CN104864606A - 全天候太阳能智能生态系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全天候太阳能智能生态系统；属于主要用于利用太阳能作为主要能源进行供热、制冷等智能化控制的环保系统设备结构的技术领域。其中太阳能空气能控制中心通过电子线路和传感器的电信号电性连接通过电磁阀连通的储热及冷热两用水箱，超低温空气能热泵，太阳能集热器，空调控制器及地暖系统等；控制利用太阳能全天候根据需要满足供热、制冷、净水、发电、新风的需求，在恶劣的气候环境下仍达到环境舒适要求；具有使用寿命长，投资成本低，且长期受益的优点。

Description

全天候太阳能智能生态系统

技术领域

本发明涉及一种全天候太阳能智能生态系统；属于机械装置的智能化电子控制系统结构的技术领域，具体说属于主要用于利用太阳能作为主要能源进行供热、制冷、净水、发电、新风等智能化控制的环保系统设备结构的技术领域。

背景技术

当今，能源紧张制约了国家经济的高速发展，环境污染问题越来越成为人民群众关注的热点，国家把节约能源和环境保护作为一项基本国策，大力发展清洁的可再生能源。太阳能、空气能、风能、地热能是自然界取之不尽，用之不竭免费的可再生能源。让人民群众呼吸到新鲜的空气，喝上干净的水是最大的民生工程。目前，家庭及企业的供暖供热系统在使用过程中，如果使用清洁能源多使用电，为了达到基本要求一般都需全天打开电源；在这种过程中，加热装置反复工作浪费很多电能。但是直接利用太阳能取暖由于技术上存在问题还不能广泛实现，太阳能多用于仅提供热水，而供暖仍旧主要采用的是煤，气或电，给使用者带来极大的不便，同时也对环境造成影响，对能源造成浪费。

发明内容

本发明提供了一种全天候太阳能智能生态系统；以实现利用太阳能全天候供热、制冷、净水、发电、新风的需求，在恶劣的气候环境下仍达到室内恒温、恒湿、恒氧、高舒适、零污染、零排放，彻底根治室内pm2.5、甲醛、二甲苯等有害气体对人体的侵害；使用寿命长，投资成本低，且长期受益的目的。

为达到所述的目的本发明的技术方案是：

一种全天候太阳能智能生态系统，包括集热循环泵，电磁阀，热媒循环泵，超低温空气能热泵，热水循环泵，储热水箱，冷热两用水箱，太阳能集热器，地暖循环泵，空调循环泵，太阳能空气能控制中心，空调控制器，止回阀，分水器，排气阀，地暖系统，新风系统，风机盘管和连接管道；

所述的储热水箱为整体柱状、中空、外部设置有保温装置的直立式结构；该储热水箱的内部设置有第一盘管组和第二盘管组；

所述的第一盘管组的入口处设置有排气阀；该第一盘管组的出口通过连接管道连通该集热循环泵；该集热循环泵通过连接管道连通该太阳能集热器的进水口；该太阳能集热器的出水口通过热水换热器和连接管道连通该第一盘管组的入口；

所述的第二盘管组的入口通过连接了外部水的连接管道连通该止回阀；该止回阀通过连接管道与分户储热水箱的出口连通；该第二盘管组的出口通过连接管道连通该热水循环泵；该热水循环泵通过连接管道与分户储热水箱的入口连通；该分户储热水箱与洗浴装置连通；

所述的冷热两用水箱为整体柱状、中空、外部设置有保温装置的直立式结构；该冷热两用水箱的下部设置有与该电磁阀连通的出口，该电磁阀通过连接管道与该储热水箱连通；该冷热两用水箱通过连接管道与外部水连接；

所述的冷热两用水箱的内部设置有第三盘管组；该第三盘管组的入口连通该热媒循环泵；该热媒循环泵通过连接管道连通该超低温空气能热泵；该第三盘管组的出口通过连接管道连通该超低温空气能热泵；

所述的冷热两用水箱通过该分水器和连接管道连通该地暖系统的入口；该地暖系统的出口通过连接管道连通该冷热两用水箱；

所述的冷热两用水箱通过该空调循环泵和连接管道连通该风机盘管；该风机盘管通过连接管道连通顶棚毛细管组；该风机盘管的外部连接可通过该空调控制器控制的空调装置；

所述的储热水箱的入口连通连接在所述连接管道上的排空阀组；

所述的储热水箱，冷热两用水箱和连接管道内设置有温度传感器；

所述的新风系统包括与交换控制装置连接的进风管道；该进风管道为螺旋状的盘管结构，该进风管道位于地暖系统的下部；该进风管道的入口位于室外，该进风管道的出口位于室内；该进风管道的入口和出口处设置有温度传感器；

