CN104848292A - 太阳能生活热水集中换热系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了太阳能生活热水集中换热系统主要由太阳能集热器、集热贮热水箱、太阳能循环泵、供热循环泵、热水循环泵、盘管换热器、控制柜和用水管网组成，集热贮热水箱出水与供热供水管连接，供热供水管与盘管换热器连接，盘管换热器内装有电加热器，盘管换热器顶部连接有热水供水管到用水管网，用水管网回水由热水回水管到进水管再回流至盘管换热器，进水管连接在盘管换热器底部，盘管换热器上还设有温度传感器四、安全阀和压力传感器二。本发明的有益效果是，本发明具有节能、安全、经济和智能化控制等优点，而且配置齐全，保护功能完善，使用效果好，适应性强，可广泛适于住宅、办公、学校、旅馆、医院等的集中热水供应系统。

Description

太阳能生活热水集中换热系统

技术领域

本发明涉及太阳能供热技术领域，具体地说是一种太阳能生活热水集中换热系统。

背景技术

近年来，利用太阳能制备生活热水供应系统发展迅速，但较大型或大型太阳能集中热水供应系统并不多见，这主要是因为太阳能热源与常规热源相比具有低密度性、不稳定性和不可控性的特点，低密度性是指太阳能单位时间内提供的热量很低，很难与常规热源一样能将冷水一次性加热到使用温度；不稳定性是指太阳能一年四季变化，而且或有或无；不可控性是指太阳能集热时很难控制，因而带来不用热水或用热水量少时，太阳能集热的过热处理问题。由于太阳能是一种清洁和用之不绝的再生能源，随着世界能源危机和国家积极推行节能减排、发展低碳经济的新形势下，太阳能集中热水供应作为一种节能、环保、经济的热水供应方式开始被逐步推广与应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种节能、安全、经济和智能化的太阳能生活热水集中换热系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：太阳能生活热水集中换热系统主要由太阳能集热器、集热贮热水箱、太阳能循环泵、供热循环泵、热水循环泵、盘管换热器、控制柜和用水管网组成，太阳能集热器进水与太阳能供水管连接，太阳能供水管与设置的集热贮热水箱连接，太阳能供水管上装有太阳能循环泵，太阳能集热器出水与太阳能回水管连接，太阳能回水管与集热贮热水箱连接，在太阳能集热器出水连接太阳能回水管之前设有温度传感器一，集热贮热水箱内设有水位传感器及温度传感器二，集热贮热水箱连接有补水管，且在补水管装有电磁阀控制进水，集热贮热水箱出水与供热供水管连接，供热供水管与盘管换热器连接，盘管换热器与供热回水管连接，供热回水管再与集热贮热水箱连接，且供热供水管上装有供热循环泵，供热供水管与盘管换热器的热源进口连接，盘管换热器的热源出口与供热回水管连接，供热回水管上设有便于观察的温度表，盘管换热器内还装设有电加热器，电加热器为盘管换热器的辅助加热，盘管换热器顶部还连接有热水供水管到用水管网，用水管网回水由热水回水管到进水管再回流至盘管换热器，进水管连接在盘管换热器底部，热水回水管在连接进水管之前沿水流方向顺次设有过滤器、膨胀罐、温度传感器三、压力传感器一、热水循环泵及止回阀三，热水回水管在绕过热水循环泵及止回阀三还设有旁通管，旁通管上设有止回阀二，在盘管换热器的进水管上还连接有冷水供水管，冷水供水管上装有电子除垢仪，电子除垢仪之后装有止回阀一及压力表一，盘管换热器上还设有温度传感器四、安全阀和压力传感器二，温度传感器四用于检测与控制盘管换热器的出水温度稳定和符合用水管网的使用要求，安全阀用于盘管换热器超压时泄水泄压，压力传感器二用于检测盘管换热器的出水压力。

所述温度传感器一、水位传感器、温度传感器二、太阳能循环泵、供热循环泵、电子除垢仪、电加热器、热水循环泵、压力传感器一、温度传感器三、温度传感器四、压力传感器二和电磁阀各自敷设电缆线与控制柜连接。

所述温度传感器一和温度传感器二分别用于检测太能能集热器温度和集热贮热水箱温度，并设有启泵温差值和停泵温差值两个控制点，且启泵温差值优选在2℃～5℃范围，停泵温差值优选在0.5～1℃范围，启泵温差值用于控制太阳能循环泵启动，停泵温差值用于控制太阳能循环泵停止运行。

