱内的水，再通过与储水箱相连接的管路输送到用户所需的场所。
目前，因太阳能热水器的储水箱容量有限，所以，其所加热后的水一般被用户用于淋浴，功能较为单一。另外，当太阳能集热器所吸收的太阳能较多而用户却无需用水时，将会使得热能流失与损耗，造成能源的浪费。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种功能多样且能充分利用太阳能的太阳能锅炉供热系统。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：
一种太阳能锅炉供热系统，其特征在于，所述的供热系统包括太阳能集热器、锅炉、生活用水循环管路以及室内供暖循环管路，所述的太阳能集热器分别通过第一循环管路和第二循环管路连接至上述生活用水循环管路和室内供暖循环管路处进行供热，所述的锅炉分别通过第三循环管路和第四循环管路连接至上述生活用水循环管路和室内供暖循环管路处进行供热，所述的太阳能集热器处还连接有能使其分别连通上述第一循环管路或第二循环管路的电动三通阀一以及能驱动太阳能集热器内的液态介质沿第一循环管路或第二循环管路循环流动的太阳能循环泵，所述的锅炉处还连接有能使其分别连通上述第三循环管路或第四循环管路的电动三通阀二以及能驱动锅炉内的液态介质沿第三循环管路或第四循环管路循环流动的锅炉循环泵。
在上述的太阳能锅炉供热系统中，所述的供热系统还包括中央处理器，上述电动三通阀一、太阳能循环泵、锅炉、电动三通阀二以及锅炉循环泵分别具有电控电路一、电控电路二、电控电路三、电控电路四以及电控电路五，所述的电控电路一、电控电路二、电控电路三、电控电路四以及电控电路五均与上述中央处理器相连接。
当太阳能集热器所吸收的太阳能较多，其所加热的液态介质的温度足够满足生活用水和室内供暖时，关闭锅炉，根据用户需要由中央处理器控制电动三通阀一连通太阳能集热器与第一循环管路并启动太阳能循环泵以将太阳能集热器内被加热的液态介质沿第一循环管路被输送到生活用水循环管路处进行热能供给，满足用户生活用水的需求，或者由中央处理器控制电动三通阀一连通太阳能集热器与第二循环管路并启动太阳能循环泵以将太阳能集热器内被加热的液态介质沿第二循环管路被输送到室内供暖循环管路处进行热能供给，满足用户对环境取暖的需求。
因室内供暖循环管路处对温度的要求低于生活用水对温度的要求，所以，当太阳能集热器所吸收的太阳能不足，不能满足生活用水的需求却能满足室内供暖的需求时，中央处理器控制电动三通阀一连通太阳能集热器与第二循环管路并启动太阳能循环泵以将太阳能集热器内被加热的液态介质沿第二循环管路被输送到室内供暖循环管路处进行热能供给，满足用户对环境取暖的需求。同时，中央处理器控制锅炉启动，加热锅炉内的液态介质，电动三通阀二连通锅炉与第三循环管路并启动锅炉循环泵以将锅炉内被加热的液态介质沿第三循环管路被输送到生活用水循环管路处进行热能供给，满足用户对生活用水的需求。
当太阳能严重不足，无法满足生活用水及室内供暖的需求时，由中央处理器控制关闭太阳能循环泵，启动锅炉，根据用户需求，电动三通阀二连通锅炉与第三循环管路并启动锅炉循环泵以将锅炉内被加热的液态介质沿第三循环管路被输送到生活用水循环管路处进行热能供给，满足用户对生活用水的需求。或者电动三通阀二连通锅炉与第四循环管路并启动锅炉循环泵以将锅炉内被加热的液态介质沿第四循环管路被输送到室内供暖循环管路处进行热能供给，满足用户对环境取暖的需求。
在上述的太阳能锅炉供热系统中，所述的太阳能集热器、锅炉、生活用水循环管路以及室内供暖循环管路处分别设置有能检测其水温的太阳能水温传感器、锅炉水温传感器、生活用水水温传感器以及室内供暖水温传感器，所述的太阳能水温传感器、锅炉水温传感器、生活用水水温传感器以及室内供暖水温传感器均与上述中央处理器相连接。用户可根据需要将所需的生活用水的水温以及室内供暖所需的水温的设定值输入到中央处理器处进行储存，本太阳能锅炉供热系统开始使用后，根据以上四个传感器检测到的实际使用中各处的水温，中央处理器按照以上的太阳能能源充足与否的情况自动控制太阳能集热器和锅炉分别为室内供暖循环管路和生活用水循环管路供热，满足用户预设的需求。