所述的太阳能空气能控制中心通过电子线路分别与该电磁阀，该超低温空气能热泵，该太阳能集热器，该空调控制器，该新风系统，该地暖系统电性连接。

该连接管道的结构包括连接管道内管，外套管，第三绝热层，第一保温层，第一绝热层，第二绝热层和第二保温层；

该连接管道内管的管壁厚度和管直径之比在相同单位下为0.12∶1；

该第一绝热层为双层结构，依次环套在该连接管道内管的外环，各层结构的厚度相同；该厚度与所述的管壁厚度之比为0.5∶1；

该第一保温层环套在该第一绝热层的外环；该第一保温层的厚度与所述的管壁厚度之比为0.9∶1；

该第二绝热层为双层结构，依次环套在该第一保温层的外环，各层结构的厚度相同；该厚度与所述的管壁厚度之比为0.5∶1；

该第二保温层环套在该第二绝热层的外环；该第二保温层的厚度与所述的管壁厚度之比为0.9∶1；

该第三绝热层为单层结构，环套在该第二保温层的外环，该第三绝热层厚度与所述的管壁厚度之比为0.3∶1；

该外套管为斜卷管结构，环套在该第三绝热层的外环；该外套管的厚度与所述的管壁厚度之比为1∶1。

该连接管道内管的材料为热镀锌管或阻氧PPR管；该外套管的材料为热镀锌或铝板斜卷管；该第一保温层和该第二保温层为机制聚氨酯保温材料制成；该第一绝热层，第二绝热层和第三绝热层的材料为玻璃纤维、石棉或气凝胶毡；该第一保温层和该第二保温层的厚度为20-40毫米；该绝热层单层的厚度为0.2-0.3毫米。

该储热水箱或该冷热两用水箱的结构为由不锈钢板和紧覆其上的绝热层C组成的双层结构；该不锈钢板位于外层；该双层结构之间填充有聚氨酯材料的该保温层C；

该高温密封条位于由接缝处的两边成垂直状对接的该不锈钢板共同连续成直角顺时针卷边三次形成的封闭空间内；该高温密封条的四边与所述的绝热层C成顶抵结构；该封闭空间和顶抵结构分别构成所述水箱内外层的机械接缝部分；

该双层结构分别通过机械接缝形成密封的结构；该双层结构的机械接缝部分埋入该保温层C内。

该不锈钢板和绝热层C的厚度之比为1∶1；该绝热层C的材料为玻璃纤维或岩棉；该保温层C与该不锈钢板的厚度之比为12∶1；该高温密封条截面为长方形，长度与该卷边同长，厚度为2毫米，长度或宽度为6毫米或10毫米。

该储热水箱内第一盘管组盘管匝数为该储热水箱内部高度每单位米26-30匝，不同匝数的盘管间角度为5-10度；该第二盘管组盘管匝数为该储热水箱内部高度每单位米18-22匝，不同匝数的盘管间角度为10-18度；该盘管内径与该储热水箱内径之比为1∶380。

该冷热两用水箱内第三盘管组盘管匝数为该冷热两用水箱内部高度每单位米10-18匝，不同匝数的盘管间角度为19-36度；该盘管内径与该冷热两用水箱内径之比为1∶300。

该太阳能集热器包括进水管道，出水管道，调节阀，保温层A，反射板，绝热层A，钢化玻璃和连通管；

所述的太阳能集热器与地面成40-50度角直立设置；该连通管内中空；复数个该连通管以直立状态排列且位于该反射板的一侧表面；该反射板的另一侧依次贴覆有该保温层A和该绝热层A；该钢化玻璃罩在复数个该连通管的外表面；

复数个该连通管在两端导通并分别与该进水管道和该出水管道连通；该进水管道位于所述的太阳能集热器的上部且水平设置，该出水管道位于所述的太阳能集热器的下部且水平设置；该进水管道处设置有第一调节阀；该出水管道处设置有第二调节阀；该第一和第二调节阀为具有相同结构的该调节阀。