所述水位传感器用于检测集热贮热水箱水位，并设有高水位点、低水位点和缺水水位点共三个控制点，高水位点用于控制集热贮热水箱停止进水，电磁阀关闭；低水位点用于集热贮热水箱补水，电磁阀打开进水；缺水水位点用于控制运行中的太阳能循环泵及供热循环泵停机保护、并报警，当集热贮热水箱水位恢复到低水位点及以上时，报警消除和系统恢复正常。

所述压力传感器一用于检测热水循环泵进水压力和保护热水循环泵，当压力传感器一检测到热水循环泵进水压力低于设定的无水压力值及以下时，热水循环泵停机保护、并报警，设定的无水压力值优选在0.05～0.20MPa范围；当压力传感器一检测到热水循环泵进水压力高于设定的无水压力值以上时，报警自动消除，同时热水循环泵也将恢复正常。

本发明的工作原理是，利用太阳能间接加热和电加热器补偿加热方式制备生活热水，太阳能集热器将太阳光能转换为热能，太阳能集热器温度升高，温度传感器一检测太阳能集热器温度，温度传感器二检测集热贮热水箱温度，当太阳能集热器温度高于集热贮热水箱温度在设定的启泵温差值及以下时，太阳能循环泵启动，集热贮热水箱的水经过太阳能循环泵加压、太阳能供水管输送至太阳能集热器置换，同时太阳能集热器内的水由太阳能回水管回流至集热贮热水箱，太阳能集热器温度降低，集热贮热水箱温度升高，直至太阳能集热器温度较集热贮热水箱温度在设定的停泵温差值时，太阳能循环泵停止运行，太阳能集热器温度开始升高，当太阳能集热器温度高于集热贮热水箱温度在设定的启泵温差值及以下时，太阳能循环泵重新启动，如此反复，达到太阳能集热器加热、集热贮热水箱储热效果；

在制备热水时，供热循环泵从集热贮热水箱中取水、经加压后输送至盘管换热器换热和输出热量，盘管换热器再将吸收的热量自动连续地转换为适于用水管网供应的热水由热水供水管输出，热水回水由热水回水管经过滤器清除污垢、热水循环泵提压之后从进水管回流至盘管换热器，冷水供水管补充热水回水量的不足，温度传感器三检测热水回水管温度，温度传感器四检测盘管换热器内的热水温度，压力传感器一检测热水回水管压力，压力传感器二检测盘管换热器的出水压力，当温度传感器三检测到热水回水管温度低于设定的循环温度值及以下时，热水循环泵启动，当温度传感器三检测到热水回水管温度高于设定的循环温度值5℃及以上时，热水循环泵停止循环；当温度传感器四检测到盘管换热器内的热水温度高于等于热水供应到用水管网设定的出水温度时，供热循环泵停止运行，当温度传感器四检测到盘管换热器内的热水温度低于热水供应到用水管网设定的出水温度、且温度传感器二检测到集热贮热水箱温度高于盘管换热器内的热水温度2℃及以上时，供热循环泵启动和通过盘管换热器进行加热，当温度传感器四检测到盘管换热器内的热水温度小于等于温度传感器二检测到集热贮热水箱温度时，供热循环泵停止运行，此时由装设在盘管换热器内的电加热器进行加热，电加热器得电启动，并使盘管换热器内的热水温度恒定在设定的出水温度值输出，电加热器在检测集热贮热水箱温度高于热水供应到用水管网设定的出水温度2℃及以上时，停止电加热器加热，电加热器失电，待盘管换热器内的热水温度低于设定的出水温度时，供热循环泵启动和重新恢复到盘管换热器加热的供热方式；当供热循环泵运行、但盘管换热器内的热水温度仍低于设定的出水温度85%长达5～15min时，电加热器启动、并对盘管换热器进行补充加热，使达到恒温出水和满足用水管网使用的效果。

本发明的有益效果是，本发明具有节能、安全、经济和智能化控制等优点，而且配置齐全，保护功能完善，使用效果好，适应性强，可广泛适于住宅、办公、学校、旅馆、医院等的集中热水供应系统。

附图说明

附图1为本发明的结构示意图。

图中，1、太阳能集热器，2、温度传感器一，3、太阳能回水管，4、集热贮热水箱，5、水位传感器，6、温度传感器二，7、太阳能供水管，8、太阳能循环泵，9、供热循环管，10、冷水供水管，11、供热循环泵，12、电子除垢仪，13、止回阀一，14、电加热器，15、压力表一，16、旁通管，17、止回阀二，18、止回阀三，19、热水循环泵，20、压力传感器一，21、温度传感器三，22、过滤器，23、热水回水管，24、膨胀罐，25、进水管，26、温度表，27、供热回水管，28、温度传感器四，29、盘管换热器，30、安全阀，31、热水供水管，32、电缆线，33、压力传感器二，34、补水管，35、电磁阀，36、控制柜，37、用水管网。

