CN107726428A - 家用太阳能集热器‑冷凝式燃气壁挂炉的采暖供热系统 - Google Patents

家用太阳能集热器‑冷凝式燃气壁挂炉的采暖供热系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种家用太阳能集热器‑冷凝式燃气壁挂炉的采暖供热系统，包括太阳能集热器、太阳能循环水泵、定压水箱、双盘管储热水箱、冷凝式燃气壁挂炉、采暖循环泵和低温地板辐射采暖末端。用管路将上述各部分连接起来，并在相关的连接管路上设置温度传感器、阀门、压力表和流量计，从而形成本发明采暖供热系统中的太阳能集热循环、采暖循环环路和生活热水循环环路。本发明采暖供热系统将太阳能集热器和冷凝式燃气壁挂炉相结合并采用低温地板辐射采暖末端，满足用户的采暖和生活热水的需求。本发明采暖供热系统运行过程中优先使用太阳能，在太阳能无法满足用户用热需求的时候使用辅助能源天然气。

Description

家用太阳能集热器-冷凝式燃气壁挂炉的采暖供热系统
技术领域
本发明涉及太阳能热水器技术领域，具体地说是一种末端为低温地板辐射采暖的家用太阳能一冷凝式燃气壁挂炉采暖供热系统。
背景技术
目前，市场上常用的采暖供热方式主要包括太阳能和燃气壁挂炉。但是在使用时，太阳能热水器和燃气壁挂炉均存在诸多问题，太阳能资源是人类可期待的清洁可再生能源中最有发展前景的一种，但太阳能的时间、季节性较强。燃气壁挂炉经济可靠，操作方便，但燃气壁挂炉只有消耗足够燃气才能满足用户热需求，引发舒适性和经济性矛盾。当前将太阳能和燃气壁挂炉结合在一起进行采暖供热的方式虽然能实现优势互补，但系统还是存在运行费用高，采暖期系统不能充分发挥太阳能资源的问题。
太阳能与低温地板辐射采暖结合，太阳能可承担更多的采暖负荷，因此能较少系统的费用；冷凝式壁挂炉由于利用了烟气的显热和烟气里水蒸气的潜热，效率比普通式的燃气壁挂炉高，因此对系统运行费用的减少有积极作用。
发明内容
为了克服上述之不足，本发明的目的在于提供一种家用太阳能集热器-冷凝式燃气壁挂炉的采暖供热系统，将太阳能集热器和冷凝式燃气壁挂炉相结合并采用低温地板辐射采暖末端，满足用户的采暖和生活热水的需求。本发明采暖供热系统运行过程中优先使用太阳能，在太阳能无法满足用户用热需求的时候使用辅助能源天然气。
为了解决上述技术问题，本发明提出的一种家用太阳能集热器-冷凝式燃气壁挂炉的采暖供热系统，包括太阳能集热器和双盘管储热水箱，所述双盘管储热水箱包括换热下盘管和换热上盘管，并设有进水口和出水口，所述换热上盘管和所述换热下盘管上均设有一个温度传感器(T2、T3)；所述太阳能集热器的太阳能高温工质管路G1与太阳能低温工质管路G2分别与所述换热下盘管相连；所述太阳能高温工质管路G1上、自换热下盘管至太阳能集热器依次设有压力传感器P1、定压水箱和太阳能循环水泵，所述太阳能循环水泵的两侧分别设有电磁阀S1和电磁阀S2；所述太阳能低温工质管路G2上设有温度传感器T1；该采暖供热系统还包括冷凝式燃气壁挂炉和低温地板辐射采暖末端；所述冷凝式燃气壁挂炉设有燃气入口、第一进水口、第一出水口、第二进水口和第二出水口；所述低温地板辐射采暖末端设有进水口和回水口；所述换热上盘管的两端分别连接有采暖供水管路G13和采暖回水管路G11；所述采暖供水管路G13上设有温度传感器T5和压力传感器P2；所述采暖供水管路G13通过一电磁三通阀S5与采暖供水管路G14的一端和采暖供水管路G16的一端相连，所述采暖供水管路G14的另一端与冷凝式燃气壁挂炉的第一进水口相连，所述采暖供水管路G16的另一端与低温地板辐射采暖末端的进水口相连，所述采暖供水管路G16 上设有电磁阀S7；所述采暖回水管路G11通过一电磁三通阀S4与采暖回水管路G12的一端和采暖回水管路G10的一端相连，所述采暖回水管路G12的另一端与采暖供水管路G14 