该进水管道直径为Φ20毫米；该出水管道直径为Φ20毫米；该钢化玻璃为高强度中空双层充氮气保温钢化玻璃；该调节阀为可自动调节内部负压的负压阀；该保温层A为聚氨酯保温层，该保温层A的厚度为20-40毫米；该反射板为高效U型聚光反射板；该绝热层A为热能反射膜绝热层，该绝热层A的厚度为0.2-0.3毫米；该连通管直径为Φ9毫米。

该太阳能空气能控制中心内设置可接收处理并发送处理来自于该空调控制器，设置在该储热水箱和该冷热两用水箱内的进水温度传感器，出水温度传感器，水流量传感器，新风系统内的温度传感器，连接管道内的温度传感器及排空阀组电信号的微电脑处理装置；该微电脑处理装置包括中央处理器，内存，控制电路及输入输出接口。

采用本发明的技术方案可实现主要依靠太阳能进行冬季取暖，且同时利用太阳能全天候根据需要满足供热、制冷、净水、发电、新风的需求，在恶劣的气候环境下仍达到室内恒温、恒湿、恒氧、高舒适、零污染、零排放，彻底根治室内pm2.5、甲醛、二甲苯等有害气体对人体的侵害；具有使用寿命长，投资成本低，且长期受益的效果。

附图说明

图1为本发明系统整体原理示意图；

图2为图1中连接管道截面结构示意图；

图3为图1中连接管道阀门截面结构示意图；

图4为图1中水箱壁截面结构示意图；

图5为图4中A-A局部放大示意图；

图6为图1中太阳能集热器侧面结构示意图；

图7为图1中太阳能集热器正面结构示意图。

图中标号说明

1.集热循环泵

2.电磁阀

21.连接管道内管

22.外套管

23.第三绝热层

24.第一保温层

25.第一绝热层

26.第二绝热层

27.第二保温层

3.热媒循环泵

4.超低温空气能热泵

5.热水循环泵

6.储热水箱

7.冷热两用水箱

131.不锈钢板

132.绝热层C

133.保温层C

134.高温密封条

8.太阳能集热器

81.进水管道

82.出水管道

83.调节阀

84.保温层A

85.反射板

86.绝热层A

87.钢化玻璃

88.连通管

9.地暖循环泵

10.空调循环泵

11.太阳能空气能控制中心

12.空调控制器

13.止回阀

14.分水器

15.排气阀

具体实施方式

下面结合附图对本发明技术方案详细说明如下，以利全面了解。

如图1所示，一种全天候太阳能智能生态系统，其特征在于包括集热循环泵1，电磁阀2，热媒循环泵3，超低温空气能热泵4，热水循环泵5，储热水箱6，冷热两用水箱7，太阳能集热器8，地暖循环泵9，空调循环泵10，太阳能空气能控制中心11，空调控制器12，止回阀13，分水器14，排气阀15，地暖系统，新风系统，风机盘管和连接管道；

所述的储热水箱6为整体柱状(例如圆柱状)、中空、外部设置有保温装置的直立式结构；该储热水箱6的内部设置有第一盘管组和第二盘管组；

所述的第一盘管组的入口处设置有排气阀15；该第一盘管组的出口通过连接管道连通该集热循环泵1；该集热循环泵1通过连接管道(该连接管道内根据需要设置有温度传感器)连通该太阳能集热器8的进水口；该太阳能集热器8的出水口通过热水换热器和连接管道连通该第一盘管组的入口；

所述的第二盘管组的入口通过连接了外部水的连接管道(该连接管道内根据需要设置有温度传感器)连通该止回阀13(该止回阀13可为单向以防止外部水直接进入分户储热水箱)；该止回阀13通过连接管道与分户储热水箱的出口连通；该第二盘管组的出口通过连接管道连通该热水循环泵5；该热水循环泵5通过连接管道与分户储热水箱的入口连通；该分户储热水箱与洗浴装置连通；这样外部水可(根据温度传感器及水流量传感器的监控)控制进入并通过该第二盘管组的入口，出口，热水循环泵5，分户储热水箱和止回阀13形成顺时针方向的循环热水流动，保证分户储热水箱及管道内流动足够的洗浴和生活热水。

所述的冷热两用水箱7为整体柱状、中空、外部设置有保温装置的直立式结构；该冷热两用水箱7的下部设置有与该电磁阀2连通的出口，该电磁阀2通过连接管道与该储热水箱6连通；该冷热两用水箱7通过连接管道与外部水连接；