在上述的太阳能锅炉供热系统中，所述的生活用水循环管路包括热交换器、用水管以及补水管，上述热交换器内设有用于储存生活用水的储水罐，所述的第一循环管路和第三循环管路均伸入到上述热交换器中且其内液态介质能与储水罐内的生活用水发生热传递，所述的用水管和补水管均与上述储水罐密封连通，上述生活用水水温传感器设置于储水罐处。这里，第一循环管路和第三循环管路均为封闭的回路，不与生活用水循环管路相连通，仅将产生的热能传递给储水罐中的生活用水。当不用生活热水时，生活用水内部循环，达到节能和热水即开即用的目的，当打开阀门通过用水管使用热水后，管路内水压下降，补水管自动补足所用的热水。
在上述的太阳能锅炉供热系统中，所述的热交换器内还设置有能对储水罐内的生活用水进行加热的加热管，该加热管连接于加热电路中，所述的加热电路与上述中央处理器相连接。设置加热管以及加热电路为生活用水辅助加热，提高加热效率。
在上述的太阳能锅炉供热系统中，所述的第二循环管路、第四循环管路与上述室内供暖循环管路之间还连接有水力分配器，该水力分配器能分别将第二循环管路或第四循环管路与上述室内供暖循环管路相连通。这里，水力分配器用于连通供热源与室内供暖循环管路。
在上述的太阳能锅炉供热系统中，所述的室内供暖循环管路包括能将其内部的液态介质与外部空气作热交换的热交换设备、进水管、出水管、膨胀罐以及室内供暖循环泵，所述的进水管和出水管的一端均与上述水力分配器相连通，另一端分别与上述热交换设备相连通，所述的膨胀罐和室内供暖循环泵均连接于上述进水管上。室内供暖循环泵能为流动于室内供暖循环管路内的液态介质的循环流动提供动力，设置于室内的热交换设备则将太阳能集热器或者锅炉处输送的液态介质与其外部的空气进行热交换，提高室内温度，膨胀罐用于吸收循环水受热产生的膨胀。
在上述的太阳能锅炉供热系统中，所述的热交换设备为地暖。
作为另一种情况，在上述的太阳能锅炉供热系统中，所述的热交换设备为暖气片。
在上述的太阳能锅炉供热系统中，所述的锅炉为燃气锅炉或电锅炉。燃气锅炉的启动与关闭可由中央处理器控制其燃气输送管路的开闭以及点火开关的启动与否来进行控制。而电锅炉的启动与关闭可由中央处理器控制电路加热开关的启动与否来进行控制。
与现有技术相比，本太阳能锅炉供热系统利用太阳能集热器和锅炉两种供热源来分别为生活用水和室内供暖进行供热，不仅功能多样，还充分地利用了太阳能，且整个供热系统自动控制，方便地为用户提高了舒适的用水及生活环境。
附图说明
图1是本太阳能锅炉供热系统的管路连接结构示意图。
图2是本太阳能锅炉供热系统的控制系统的原理结构框图。
图中，1、太阳能集热器；2、锅炉；3、生活用水循环管路；31、热交换器；32、用水管；33、补水管；4、室内供暖循环管路；41、水力分配器；42、热交换设备；43、进水管；44、出水管；45、膨胀罐；46、室内供暖循环泵；5、中央处理器；6、第一循环管路；7、第二循环管路；8、第三循环管路；9、第四循环管路；10、电动三通阀一；11、太阳能循环泵；12、电动三通阀二；13、锅炉循环泵；14、太阳能水温传感器；15、锅炉水温传感器；16、生活用水水温传感器；17、室内供暖水温传感器。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1所示，本太阳能锅炉供热系统包括太阳能集热器1、锅炉2、生活用水循环管路3和室内供暖循环管路4，太阳能集热器1分别通过第一循环管路6和第二循环管路7连接至生活用水循环管路3和室内供暖循环管路4处进行供热，锅炉2分别通过第三循环管路8和第四循环管路9连接至生活用水循环管路3和室内供暖循环管路4处进行供热。其中，第一循环管路6和第二循环管路7上与太阳能集热器1相连接处具有公共管路，该公共管路上连接有能使太阳能集热器1分别连通第一循环管路6或第二循环管路7的电动三通阀一10以及能驱动太阳能集热器1内的液态介质沿第一循环管路6或第二循环管路7循环流动的太阳能循环泵11；第三循环管路8和第四循环管路9上与锅炉2相连接处也具有公共管路，该公共管路上连接有能使锅炉2分别连通第三循环管路8或第四循环管路9的电动三通阀二12以及能驱动锅炉2内的液态介质沿第三循环管路8或第四循环管路9循环流动的锅炉循环泵13。在本实施例中，锅炉2为燃气锅炉，锅炉2与太阳能集热器1内的液态介质为水。