连通，采暖回水管路G10的另一端与所述低温地板辐射采暖末端的回水口相连；所述采暖回水管路G10上设有采暖循环水泵6，在位于所述采暖循环水泵6前端的管段上设有温度传感器T10和流量计F2；所述双盘管储热水箱的出水口连接有出水管路G3，所述出水管路 G3上设有温度传感器T7，所述双盘管储热水箱的进水口连接有进水管路G5；所述出水管路G3通过一电磁三通阀S6与进水管路G7的一端和生活热水供水管路G9相连，所述进水管路G7的另一端连接至所述冷凝式燃气壁挂炉的第二进水口；所述进水管路G5通过一电磁三通阀S3与自来水混水管路G6的一端和自来水管路G4连通，所述自来水混水管路G6 的另一端与所述出水管路G3连通，所述自来水管路G4上设有温度传感器T4和流量计F1；所述冷凝式燃气壁挂炉的第一出水口与所述采暖供水管路G15连通，所述冷凝式燃气壁挂炉的第二出水口连接有生活热水出水管G8，所述采暖供水管路G15和所述生活热水出水管 G8上均设有温度传感器(T6、T8)；所述冷凝式燃气壁挂炉的燃气入口连接有燃气入口管路G17，所述燃气入口管路G17上设有温度传感器T9、压力传感器P3和流量计F3。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)太阳能工质通过水箱换热下盘管和水箱换热，采暖循环通过换热上盘管与水箱换热，生活热水直接从水箱上部取出，各个环路相互不影响，保证了水质和用水安全；
(2)当采暖回水温度不小于水箱的水温时，采暖回水直接进入冷凝式燃气壁挂炉进行加热，避免了进入水箱损失热量；
(3)采用低温地板辐射采暖的末端，采暖出水箱温度更加接近采暖的设定值，减少了辅助能源燃气的耗量；
(4)使用了冷凝式燃气壁挂炉，由于冷凝式壁挂炉对烟气进行了二次换热，利用了烟气中显热和烟气中水蒸气的潜热，节约了能源；
(5)太阳能集热循环采用温度传感器通过启停温差控制太阳能集热循环泵的开启，避免了太阳能集热循环的频繁开启和过度开启，节约了能源。
附图说明
图1是本发明采暖供热系统的结构示意图。
图中：1-阳能集热器，2-太阳能循环水泵，3-定压水箱，4-双盘管储热水箱，5-冷凝式燃气壁挂炉，6-采暖循环水泵，7-低温地板辐射采暖末端，8-换热下盘管，9-换热上盘管；T1至T10均为温度传感器，S1、S2和S7均为电磁阀；S3、S4、S5、S6均为电动三通阀； P1、P2和P3均为压力表；F1、F2和F3均为流量计。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案作进一步详细描述，所描述的具体实施例仅对本发明进行解释说明，并不用以限制本发明。
如图1所示，本发明提出的一种家用太阳能集热器-冷凝式燃气壁挂炉的采暖供热系统，包括太阳能集热器1、太阳能循环水泵2、定压水箱3、双盘管储热水箱4、冷凝式燃气壁挂炉5、采暖循环泵6和低温地板辐射采暖末端7。
用管路将上述太阳能集热器1、太阳能循环水泵2、定压水箱3、双盘管储热水箱4、冷凝式燃气壁挂炉5、采暖循环泵6和低温地板辐射采暖末端7连接起来，并在相关的连接管路上设置温度传感器、阀门、压力表和流量计，从而形成本发明采暖供热系统中的太阳能集热循环、采暖循环环路和生活热水循环环路，具体结构如下：
所述双盘管储热水箱4包括换热下盘管8和换热上盘管9，并设有进水口和出水口。所述换热上盘管9设有一个温度传感器T2，所述换热下盘管8上设有温度传感器T3。所述冷凝式燃气壁挂炉5设有燃气入口、第一进水口、第一出水口、第二进水口和第二出水口。所述低温地板辐射采暖末端7设有进水口和回水口。
(1)太阳能集热循环：
所述太阳能集热器1的太阳能高温工质管路G1与太阳能低温工质管路G2分别与所述换热下盘管8相连；所述定压水箱3和太阳能循环水泵2设置在太阳能高温工质管路G1上、在位于所述换热下盘管8与所述定压水箱3之间设有压力传感器P1，所述太阳能循环水泵 2的两侧分别设有电磁阀S1和电磁阀S2；所述太阳能低温工质管路G2上设有温度传感器 T1。