所述的冷热两用水箱7的内部设置有第三盘管组；该第三盘管组的入口连通该热媒循环泵3；该热媒循环泵3通过连接管道连通该超低温空气能热泵4；该第三盘管组的出口通过连接管道连通该超低温空气能热泵4；

该超低温空气能热泵一般采用220V 5P(20KW)二级、三级渦旋增压压缩机或转子变频压缩机，使用特殊承压适宜极寒地区的防冻液(例如ASBTOP三型)，亲水高效换热铝箔等，通过高能效换热罐，以及内旋螺纹倾角为5.7°的铜管加大热交换面积，利用反向聚热瞬间化霜系统除霜，采用电脑、手机、平板等远程遥控方式，实现智能超低温、高能效比(在零下20℃回水温度在45℃的条件下，能效比为2.84)。

该储热水箱6内第一盘管组盘管匝数为该储热水箱6内部高度每单位米26-30匝，较佳为26匝；不同匝数的盘管间角度为5-10度，较佳为5度；该第二盘管组盘管匝数为该储热水箱6内部高度每单位米18-22匝，较佳为18匝；不同匝数的盘管间角度为10-18度，较佳为10度；该盘管内径与该储热水箱6内径之比为1∶380。

该冷热两用水箱7内第三盘管组盘管匝数为该冷热两用水箱7内部高度每单位米10-18匝，较佳为15匝；不同匝数的盘管间角度为19-36度，较佳为20度；该盘管内径与该冷热两用水箱7内径之比为1∶300。

所述的冷热两用水箱7通过该分水器14和连接管道连通该地暖系统的入口；该地暖系统的出口通过连接管道连通该冷热两用水箱7；

为了实现恒温、恒湿、恒氧、恒净，通过温度传感器反馈来控制超低温空气能(即超低温空气能热泵)，进而控制水箱水温，使水温控制在45-50度，从根本不会产生如普通地暖产生的躁热和室内浮尘飞扬，浮尘起伏离地高度在200mm以下，实现了恒净。

所述的冷热两用水箱7通过该空调循环泵10和连接管道连通该风机盘管；该风机盘管通过连接管道连通顶棚毛细管组；该风机盘管的外部连接可通过该空调控制器12控制的空调装置；该空调装置可调控风机盘管内的水温使之影响顶棚毛细管组内流动的水温而起到夏天制冷，冬天辅助供热的目的。顶棚毛细管组制冷，如同地暖供暖一样，是为了制冷更均匀、更舒适，更节能，通过空调控制器来精确控温，实现制冷或供暖。

所述的储热水箱6的入口连通连接在所述连接管道上的排空阀组；

所述的储热水箱6，冷热两用水箱7和连接管道内设置有温度传感器；

所述的新风系统包括与交换控制装置连接的进风管道；该进风管道为螺旋状的盘管结构，该进风管道位于地暖系统的下部；该进风管道的入口位于室外，该进风管道的出口位于室内；该进风管道的入口和出口处设置有温度传感器；需要说明的一点是，该进风管道的入口和出口根据需求通过交换控制装置可以交换设置；本发明的中央全热交换新风系统的地下进风系统管道，由于是布置在地暖系统的下部，所以，在夏季，超低温空气能在制冷时，管道(地暖系统的管道)内是18-20度的冷水，室外的经过深度净化的高温热空气通过全屋的冷水层降温后，通过全屋的新风管道把舒适自然的冷空气换到每个房间，既实现了大幅的节能效果(耗能仅为空调的十分之一......二十分之一)，同时，又根治了氟利昂制冷空调的难治之症-即空调病的发生！冬季加热时空气与之原理相反，进入室内的是温暖的新鲜空气。

所述的太阳能空气能控制中心11通过电子线路分别与该电磁阀2，该超低温空气能热泵4，该太阳能集热器8，该空调控制器12，该新风系统，该地暖系统电性连接。

如图2和图3所示，该连接管道的结构包括连接管道内管21，外套管22，第三绝热层23，第一保温层24，第一绝热层25，第二绝热层26和第二保温层27；

该连接管道内管21的管壁厚度和管直径之比在相同单位下为0.12∶1；

该第一绝热层25为双层结构，依次环套在该连接管道内管21的外环，各层结构的厚度相同；该厚度与所述的管壁厚度之比为0.5∶1；该第一绝热层的单层厚度为0.2-0.3毫米；