具体实施方式

下面就附图1对本发明的太阳能生活热水集中换热系统作以下详细地说明。

如附图1所示，本发明的太阳能生活热水集中换热系统主要由太阳能集热器1、集热贮热水箱4、太阳能循环泵8、供热循环泵11、热水循环泵19、盘管换热器29、控制柜36和用水管网37组成，太阳能集热器1进水与太阳能供水管7连接，太阳能供水管7与设置的集热贮热水箱4连接，太阳能供水管7上装有太阳能循环泵8，太阳能集热器1出水与太阳能回水管3连接，太阳能回水管3与集热贮热水箱4连接，在太阳能集热器1出水连接太阳能回水管3之前设有温度传感器一2，集热贮热水箱4内设有水位传感器5及温度传感器二6，集热贮热水箱4连接有补水管34，且在补水管34装有电磁阀35控制进水，集热贮热水箱4出水与供热供水管9连接，供热供水管9与盘管换热器29连接，盘管换热器29与供热回水管27连接，供热回水管27再与集热贮热水箱4连接，且供热供水管9上装有供热循环泵11，供热供水管9与盘管换热器29的热源进口连接，盘管换热器29的热源出口与供热回水管27连接，供热回水管27上设有便于观察的温度表26，盘管换热器29内还装设有电加热器14，电加热器14为盘管换热器29的辅助加热，盘管换热器29顶部还连接有热水供水管31到用水管网37，用水管网37回水由热水回水管23到进水管25再回流至盘管换热器29，进水管25连接在盘管换热器29底部，热水回水管23在连接进水管25之前沿水流方向顺次设有过滤器22、膨胀罐24、温度传感器三21、压力传感器一20、热水循环泵19及止回阀三18，热水回水管23在绕过热水循环泵19及止回阀三18还设有旁通管16，旁通管16上设有止回阀二17，在盘管换热器29的进水管25上还连接有冷水供水管10，冷水供水管10上装有电子除垢仪12，电子除垢仪12之后装有止回阀一13及压力表一15，盘管换热器29上还设有温度传感器四28、安全阀30和压力传感器二33，温度传感器四28用于检测与控制盘管换热器29的出水温度稳定和符合用水管网37的使用要求，安全阀30用于盘管换热器29超压时泄水泄压，压力传感器二33用于检测盘管换热器29的出水压力。

所述温度传感器一2、水位传感器5、温度传感器二6、太阳能循环泵8、供热循环泵11、电子除垢仪12、电加热器14、热水循环泵19、压力传感器一20、温度传感器三21、温度传感器四28、压力传感器二33和电磁阀35各自敷设电缆线32与控制柜36连接。

所述温度传感器一2和温度传感器二6分别用于检测太能能集热器1温度和集热贮热水箱4温度，并设有启泵温差值和停泵温差值两个控制点，且启泵温差值优选在2℃～5℃范围，停泵温差值优选在0.5～1℃范围，启泵温差值用于控制太阳能循环泵8启动，停泵温差值用于控制太阳能循环泵8停止运行。

所述水位传感器5用于检测集热贮热水箱4水位，并设有高水位点、低水位点和缺水水位点共三个控制点，高水位点用于控制集热贮热水箱4停止进水，电磁阀35关闭；低水位点用于集热贮热水箱4补水，电磁阀35打开进水；缺水水位点用于控制运行中的太阳能循环泵8及供热循环泵11停机保护、并报警，当集热贮热水箱4水位恢复到低水位点及以上时，报警消除和系统恢复正常。

所述压力传感器一20用于检测热水循环泵19进水压力和保护热水循环泵19，当压力传感器一20检测到热水循环泵19进水压力低于设定的无水压力值及以下时，热水循环泵19停机保护、并报警，设定的无水压力值优选在0.05～0.20MPa范围；当压力传感器一20检测到热水循环泵19进水压力高于设定的无水压力值以上时，报警自动消除，同时热水循环泵19也将恢复正常。

本发明的工作原理是，利用太阳能间接加热和电加热器14补偿加热方式制备生活热水，太阳能集热器1将太阳光能转换为热能，太阳能集热器1温度升高，温度传感器一2检测太阳能集热器1温度，温度传感器二6检测集热贮热水箱4温度，当太阳能集热器1温度高于集热贮热水箱4温度在设定的启泵温差值及以下时，太阳能循环泵8启动，集热贮热水箱4的水经过太阳能循环泵8加压、太阳能供水管7输送至太阳能集热器1置换，同时太阳能集热器1内的水由太阳能回水管3回流至集热贮热水箱4，太阳能集热器1温度降低，集热贮热水箱4温度升高，直至太阳能集热器1温度较集热贮热水箱4温度在设定的停泵温差值时，太阳能循环泵8停止运行，太阳能集热器1温度开始升高，当太阳能集热器1温度高于集热贮热水箱4温度在设定的启泵温差值及以下时，太阳能循环泵8重新启动，如此反复，达到太阳能集热器1加热、集热贮热水箱4储热效果；