(2)采暖循环环路：
所述换热上盘管9的两端分别连接有采暖供水管路G13和采暖回水管路G11；所述采暖供水管路G13上设有温度传感器T5和压力传感器P2；所述采暖供水管路G13通过一电磁三通阀S5与采暖供水管路G14的一端和采暖供水管路G16的一端相连，所述采暖供水管路G14的另一端与冷凝式燃气壁挂炉5的第一进水口相连，所述采暖供水管路G16的另一端与低温地板辐射采暖末端7的进水口相连，所述采暖供水管路G16上设有电磁阀S7；所述采暖回水管路G11通过一电磁三通阀S4与采暖回水管路G12的一端和采暖回水管路 G10的一端相连，所述采暖回水管路G12的另一端与采暖供水管路G14连通，采暖回水管路G10的另一端与所述低温地板辐射采暖末端7的回水口相连；所述采暖回水管路G10上设有温度传感器T10和流量计F2；
(3)生活热水循环环路：
所述双盘管储热水箱4的出水口连接有出水管路G3，所述出水管路G3上设有温度传感器T7，所述双盘管储热水箱4的进水口连接有进水管路G5；所述出水管路G3通过一电磁三通阀S6与进水管路G7的一端和生活热水供水管路G9相连，所述进水管路G7的另一端连接至所述冷凝式燃气壁挂炉5的第二进水口；所述进水管路G5通过一电磁三通阀S3 与自来水混水管路G6的一端和自来水管路G4连通，所述自来水混水管路G6的另一端与所述出水管路G3连通，所述自来水管路G4上设有温度传感器T4和流量计F1；所述冷凝式燃气壁挂炉5的第一出水口与所述采暖供水管路G15连通，所述冷凝式燃气壁挂炉5的第二出水口连接有生活热水出水管G8，所述采暖供水管路G15和所述生活热水出水管G8 上均设有温度传感器T6、T8；所述冷凝式燃气壁挂炉5的燃气入口连接有燃气入口管路G17，所述燃气入口管路G17上设有温度传感器T9、压力传感器P3和流量计F3。
对于上述本发明采暖供热系统的操作步骤如下：
太阳能集热循环：设定太阳能集热器1太阳能高温工质管路G1上温度传感器T1的感应温度与换热下盘管8处温度传感器T3的感应温度的差值：启动温差值设定为4℃，停止温差值设定为2℃，当温差值达到启动温差时，太阳能集热循环泵2开启，太阳能集热器1 通过下换热盘管8给双盘管储热水箱4加热；当温差值达到停止温差时，太阳能集热循环泵2关闭，太阳能集热循环停止。
采暖循环环路：当采暖回水管路G10处的温度传感器T10的感应温度不小于换热上盘管9处的温度传感器T2的感应温度时，电动三通阀S4打开通向冷凝式壁挂炉5的阀口，采暖回水通过采暖回水管路G12进入冷凝式壁挂炉5进行二次加热到设定温度(如55℃)；当采暖回水管路G10处的温度传感器T10的感应温度小于换热上盘管9处的温度传感器T2 的感应温度时，电动三通阀S4打开通向换热上盘管9的阀口，采暖回水通过采暖回水管路 G11进入双盘管储热水箱4进行加热，此时，当采暖供水管路G13上的温度传感器T5的感应温度不小于采暖供水温度设定值(如55℃)，电动三通阀S5打开通向低温地板辐射采暖末端7的阀口，当采暖供水管路G13上的温度传感器T5的感应温度小于采暖供水温度设定值(如55℃)，电动三通阀S5打开通向冷凝式燃气壁挂炉5的阀口，采暖供水通过采暖供水管路G14进入冷凝式燃气壁挂炉5进行二次加热到设定温度(如55℃)。
生活热水环路：生活热水直接用双盘管储热水箱4的顶部取出使用，当出水管路G3上的温度传感器T7的感应温度小于生活热水的设定温度(如50℃)时，电动三通阀S6打开通向冷凝式燃气壁挂炉5的阀口，进入冷凝式燃气壁挂炉5进行二次加热到设定温度(如 50℃)；当出水管路G3上的温度传感器T7的感应温度不小于生活热水的设定温度(如50 ℃)时，电动三通阀S3打开通向的生活热水出水箱管路G3的阀口，与自来水参混至生活热水设定温度(如50℃)后，通过生活热水供水管路G9满足用户的热水需求。