该第一保温层24环套在该第一绝热层25的外环；该第一保温层24的厚度与所述的管壁厚度之比为0.9∶1；该第一保温层24的厚度为20-40毫米；

该第二绝热层26为双层结构，依次环套在该第一保温层24的外环，各层结构的厚度相同；该厚度与所述的管壁厚度之比为0.5∶1；该第二绝热层的单层厚度为0.2-0.3毫米；

该第二保温层27环套在该第二绝热层26的外环；该第二保温层27的厚度与所述的管壁厚度之比为0.9∶1；该第二保温层27的厚度为20-40毫米；

该第三绝热层23为单层结构，环套在该第二保温层27的外环，该第三绝热层23厚度与所述的管壁厚度之比为0.3∶1；该第三绝热层23的厚度为0.2-0.3毫米；

该外套管22为斜卷管结构，环套在该第三绝热层23的外环；该外套管22的厚度与所述的管壁厚度之比为1∶1。(以上各项的比值应该在相同的单位下，比如毫米或厘米)；

该连接管道内管21的材料为热镀锌管或阻氧PPR管；该外套管22的材料为热镀锌或铝板斜卷管；该第一保温层24和该第二保温层27为机制聚氨酯保温材料制成；该第一绝热层25，第二绝热层26和第三绝热层23的材料为玻璃纤维、石棉或气凝胶毡。

以上所述的连接管道为一种抗紫外线照射老化和极寒地区保温的管道，内部采用多层复合保温材料，确保在-20℃至-50℃极寒地区24小时内热衰减在3-10℃；外部为了防止紫外线光照射造成保温管开裂、老化和不保温，使外表面耐用性在30年以上，除保温管道外，循环泵、球阀、管道连接活节及传感器均可采用这样的结构(如图3)；采用专用模具生产标准化专用，保护高效保温套件，实现外形美观，保温显著，经久耐用，经济实惠，便于大规模普及推广的特点。

如图4和图5所示，该储热水箱6或该冷热两用水箱7的结构为由不锈钢板131和紧覆其上的绝热层C132组成的双层结构；该不锈钢板131位于外层；该双层结构之间填充有聚氨酯材料的该保温层C133；即该保温层C133两面接触到的都是不同层的绝热层C132部分。

该高温密封条134位于由接缝处的两边成垂直状对接的该不锈钢板131共同连续成直角顺时针卷边三次形成的封闭空间内；该高温密封条134的四边与所述的绝热层C132成顶抵结构；该封闭空间和顶抵结构分别构成所述水箱内外层的机械接缝部分；具体操作就是将该高温密封条134卷进接缝两边的不锈钢板中，两边不锈钢板接缝处的端头顶住端根后利用机械方法高强度挤压，将该高温密封条134挤压之中形成水箱接缝处的密封；

该双层结构分别通过机械接缝形成密封的结构；该双层结构的机械接缝部分埋入该保温层C133内。

该不锈钢板131和绝热层C132的厚度之比为1∶1；该绝热层C132的材料为玻璃纤维或岩棉；该保温层C133与该不锈钢板131的厚度之比为12∶1；该高温密封条134截面为长方形，长度与该卷边同长，厚度为2毫米，长度或宽度为6毫米或10毫米。

传统的承压水箱和非承压水箱，均采用高频焊接的技术手段来实现接缝的连接，使不锈钢晶格结构发生质的转变，变为一般铁素体晶格。因为有的地区水源含碱性较大，造成接缝腐蚀漏水，使水箱报废，造成严重的后果，而搪瓷内胆水箱，在与水接触的地方不会产生腐蚀，而在中间夹套处，由于间隙太小，在生产过程中夹套内无法喷到搪瓷釉，在使用几年后造成内部严重锈蚀，而产生锈蚀漏水报废的隐患。本发明水箱结构外部及内部采用不锈钢翻边啮合器啮合+耐高温密封胶条高强度挤压的方式(见图4和图5)，通过加压12kg/m保持48小时破坏性测试，彻底解决了行业内此技术难题。

如图6和图7所示，该太阳能集热器8包括直径为Φ20毫米进水管道81，直径为Φ20毫米出水管道82，调节阀83，保温层A84，反射板85，绝热层A86，钢化玻璃87和直径为Φ9毫米连通管88；

所述的太阳能集热器8与地面成40-50度角直立设置；该连通管88内中空；复数个该连通管88以直立状态排列且位于该反射板85的一侧表面；该反射板85的另一侧依次贴覆有该保温层A84和该绝热层A86；该钢化玻璃87罩在复数个该连通管88的外表面；

