CN108036387A - 一种适于严寒地区农村住宅联合供暖供热系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种适于严寒地区农村住宅联合供暖供热系统,目的是解决目前我国严寒地区农村住宅取暖存在的问题。本发明包括空气‑水太阳能集热器、室内送风口、余热回收装置、辅助加热器和蓄热器;其中空气‑水太阳能集热器设在室外,通过送风管道与室内送风口相连,通过输水管道与蓄热器相连;余热回收装置设在室内,进热端分别与淋浴系统的排水管道和排烟系统的排烟管道相连,换热端通过输热管道与蓄热器相连;辅助加热器分别与蓄热器和室内送风口相连。白天利用太阳能加热空气和水,为室内供暖供热,夜晚利用低价电对室内进行辅助加热。本系统结构简单,操作方便,低能耗,高效率,适合广大严寒农村没有集中供暖的地区。
Description
技术领域
本发明涉及一种供暖供热系统,特别涉及一种适于严寒地区农村住宅联合供暖供热系统。
背景技术
目前,由于我国严寒地区农村住宅分布不均,不适于集中供热,因此农村住宅在冬季主要采用自家烧煤或秸秆的方式进行取暖,但这种取暖方式对空气污染较大;若采用电取暖的方式,则耗电量巨大,增加居民家庭经济负担;现有的取暖设备不能形成整体、系统的供暖供热体系,并且操作复杂繁琐,也无法达到经济节约的效果;同时,居民家庭生活中很多热量,比如淋浴产生的废水、厨房产生的烟气中携带的热量无法得到有效利用,无形中造成巨大浪费;并且对于太阳能的应用也非常单一,仅能对水进行加热,不能对空气进行加热,无法实现对太阳能的有效利用。因此,需要一种适于严寒地区农村住宅的更经济、环保、更智能化、可持续发展的联合供暖供热系统。
发明内容
本发明目的是解决目前我国严寒地区农村住宅取暖存在的问题,而提供一种适于严寒地区农村住宅联合供暖供热系统。
本发明包括空气-水太阳能集热器、室内送风口、余热回收装置、辅助加热器和蓄热器;其中空气-水太阳能集热器设在室外,通过送风管道与室内送风口相连,通过输水管道与蓄热器相连;余热回收装置设在室内,进热端分别与淋浴系统的排水管道和排烟系统的排烟管道相连,换热端通过输热管道与蓄热器相连;辅助加热器分别与蓄热器和室内送风口相连。
所述的空气-水太阳能集热器包括微热管阵列、平板集热器、加热风道和加热水管,其中平板集热器倾斜设置,平板集热器上端与加热风道相连,微热管阵列下部的蒸发段位于平板集热器内,微热管阵列上部的冷凝段位于加热风道内;加热风道设有保温层,加热水管设在加热风道内,贴附在微热管阵列的冷凝段。
所述的微热管阵列下部的蒸发段上表面设有吸热涂层。
所述的加热风道内,微热管阵列上部冷凝段表面垂直设有散热翅片。
所述的加热风道一端设有风机,另一端通过送风管道与室内送风口相连;加热水管一端连接进水管,另一端通过输水管道与蓄热器相连。
所述的蓄热器包括蓄热水箱和保温外壳,其中蓄热水箱设在保温外壳内,空气-水太阳能集热器的加热水管通过输水管道与蓄热器中蓄热水箱相连。
所述的送风管道上设有空气过滤器。
所述的淋浴系统与空气-水太阳能集热器和蓄热器的出水管相连。
所述的空气-水太阳能集热器、室内送风口、辅助加热器和蓄热器分别与总控制器相连。总控制器内设有温度控制器,监测各连接装置的温度;总控制器内还设有开关控制器,控制各个装置的启动和关闭。
住宅外侧搭建有住宅连体式大棚,住宅连体式大棚包括框架、卷轴、卷轴电机和塑料薄膜,其中框架架设在住宅建筑外围,框架上敷设有塑料薄膜,卷轴设在框架顶端,卷轴两端设有卷轴电机,卷轴电机控制卷轴转动,塑料薄膜一端与卷轴连接,通过卷轴控制升放。
由于微热管阵列、余热回收装置、淋浴系统、排烟系统、电加热器和总控制器为现有技术,因此具体结构不在此赘述。
本发明的工作原理:
本供暖供热系统分为白天时段和夜晚时段两个工作时段。
白天时段,主要利用空气-水太阳能集热器在室外接收太阳能,通过微热管阵列的换热,将通过加热风道的空气和通过加热水管的水进行加热,加热的空气经送风管道和室内送风口送至室内,为室内供暖;加热的水经输水管道一部分送至淋浴系统,一部分送至蓄热器的蓄热水箱中储存,为日常生活提供热水。
余热回收装置进热端与淋浴系统的排水管道和排烟系统的排烟管道相连,通过换热,将废水和烟气中的热量回收,通过与蓄热器相连的输热管道将热量输送并储存在蓄热器中。