本发明采暖供热系统中对双盘管储热水箱采取的过热保护措施是：设定该水箱的最高水温(如：80℃)，当双盘管储热水箱4的上部温度传感器T2的感应温度大于设定值(如：80℃)时，太阳能集热循环水泵2停止，太阳能集热循环停止。
综上，本发明采暖供热系统将太阳能集热器和冷凝式燃气壁挂炉相结合并采用低温地板辐射采暖末端，满足用户的采暖和生活热水的需求。在系统的运行过程中优先使用太阳能，在太阳能无法满足用户用热需求的时候使用辅助能源天然气。
尽管上面结合附图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (1)

1.一种家用太阳能集热器-冷凝式燃气壁挂炉的采暖供热系统，包括太阳能集热器(1)和双盘管储热水箱(4)，所述双盘管储热水箱(4)包括换热下盘管(8)和换热上盘管(9)，并设有进水口和出水口，所述换热上盘管(9)和所述换热下盘管(8)上均设有一个温度传感器(T2、T3)；所述太阳能集热器(1)的太阳能高温工质管路G1与太阳能低温工质管路G2分别与所述换热下盘管(8)相连；所述太阳能高温工质管路G1上、自换热下盘管(8)至太阳能集热器(1)依次设有压力传感器P1、定压水箱(3)和太阳能循环水泵(2)，所述太阳能循环水泵(2)的两侧分别设有电磁阀S1和电磁阀S2；所述太阳能低温工质管路G2上设有温度传感器T1；其特征在于：
该采暖供热系统还包括冷凝式燃气壁挂炉(5)和低温地板辐射采暖末端(7)；所述冷凝式燃气壁挂炉(5)设有燃气入口、第一进水口、第一出水口、第二进水口和第二出水口；所述低温地板辐射采暖末端(7)设有进水口和回水口；
所述换热上盘管(9)的两端分别连接有采暖供水管路G13和采暖回水管路G11；所述采暖供水管路G13上设有温度传感器T5和压力传感器P2；所述采暖供水管路G13通过一电磁三通阀S5与采暖供水管路G14的一端和采暖供水管路G16的一端相连，所述采暖供水管路G14的另一端与冷凝式燃气壁挂炉(5)的第一进水口相连，所述采暖供水管路G16的另一端与低温地板辐射采暖末端(7)的进水口相连，所述采暖供水管路G16上设有电磁阀S7；所述采暖回水管路G11通过一电磁三通阀S4与采暖回水管路G12的一端和采暖回水管路G10的一端相连，所述采暖回水管路G12的另一端与采暖供水管路G14连通，采暖回水管路G10的另一端与所述低温地板辐射采暖末端(7)的回水口相连；所述采暖回水管路G10上设有采暖循环水泵(6)，在位于所述采暖循环水泵(6)前端的管段上设有温度传感器T10和流量计F2；
所述双盘管储热水箱(4)的出水口连接有出水管路G3，所述出水管路G3上设有温度传感器T7，所述双盘管储热水箱(4)的进水口连接有进水管路G5；所述出水管路G3通过一电磁三通阀S6与进水管路G7的一端和生活热水供水管路G9相连，所述进水管路G7的另一端连接至所述冷凝式燃气壁挂炉(5)的第二进水口；所述进水管路G5通过一电磁三通阀S3与自来水混水管路G6的一端和自来水管路G4连通，所述自来水混水管路G6的另一端与所述出水管路G3连通，所述自来水管路G4上设有温度传感器T4和流量计F1；所述冷凝式燃气壁挂炉(5)的第一出水口与所述采暖供水管路G15连通，所述冷凝式燃气壁挂炉(5)的第二出水口连接有生活热水出水管G8，所述采暖供水管路G15和所述生活热水出水管G8上均设有温度传感器(T6、T8)；所述冷凝式燃气壁挂炉(5)的燃气入口连接有燃气入口管路G17，所述燃气入口管路G17上设有温度传感器T9、压力传感器P3和流量计F3。
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