复数个该连通管88在两端导通并分别与该进水管道81和该出水管道82连通；该进水管道81位于所述的太阳能集热器8的上部且水平设置，该出水管道82位于所述的太阳能集热器8的下部且水平设置；该进水管道81处设置有第一调节阀；该出水管道82处设置有第二调节阀；该第一和第二调节阀为具有相同结构的该调节阀83。

该钢化玻璃87为高强度中空双层充氮气保温钢化玻璃；该调节阀83为可自动调节内部负压的负压阀；该保温层A84为聚氨酯保温层(厚度为20-40毫米)；该反射板85为高效U型聚光反射板；该绝热层A86为热能反射膜绝热层(厚度为0.2-0.3毫米)。

采用钛镁铝合金型材，结合防紫外线耐老化硅胶条、聚氨脂复合保温层高效U型聚光反射板，自动调节内部负压阀及防强酸、防强碱、耐-180℃至+200℃的自闭防水、防雾，过滤PM2.5微尘的ePTFE微多孔(聚四氟乙烯)膜，低铁高透光率，高吸收率(93％-96％)，高强度双层中空钢化玻璃，内部充有氮气惰性气体，保证太阳能紫外线的穿透性并进行光热转化，同时中空双层玻璃内充满氮气，极大的阻隔热能通过中空玻璃向外导热。结合建筑节能一体化标准支架和模板等方式，实现高效集热、防冻、防雾、防冰雹、长寿命、免维修的环保节能绿色太阳能平板集热器。

该太阳能空气能控制中心11内设置可接收处理并发送处理来自于该空调控制器12，设置在该储热水箱6和该冷热两用水箱7内的进水温度传感器，出水温度传感器，水流量传感器，新风系统内的温度传感器，连接管道内的温度传感器及排空阀组电信号的微电脑处理装置；该微电脑处理装置包括中央处理器，内存，控制电路及输入输出接口。

本发明在使用时，每天当太阳升起照射支架角度为40-50°，高效集热防冻防雾防冰雹的高强度双层中空玻璃内充满氮气，高透光率，高吸收率(93％-96％)平板太阳能集热器时，内部德国蓝膜或黑膜集热板吸热后，在短时间内快速升温，当管道温度达到40℃时，通过温度传感器，把管道温度传递给太阳能智能控制中心，智能控制中心发出指令，把热交换水箱内的清水通过感温循环泵，泵送到太阳能集热系统形成大循环，循环速度依温度而自动调节变化；当水温上升到50℃时，循环速度加快，把集热器中的热能快速传递到水箱中进行热交换，集热器在优先保证洗浴系统水箱水温达到40-45℃后，开始迅速加热蓄能水箱；在水温达到45-50℃时，地暖系统开始运行，把热能储存于地板下，迅速均匀的加热室内空间，通过调节地暖加热温度，使室温达到理想的舒适温度，彻底克服了地暖行业长期存在的室内空气因为集中供热温度过高(70-95℃)，使地板缝隙中长期集聚的各种粉尘在高温气体的吹动下，苯、二甲苯、苯丙芘、氮氧化物、病菌、灰尘等有害物质在室内四处飞扬，使人口干舌燥，头晕目眩，心情烦躁，容易引发疾病，造成的污染程度远远超过PM2.5、PM10的危害。通过智能控制水温在35℃-50℃范围内加热地板，使人神清气爽，脚热头凉，符合中医养生学理论。

当水温低于38℃时，管道的温度传感器把温度信号传递给太阳能智能控制中心，智能控制中心发出指令，机械排空阀开启，快速把太阳能集热器和管道中全部的循环水自动排放到热交换水箱和储能水箱保存起来，最大限度地降低热能量损耗，保证太阳能集热器吸收的宝贵能源最大化利用，同时，由于管道中没有残留水，从根本上突破了行业内的技术瓶颈，解决了太阳能集热器、管道、循环泵的防冻这个行业最发愁的难题，节省了大量的防冻循环泵用电和防冻伴热带用电，节省了可观的投资及人力、物力成本，使发生严重事故的可能性降为“0”，此技术使太阳能利用可以在北方-20至-50℃的极寒地区广泛地大面积使用。

Claims (10)

1.一种全天候太阳能智能生态系统，其特征在于包括集热循环泵(1)，电磁阀(2)，热媒循环泵(3)，超低温空气能热泵(4)，热水循环泵(5)，储热水箱(6)，冷热两用水箱(7)，太阳能集热器(8)，地暖循环泵(9)，空调循环泵(10)，太阳能空气能控制中心(11)，空调控制器(12)，止回阀(13)，分水器(14)，排气阀(15)，地暖系统，新风系统，风机盘管和连接管道；