夜晚时段,由于无法利用太阳能进行供暖供热,总控制器监测到蓄热器中水温较低,不能满足日常需求,室内送风口处送进室内的风温度较低,不能满足对室内进行供暖的需求,因此需要辅助加热器分别对蓄热器和室内送风口进行辅助加热。总控制器控制辅助加热器启动,分别对蓄热器的蓄热水箱和室内送风口处的空气进行加热,满足供暖供热的需要。
本供暖供热系统可与农村庭院上方搭建的住宅连体式大棚结合使用,对室内供暖效果更好。住宅连体式大棚用于建筑的外墙保温,利用温室效应,提高建筑室内的温度。
本发明的有益效果:
1、本系统结构简单,操作方便,安全可靠,低能耗,高效率,适合广大严寒农村地区,特别是没有集中供暖的郊区城镇。
2、本系统有多种供热供暖方式,通过总控制器对各个结构分别监测,整体调控,使系统工作更智能化,提高了整体供暖效率,又到达节约、环保的效果。
3、本系统除了利用太阳能进行供暖供热外,还对日常生活产生的低温淋浴废水和厨房烟气中的热量进行热回收,提高能量利用率。
4、本系统白天依靠太阳能进行供暖供热,夜间属于电价低谷时段,因此夜间利用低价电对系统进行辅助加热,避开用电高峰,节约了运行费用,缓解了电网高峰负荷压力。
5、本系统中空气-水太阳能集热器采用微热管阵列技术,使换热效率更高,避免了传统太阳能集热器易堵塞、易损坏的缺点。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图。
图2为本发明空气-水太阳能集热器侧视结构示意图。
图3为本发明空气-水太阳能集热器俯视结构示意图。
图4为本发明住宅连体式大棚结构示意图。
1、空气-水太阳能集热器 2、室内送风口 3、余热回收装置
4、辅助加热器 5、蓄热器 6、送风管道 7、输水管道
8、排水管道 9、排烟管道 10、输热管道 11、微热管阵列
12、平板集热器 13、加热风道 14、加热水管 15、吸热涂层
16、散热翅片 17、风机 18、蓄热水箱 19、保温外壳
20、空气过滤器 21、淋浴系统 22、排烟系统 23、总控制器
24、保温层 25、住宅连体式大棚 26、框架 27、卷轴 28、卷轴电机。
具体实施方式
请参阅图1-图4所示:
本发明提供的一种适于严寒地区农村住宅联合供暖供热系统,包括空气-水太阳能集热器1、室内送风口2、余热回收装置3、辅助加热器4和蓄热器5;其中空气-水太阳能集热器1设在室外,通过送风管道6与室内送风口2相连,通过输水管道7与蓄热器5相连;余热回收装置3设在室内,进热端分别与淋浴系统21的排水管道8和排烟系统22的排烟管道9相连,换热端通过输热管道10与蓄热器5相连;辅助加热器4分别与蓄热器5和室内送风口2相连。
所述的空气-水太阳能集热器1包括微热管阵列11、平板集热器12、加热风道13和加热水管14,其中平板集热器12倾斜设置,平板集热器12上端与加热风道13相连,微热管阵列11下部的蒸发段位于平板集热器12内,微热管阵列11上部的冷凝段位于加热风道13内;加热风道13设有保温层24,加热水管14设在加热风道13内,贴附在微热管阵列11的冷凝段。
所述的微热管阵列11下部的蒸发段上表面设有吸热涂层15。
所述的加热风道13内,微热管阵列11上部冷凝段表面垂直设有散热翅片16。
所述的加热风道13一端设有风机17,另一端通过送风管道6与室内送风口2相连;加热水管14一端连接进水管,另一端通过输水管道7与蓄热器5相连。
所述的蓄热器5包括蓄热水箱18和保温外壳19,其中蓄热水箱18设在保温外壳19内,空气-水太阳能集热器1的加热水管14通过输水管道7与蓄热器5中蓄热水箱18相连。
所述的送风管道6上设有空气过滤器20,用于对送入室内的空气进行过滤。
所述的辅助加热器4为电加热器。
所述的淋浴系统21与空气-水太阳能集热器1和蓄热器5的出水管相连,空气-水太阳能集热器1和蓄热器5为淋浴系统21提供热水。
所述的空气-水太阳能集热器1、室内送风口2、辅助加热器4和蓄热器5分别与总控制器23相连。总控制器23内设有温度控制器,监测各连接装置的温度;总控制器23内还设有开关控制器,控制各个装置的启动和关闭。
住宅外侧搭建有住宅连体式大棚25,住宅连体式大棚25包括框架26、卷轴27、卷轴电机28和塑料薄膜,其中框架26架设在住宅建筑外围,框架26上敷设有塑料薄膜,卷轴27设在框架26顶端,卷轴27两端设有卷轴电机28,卷轴电机28控制卷轴27转动,塑料薄膜一端与卷轴27连接,通过卷轴27控制升放。
本发明的工作原理:
本供暖供热系统分为白天时段和夜晚时段两个工作时段。