在制备热水时，供热循环泵11从集热贮热水箱4中取水、经加压后输送至盘管换热器29换热和输出热量，盘管换热器29再将吸收的热量自动连续地转换为适于用水管网37供应的热水由热水供水管31输出，热水回水由热水回水管23经过滤器22清除污垢、热水循环泵19提压之后从进水管25回流至盘管换热器29，冷水供水管10补充热水回水量的不足，温度传感器三21检测热水回水管23温度，温度传感器四28检测盘管换热器29内的热水温度，压力传感器一20检测热水回水管23压力，压力传感器二33检测盘管换热器29的出水压力，当温度传感器三21检测到热水回水管23温度低于设定的循环温度值及以下时，热水循环泵19启动，当温度传感器三21检测到热水回水管23温度高于设定的循环温度值5℃及以上时，热水循环泵19停止循环；当温度传感器四28检测到盘管换热器29内的热水温度高于等于热水供应到用水管网37设定的出水温度时，供热循环泵11停止运行，当温度传感器四28检测到盘管换热器29内的热水温度低于热水供应到用水管网37设定的出水温度、且温度传感器二6检测到集热贮热水箱4温度高于盘管换热器29内的热水温度2℃及以上时，供热循环泵11启动和通过盘管换热器29进行加热，当温度传感器四28检测到盘管换热器29内的热水温度小于等于温度传感器二6检测到集热贮热水箱4温度时，供热循环泵11停止运行，此时由装设在盘管换热器29内的电加热器14进行加热，电加热器14得电启动，并使盘管换热器29内的热水温度恒定在设定的出水温度值输出，电加热器14在检测集热贮热水箱4温度高于热水供应到用水管网37设定的出水温度2℃及以上时，停止电加热器14加热，电加热器14失电，待盘管换热器29内的热水温度低于设定的出水温度时，供热循环泵11启动和重新恢复到盘管换热器29加热的供热方式；当供热循环泵11运行、但盘管换热器29内的热水温度仍低于设定的出水温度85%长达5～15min时，电加热器14启动、并对盘管换热器29进行补充加热，使达到恒温出水和满足用水管网37使用的效果。

Claims (6)

1.一种太阳能生活热水集中换热系统主要由太阳能集热器、集热贮热水箱、太阳能循环泵、供热循环泵、热水循环泵、盘管换热器、控制柜和用水管网组成，其特征在于，集热贮热水箱内设有水位传感器及温度传感器二，集热贮热水箱出水与供热供水管连接，供热供水管与盘管换热器连接，盘管换热器与供热回水管连接，供热回水管再与集热贮热水箱连接，且供热供水管上装有供热循环泵，盘管换热器内还装设有电加热器，盘管换热器顶部连接有热水供水管到用水管网，用水管网回水由热水回水管到进水管再回流至盘管换热器，进水管连接在盘管换热器底部，热水回水管在连接进水管之前沿水流方向顺次设有过滤器、膨胀罐、温度传感器三、压力传感器一、热水循环泵及止回阀三，在盘管换热器的进水管上还连接有冷水供水管，盘管换热器上还设有温度传感器四、安全阀和压力传感器二。

2.根据权利要求1所述的太阳能生活热水集中换热系统，其特征在于，太阳能集热器进水与太阳能供水管连接，太阳能供水管与设置的集热贮热水箱连接，太阳能供水管上装有太阳能循环泵，太阳能集热器出水与太阳能回水管连接，太阳能回水管与集热贮热水箱连接，在太阳能集热器出水连接太阳能回水管之前设有温度传感器一。

3.根据权利要求1所述的太阳能生活热水集中换热系统，其特征在于，集热贮热水箱连接有补水管，且在补水管装有电磁阀控制进水。

4.根据权利要求1所述的太阳能生活热水集中换热系统，其特征在于，供热供水管与盘管换热器的热源进口连接，盘管换热器的热源出口与供热回水管连接。

5.根据权利要求1所述的太阳能生活热水集中换热系统，其特征在于，热水回水管在绕过热水循环泵及止回阀三还设有旁通管，旁通管上设有止回阀二。

6.根据权利要求1所述的太阳能生活热水集中换热系统，其特征在于，冷水供水管上装有电子除垢仪，电子除垢仪之后装有止回阀一及压力表一。