所述的储热水箱(6)为整体柱状、中空、外部设置有保温装置的直立式结构；该储热水箱(6)的内部设置有第一盘管组和第二盘管组；

所述的第一盘管组的入口处设置有排气阀(15)；该第一盘管组的出口通过连接管道连通该集热循环泵(1)；该集热循环泵(1)通过连接管道连通该太阳能集热器(8)的进水口；该太阳能集热器(8)的出水口通过热水换热器和连接管道连通该第一盘管组的入口；

所述的第二盘管组的入口通过连接了外部水的连接管道连通该止回阀(13)；该止回阀(13)通过连接管道与分户储热水箱的出口连通；该第二盘管组的出口通过连接管道连通该热水循环泵(5)；该热水循环泵(5)通过连接管道与分户储热水箱的入口连通；该分户储热水箱与洗浴装置连通；

所述的冷热两用水箱(7)为整体柱状、中空、外部设置有保温装置的直立式结构；该冷热两用水箱(7)的下部设置有与该电磁阀(2)连通的出口，该电磁阀(2)通过连接管道与该储热水箱(6)连通；该冷热两用水箱(7)通过连接管道与外部水连接；

所述的冷热两用水箱(7)的内部设置有第三盘管组；该第三盘管组的入口连通该热媒循环泵(3)；该热媒循环泵(3)通过连接管道连通该超低温空气能热泵(4)；该第三盘管组的出口通过连接管道连通该超低温空气能热泵(4)；

所述的冷热两用水箱(7)通过该分水器(14)和连接管道连通该地暖系统的入口；该地暖系统的出口通过连接管道连通该冷热两用水箱(7)；

所述的冷热两用水箱(7)通过该空调循环泵(10)和连接管道连通该风机盘管；该风机盘管通过连接管道连通顶棚毛细管组；该风机盘管的外部连接可通过该空调控制器(12)控制的空调装置；

所述的储热水箱(6)的入口连通连接在所述连接管道上的排空阀组；

所述的储热水箱(6)，冷热两用水箱(7)和连接管道内设置有温度传感器；

所述的新风系统包括与交换控制装置连接的进风管道；该进风管道为螺旋状的盘管结构，该进风管道位于地暖系统的下部；该进风管道的入口位于室外，该进风管道的出口位于室内；该进风管道的入口和出口处设置有温度传感器；

所述的太阳能空气能控制中心(11)通过电子线路分别与该电磁阀(2)，该超低温空气能热泵(4)，该太阳能集热器(8)，该空调控制器(12)，该地暖系统，该新风系统电性连接。

2.如权利要求1所述的全天候太阳能智能生态系统，其特征在于该连接管道的结构包括连接管道内管(21)，外套管(22)，第三绝热层(23)，第一保温层(24)，第一绝热层(25)，第二绝热层(26)和第二保温层(27)；

该连接管道内管(21)的管壁厚度和管直径之比在相同单位下为0.12∶1；

该第一绝热层(25)为双层结构，依次环套在该连接管道内管(21)的外环，各层结构的厚度相同；该厚度与所述的管壁厚度之比为0.5∶1；

该第一保温层(24)环套在该第一绝热层(25)的外环；该第一保温层(24)的厚度与所述的管壁厚度之比为0.9∶1；

该第二绝热层(26)为双层结构，依次环套在该第一保温层(24)的外环，各层结构的厚度相同；该厚度与所述的管壁厚度之比为0.5∶1；

该第二保温层(27)环套在该第二绝热层(26)的外环；该第二保温层(27)的厚度与所述的管壁厚度之比为0.9∶1；

该第三绝热层(23)为单层结构，环套在该第二保温层(27)的外环，该第三绝热层(23)厚度与所述的管壁厚度之比为0.3∶1；

该外套管(22)为斜卷管结构，环套在该第三绝热层(23)的外环；该外套管(22)的厚度与所述的管壁厚度之比为1∶1。

3.如权利要求2所述的全天候太阳能智能生态系统，其特征在于该连接管道内管(21)的材料为热镀锌管或阻氧PPR管；该外套管(22)的材料为热镀锌或铝板斜卷管；该第一保温层(24)和该第二保温层(27)为机制聚氨酯保温材料制成；该第一绝热层(25)，第二绝热层(26)和第三绝热层(23)的材料为玻璃纤维、石棉或气凝胶毡；该第一保温层(24)和该第二保温层(27)的厚度为20-40毫米；该绝热层单层的厚度为0.2-0.3毫米。