生活用水循环管路3包括热交换器31、用水管32以及补水管33，热交换器31内设有用于储存生活用水的储水罐，第一循环管路6和第三循环管路8均伸入到热交换器31中且其内流动的液态介质能与储水罐内的生活用水之间发生热传递，用水管32和补水管33均与储水罐密封连通。这里，第一循环管路6和第三循环管路8均为封闭的回路，不与生活用水循环管路3相连通，仅将产生的热能传递给储水罐中的生活用水。当不用生活热水时，生活用水内部循环，达到节能和热水即开即用的目的，当打开阀门通过用水管32使用热水后，管路内水压下降，补水管33自动补足所用的热水。热交换器31内还设置有能对储水罐内的生活用水进行辅助加热的加热管，该加热管连接于加热电路中。
室内供暖循环管路4包括设置于室内且能将其内部的液态介质与外部空气作热交换的热交换设备42、进水管43、出水管44、用于吸收循环的液态介质受热产生的膨胀的膨胀罐45以及能为流动于室内供暖循环管路4内的液态介质的循环流动提供动力的室内供暖循环泵46，进水管43和出水管44的一端分别与热交换设备42相连通，膨胀罐45和室内供暖循环泵46均连接于进水管43上。在本实施例中，热交换设备42可为地暖或者暖气片。
第二循环管路7、第四循环管路9与室内供暖循环管路4之间还连接有水力分配器41，该水力分配器41能将第二循环管路7或第四循环管路9与室内供暖循环管路4相连通。进水管43和出水管44的另一端与水力分配器41相连接。
太阳能集热器1、锅炉2、生活用水循环管路3的储水罐以及室内供暖循环管路4处分别设置有能检测其水温的太阳能水温传感器14、锅炉水温传感器15、生活用水水温传感器16以及室内供暖水温传感器17。
如图2所示，本太阳能锅炉供热系统还包括一中央处理器5，电动三通阀一10、太阳能循环泵11、锅炉2、电动三通阀二12以及锅炉循环泵13分别具有电控电路一、电控电路二、电控电路三、电控电路四以及电控电路五，以上的加热电路、太阳能水温传感器14、锅炉水温传感器15、生活用水水温传感器16、室内供暖水温传感器17、电动三通阀一的电控电路一、太阳能循环泵的电控电路二、锅炉的电控电路三、电动三通阀二的电控电路四以及锅炉循环泵的电控电路五均与中央处理器5相连接。
使用本太阳能锅炉供热系统时，用户可根据需要将日常所需的生活用水的水温以及室内供暖所需的水温的设定值输入到中央处理器5处进行储存，之后，中央处理器5能根据四个传感器检测到的实际使用中各处的水温以及太阳能能源充足与否的情况自动控制太阳能集热器1和锅炉2分别为室内供暖循环管路4和生活用水循环管路3供热，满足用户预设的需求。
具体地说，当太阳能集热器1所吸收的太阳能较多，其所加热的液态介质的水温足够同时满足生活用水和室内供暖时，中央处理器5关闭锅炉2，并根据用户的预先设定值以及传感器检测到并反馈给中央处理器5的实际水温来控制电动三通阀一10连通太阳能集热器1与第一循环管路6并启动太阳能循环泵11以将太阳能集热器1内被加热的液态介质沿第一循环管路6被输送到生活用水循环管路3的热交换器31处与储水罐内的生活用水进行热交换，完成热能供给，满足用户生活用水的需求。或者由中央处理器5控制电动三通阀一10连通太阳能集热器1与第二循环管路7并启动太阳能循环泵11以将太阳能集热器1内被加热的液态介质沿第二循环管路7被输送到水力分配器41处，由水力分配器41根据水压情况连通第二循环管路7与室内供暖循环管路4，将太阳能集热器1内的液态介质输送到热交换设备42处，进行室内供暖，满足用户对环境取暖的需求。
因室内供暖循环管路4处对温度的要求低于生活用水对温度的要求，所以，当太阳能集热器1所吸收的太阳能不足，不能满足生活用水的需求却能满足室内供暖的需求时，中央处理器5控制电动三通阀一10连通太阳能集热器1与第二循环管路7并启动太阳能循环泵11以将太阳能集热器1内被加热的液态介质沿第二循环管路7被输送到室内供暖循环管路4处进行热能供给，满足用户对环境取暖的需求。同时，中央处理器5控制锅炉2启动，加热锅炉2内的液态介质，电动三通阀二12连通锅炉2与第三循环管路8并启动锅炉循环泵13以将锅炉2内被加热的液态介质沿第三循环管路8被输送到生活用水循环管路3处进行热能供给，满足用户对生活用水的需求。