白天时段,主要利用空气-水太阳能集热器1在室外接收太阳能,平板集热器12接收太阳光,内部的微热管阵列11下部的蒸发段上表面的吸热涂层15高效吸收太阳能,对微热管阵列11蒸发段进行加热,进而将热量传递到微热管阵列11的上部冷凝段,冷凝段放热,对通过加热风道13的空气和通过加热水管14的水进行加热。加热风道13一端的风机17用于向加热风道13内输送空气,另一端通过送风管道6与室内送风口2相连,将加热的空气送至室内,为室内供暖;加热水管14一端连接进水管,用于向加热水管14内供水,另一端通过输水管道7与蓄热器5的蓄热水箱18相连,将加热的水送至蓄热器5的蓄热水箱18中储存,为日常生活提供热水。微热管阵列11冷凝段表面垂直设置的散热翅片16用于增加加热风道13内空气与冷凝段的接触面积,提高换热效率。
余热回收装置3进热端与淋浴系统21的排水管道8和排烟系统22的排烟管道9相连,低温废水和烟气经余热回收装置3中的换热器换热后,通过输热管道10将热量输送并储存在蓄热器5中,实现对废水和烟气中热量的回收利用。
夜晚时段,由于无法利用太阳能进行供暖供热,总控制器23监测到蓄热器5中水温较低,不能满足日常需要,室内送风口2处送进室内的风温度较低,不能满足对室内进行供暖的需要,因此需要辅助加热器4分别对蓄热器5和室内送风口2进行辅助加热。总控制器23控制辅助加热器4启动,分别对蓄热器5的蓄热水箱18和室内送风口2处的空气进行加热,满足供暖供热的需要。
本供暖供热系统可与农村庭院上方搭建的住宅连体式大棚25结合使用,对室内供暖效果更好。住宅连体式大棚25用于建筑的外墙保温,利用温室效应,提高建筑室内的温度。
Claims (10)
1.一种适于严寒地区农村住宅联合供暖供热系统,其特征在于:包括空气-水太阳能集热器、室内送风口、余热回收装置、辅助加热器和蓄热器;其中空气-水太阳能集热器设在住宅室外,通过送风管道与室内送风口相连,通过输水管道与蓄热器相连;余热回收装置设在室内,进热端分别与淋浴系统的排水管道和排烟系统的排烟管道相连,换热端通过输热管道与蓄热器相连;辅助加热器分别与蓄热器和室内送风口相连。
2.根据权利要求1所述的一种适于严寒地区农村住宅联合供暖供热系统,其特征在于:所述的空气-水太阳能集热器包括微热管阵列、平板集热器、加热风道和加热水管,其中平板集热器倾斜设置,平板集热器上端与加热风道相连,微热管阵列下部的蒸发段位于平板集热器内,微热管阵列上部的冷凝段位于加热风道内;加热风道设有保温层,加热水管设在加热风道内,贴附在微热管阵列的冷凝段。
3.根据权利要求2所述的一种适于严寒地区农村住宅联合供暖供热系统,其特征在于:所述的微热管阵列下部的蒸发段上表面设有吸热涂层。
4.根据权利要求2所述的一种适于严寒地区农村住宅联合供暖供热系统,其特征在于:所述的加热风道内,微热管阵列上部冷凝段表面垂直设有散热翅片。
5.根据权利要求2所述的一种适于严寒地区农村住宅联合供暖供热系统,其特征在于:所述的加热风道一端设有风机,另一端通过送风管道与室内送风口相连;加热水管一端连接进水管,另一端通过输水管道与蓄热器相连。
6.根据权利要求1或2所述的一种适于严寒地区农村住宅联合供暖供热系统,其特征在于:所述的蓄热器包括蓄热水箱和保温外壳,其中蓄热水箱设在保温外壳内,空气-水太阳能集热器的加热水管通过输水管道与蓄热器中蓄热水箱相连。
7.根据权利要求1所述的一种适于严寒地区农村住宅联合供暖供热系统,其特征在于:所述的送风管道上设有空气过滤器。
8.根据权利要求1所述的一种适于严寒地区农村住宅联合供暖供热系统,其特征在于:所述的淋浴系统与空气-水太阳能集热器和蓄热器的出水管相连。
9.根据权利要求1所述的一种适于严寒地区农村住宅联合供暖供热系统,其特征在于:所述的空气-水太阳能集热器、室内送风口、辅助加热器和蓄热器分别与总控制器相连,总控制器内设有温度控制器和开关控制器。
10.根据权利要求1所述的一种适于严寒地区农村住宅联合供暖供热系统,其特征在于:住宅外侧搭建有住宅连体式大棚,住宅连体式大棚包括框架、卷轴、卷轴电机和塑料薄膜,其中框架架设在住宅建筑外围,框架上敷设有塑料薄膜,卷轴设在框架顶端,卷轴两端设有卷轴电机,卷轴电机控制卷轴转动,塑料薄膜一端与卷轴连接,通过卷轴控制升放。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20180515 |