4.如权利要求1所述的全天候太阳能智能生态系统，其特征在于该储热水箱(6)或该冷热两用水箱(7)的结构为由不锈钢板(131)和紧覆其上的绝热层C(132)组成的双层结构；该不锈钢板(131)位于外层；该双层结构之间填充有聚氨酯材料的该保温层C(133)；

该高温密封条(134)位于由接缝处的两边成垂直状对接的该不锈钢板(131)共同连续成直角顺时针卷边三次形成的封闭空间内；该高温密封条(134)的四边与所述的绝热层C(132)成顶抵结构；该封闭空间和顶抵结构分别构成所述水箱内外层的机械接缝部分；

该双层结构分别通过机械接缝形成密封的结构；该双层结构的机械接缝部分埋入该保温层C(133)内。

5.如权利要求4所述的全天候太阳能智能生态系统，其特征在于该不锈钢板(131)和绝热层C(132)的厚度之比为1∶1；该绝热层C(132)的材料为玻璃纤维或岩棉；该保温层C(133)与该不锈钢板(131)的厚度之比为12∶1；该高温密封条(134)截面为长方形，长度与该卷边同长，厚度为2毫米，长度或宽度为6毫米或10毫米。

6.如权利要求1所述的全天候太阳能智能生态系统，其特征在于该储热水箱(6)内第一盘管组盘管匝数为该储热水箱(6)内部高度每单位米26-30匝，不同匝数的盘管间角度为5-10度；该第二盘管组盘管匝数为该储热水箱(6)内部高度每单位米18-22匝，不同匝数的盘管间角度为10-18度；该盘管内径与该储热水箱(6)内径之比为1∶380。

7.如权利要求1所述的全天候太阳能智能生态系统，其特征在于该冷热两用水箱(7)内第三盘管组盘管匝数为该冷热两用水箱(7)内部高度每单位米10-18匝，不同匝数的盘管间角度为19-36度；该盘管内径与该冷热两用水箱(7)内径之比为1∶300。

8.如权利要求1所述的全天候太阳能智能生态系统，其特征在于该太阳能集热器(8)包括进水管道(81)，出水管道(82)，调节阀(83)，保温层A(84)，反射板(85)，绝热层A(86)，钢化玻璃(87)和连通管(88)；

所述的太阳能集热器(8)与地面成40-50度角直立设置；该连通管(88)内中空；复数个该连通管(88)以直立状态排列且位于该反射板(85)的一侧表面；该反射板(85)的另一侧依次贴覆有该保温层A(84)和该绝热层A(86)；该钢化玻璃(87)罩在复数个该连通管(88)的外表面；

复数个该连通管(88)在两端导通并分别与该进水管道(81)和该出水管道(82)连通；该进水管道(81)位于所述的太阳能集热器(8)的上部且水平设置，该出水管道(82)位于所述的太阳能集热器(8)的下部且水平设置；该进水管道(81)处设置有第一调节阀；该出水管道(82)处设置有第二调节阀；该第一和第二调节阀为具有相同结构的该调节阀(83)。

9.如权利要求8所述的全天候太阳能智能生态系统，其特征在于该进水管道(81)直径为φ20毫米；该出水管道(82)直径为φ20毫米；该钢化玻璃(87)为高强度中空双层充氮气保温钢化玻璃；该调节阀(83)为可自动调节内部负压的负压阀；该保温层A(84)为聚氨酯保温层，该保温层A(84)的厚度为20-40毫米；该反射板(85)为高效U型聚光反射板；该绝热层A(86)为热能反射膜绝热层，该绝热层A(86)的厚度为0.2-0.3毫米；该连通管(88)直径为φ9毫米。

10.如权利要求1所述的全天候太阳能智能生态系统，其特征在于该太阳能空气能控制中心(11)内设置可接收处理并发送处理来自于该空调控制器(12)，设置在该储热水箱(6)和该冷热两用水箱(7)内的进水温度传感器，出水温度传感器，水流量传感器，新风系统内的温度传感器，连接管道内的温度传感器及排空阀组电信号的微电脑处理装置；该微电脑处理装置包括中央处理器，内存，控制电路及输入输出接口。