当太阳能严重不足，无法满足生活用水及室内供暖的需求时，由中央处理器5控制关闭太阳能循环泵11，启动锅炉2，根据用户预设的需求值和实际检测值，中央处理器5控制电动三通阀二12连通锅炉2与第三循环管路8并启动锅炉循环泵13以将锅炉2内被加热的液态介质沿第三循环管路8被输送到生活用水循环管路3处进行热能供给，满足用户对生活用水的需求。或者控制电动三通阀二12连通锅炉2与第四循环管路9并启动锅炉循环泵13以将锅炉2内被加热的液态介质沿第四循环管路9被输送到室内供暖循环管路4处进行热能供给，满足用户对环境取暖的需求。
在以上的控制过程中，燃气锅炉的启动与关闭可由中央处理器5控制其燃气输送管路的开闭以及点火开关的启动与否来进行控制。同样的，锅炉2也可采用电锅炉进行直接控制。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (7)

1.一种太阳能锅炉供热系统，其特征在于，所述的供热系统包括太阳能集热器(1)、锅炉(2)、生活用水循环管路(3)以及室内供暖循环管路(4)，所述的太阳能集热器(1)分别通过第一循环管路(6)和第二循环管路(7)连接至上述生活用水循环管路(3)和室内供暖循环管路(4)处进行供热，所述的锅炉(2)分别通过第三循环管路(8)和第四循环管路(9)连接至上述生活用水循环管路(3)和室内供暖循环管路(4)处进行供热，所述的太阳能集热器(1)处还连接有能使其分别连通上述第一循环管路(6)或第二循环管路(7)的电动三通阀一(10)以及能驱动太阳能集热器(1)内的液态介质沿第一循环管路(6)或第二循环管路(7)循环流动的太阳能循环泵(11)，所述的锅炉(2)处还连接有能使其分别连通上述第三循环管路(8)或第四循环管路(9)的电动三通阀二(12)以及能驱动锅炉(2)内的液态介质沿第三循环管路(8)或第四循环管路(9)循环流动的锅炉循环泵(13)，所述的供热系统还包括中央处理器(5)，上述电动三通阀一(10)、太阳能循环泵(11)、锅炉(2)、电动三通阀二(12)以及锅炉循环泵(13)分别具有电控电路一、电控电路二、电控电路三、电控电路四以及电控电路五，所述的电控电路一、电控电路二、电控电路三、电控电路四以及电控电路五均与上述中央处理器(5)相连接，所述的太阳能集热器(1)、锅炉(2)、生活用水循环管路(3)以及室内供暖循环管路(4)处分别设置有能检测其水温的太阳能水温传感器(14)、锅炉水温传感器(15)、生活用水水温传感器(16)以及室内供暖水温传感器(17)，所述的太阳能水温传感器(14)、锅炉水温传感器(15)、生活用水水温传感器(16)以及室内供暖水温传感器(17)均与上述中央处理器(5)相连接，所述的第二循环管路(7)、第四循环管路(9)与上述室内供暖循环管路(4)之间还连接有水力分配器(41)，该水力分配器(41)能将第二循环管路(7)或第四循环管路(9)与上述室内供暖循环管路(4)相连通；所述的第一循环管路(6)和第三循环管路(8)均为封闭的回路。
2.根据权利要求1所述的太阳能锅炉供热系统，其特征在于，所述的生活用水循环管路(3)包括热交换器(31)、用水管(32)以及补水管(33)，上述热交换器(31)内设有用于储存生活用水的储水罐，所述的第一循环管路(6)和第三循环管路(8)均伸入到上述热交换器(31)中且其内液态介质能与储水罐内的生活用水发生热传递，所述的用水管(32)和补水管(33)均与上述储水罐密封连通。
3.根据权利要求1所述的太阳能锅炉供热系统，其特征在于，所述的室内供暖循环管路(4)包括能将其内部的液态介质与外部空气作热交换的热交换设备(42)、进水管(43)、出水管(44)、膨胀罐(45)以及室内供暖循环泵(46)，所述的进水管(43)和出水管(44)的一端均与上述水力分配器(41)相连通，另一端分别与上述热交换设备(42)相连通，所述的膨胀罐(45)和室内供暖循环泵(46)均连接于上述进水管(43)上。
4.根据权利要求3所述的太阳能锅炉供热系统，其特征在于，所述的热交换设备(42)为地暖。
5.根据权利要求3所述的太阳能锅炉供热系统，其特征在于，所述的热交换设备(42)为暖气片。
6.根据权利要求1或2所述的太阳能锅炉供热系统，其特征在于，所述的锅炉(2)为燃气锅炉。
7.根据权利要求1或2所述的太阳能锅炉供热系统，其特征在于，所述的锅炉(2)为电锅炉。
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