CN108361802A - 一种新型集成供热系统及其联动控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型集成供热系统及其联动控制方法，包括附加阳光间集热系统、风能发电系统、太阳能热水系统、屋内供热系统、联动控制系统；所述太阳能热水系统包括太阳能热水器、电锅炉、加热循环网管、循环水泵一、自动补水装置、供热循环网管、循环水泵二；所述温控器安装于室内，且通过控制线路一连接循环水泵一与电锅炉，通过控制线路二连接循环水泵二；本发明利用内蒙古西部地区丰富的太阳能、风能资源，将太阳能、风能与火炕、散热器等传统供热方式结合，并且利用现代先进的智能温度控制系统，实现草原民居室内温度的快速调节，并在保证室内具有良好舒适的温度前提下，通过分时段供热，降低能源消耗。

Description

一种新型集成供热系统及其联动控制方法
技术领域
本发明涉及供热系统技术领域，具体涉及一种新型集成供热系统及其联动控制方法。
背景技术
进入21世纪，全球工业化水平显著提高，世界各国尤其是发展中国家对不可再生能源的消耗持续增长；全球能源、环境、气候变换问题日益突出，能源短缺、环境污染、全球气候变暖、海平面上升等现象开始在人类赖以生存的地球上逐渐蔓延；世界各国亟需大力开发绿色可再生能源、优化能源结构、提高绿色可再生能源在能源消耗中的比重，这是应对目前能源、环境、气候变化问题的必要手段。
内蒙古西部地区草原民居供热主要以火炕和土暖气为主，大量消耗煤炭资源，室内空气受到严重污染，损害当地居民的身体健康，供热效果较差，无法满足居民的热舒适度要求；因此，利用该地区丰富的太阳能，风能等清洁能源，将太阳能、风能与火炕、散热器等传统供热方式结合，是解决内蒙古西部草原民居煤炭消耗量大、热舒适性差、节能环保等问题的最佳途径。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型集成供热系统及其联动控制方法，解决内蒙古西部地区草原民居供热主要以火炕和土暖气为主，大量消耗煤炭资源，室内空气受到严重污染，损害当地居民的身体健康，供热效果较差，无法满足居民的热舒适度要求问题。
本发明采用的技术方案如下：一种新型集成供热系统,包括附加阳光间集热系统、风能发电系统、太阳能热水系统、屋内供热系统、联动控制系统；其特征在于：所述附加阳光间集热系统包括南向附加阳光间及房屋主体；所述风能发电系统包括风力发电机、充电控制器、蓄电池组、逆变器；所述风力发电机通过输电电缆连接充电控制器；所述蓄电池组通过充放电线路连接充电控制器；所述充电控制器通过风电供电线路连接逆变器；所述太阳能热水系统包括太阳能热水器、电锅炉、加热循环网管、循环水泵一、自动补水装置、供热循环网管、循环水泵二；所述太阳能热水器上方为保温水箱，保温水箱上设置补水口、出水口、回水口、加热出水口、加热回水口；所述加热出水口、加热回水口通过加热循环网管连接电锅炉，且电锅炉通过供电线路连接风能发电系统；所述出水口、回水口通过供热循环网管连接屋内供热系统；所述补水口通过水管连接自动补水装置；所述循环水泵一接入加热循环网管；所述循环水泵二接入供热循环网管；所述屋内供热系统包括火炕供热、水暖供热；所述水暖供热包括分集水器，家庭循环管网，散热器；所述分集水器联接供热循环网管及家庭循环管网，家庭循环管网末端连接散热器；所述联动控制系统包括温控器、控制线路一、控制线路二；所述温控器安装于室内，且通过控制线路一连接循环水泵一与电锅炉，通过控制线路二连接循环水泵二。
进一步，所述南向附加阳光间三面为透明围护集热部件。
进一步，所述火炕供热包括灶台，火炕；所述灶台与火炕内部烟道连通，且火炕炕面基层上铺设土坯荆条板，土坯荆条板上为砂浆抹平层。
进一步，所述的新型集成供热系统的联动控制方法，其特征是通过温控器实现附加阳光间集热系统、风能发电系统、太阳能热水系统、屋内供热系统联动控制，具体控制方法为：
（1）设定温控器采暖温度，开启循环监测；优先利用附加阳光间集热系统，通过辐射、对流的方式向室内输送热量来提升室内温度；
（2）温控器对室内温度进行循环监测，当附加阳光间集热系统采暖效果无法满足采暖需求且室内温度低于设定采暖温度值时，温控器接通控制线路二并开启循环水泵二，接通水暖供热，热水在太阳能热水器中加热，通过水暖供热循环流动对室内进行供暖；
（3）温控器对室内温度进行循环监控，当附加阳光间集热系统和水暖供热都无法满足采暖需求且室内温度低于设定采暖温度值时，在开启水暖供热的同时，温控器接通控制线路一开启循环水泵一和电锅炉，循环水泵一将保温水箱中的热水低速吸入电锅炉，电锅炉利用风能发电系统产生的电能对吸入热水进行进一步加热，升温水再次送回保温水箱，经水暖供热对室内进行供暖；
（4）当火炕供热启动，即使用灶台做饭时，室内温度达到设定采暖温度值，温控器切断控制线路一、控制线路二，此时只有附加阳光间集热系统及火炕供热运行；当使用火炕供热情况下，室内温度仍达不到设定采暖温度值时，优先启动控制线路二，仍达不到设定采暖温度值时，再启动控制线路一。
本发明的有益效果在于：设计了一种新型集成供热系统及其联动控制方法，利用内蒙古西部地区丰富的太阳能、风能资源，将太阳能、风能与火炕、散热器等传统供热方式结合，并且利用现代先进的智能温度控制系统，实现草原民居室内温度的快速调节，并在保证室内具有良好舒适的温度前提下，通过分时段供热，降低能源消耗。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的附加阳光间集热系统结构示意图。
图3为本发明的保温水箱结构示意图。
图4为本发明的火炕结构示意图。
图5为本发明的联动控制方法示意图。
图6为本发明的南向附加阳光间立体结构图。
图中：附加阳光间集热系统（1），风能发电系统（2），太阳能热水系统（3），屋内供热系统（4），联动控制系统（5），南向附加阳光间（1-1），房屋主体（1-2），风力发电机（2-1），充电控制器（2-2），蓄电池组（2-3），逆变器（2-4），充放电线路（2-5），风电供电线路（2-6），太阳能热水器（3-1），电锅炉（3-2），加热循环网管（3-3），循环水泵一（3-4），自动补水装置（3-5），供热循环网管（3-6），循环水泵二（3-7），保温水箱（3-8），补水口（3-8-1），出水口（3-8-2），回水口（3-8-3），加热出水口（3-8-4），加热回水口（3-8-5），火炕供热（4-1），水暖供热（4-2），分集水器（4-2-1），家庭循环管网（4-2-2），散热器（4-2-3），温控器（5-1），控制线路一（5-2），控制线路二（5-3），灶台（4-1-1），火炕（4-1-2），烟道（4-1-3），火炕炕面基层（4-1-4），土坯荆条板（4-1-5），砂浆抹平层（4-1-6）。
具体实施方式
以下为本发明的较佳实施方式，但并不因此而限定本发明的保护范围。
如图所示，一种新型集成供热系统,包括附加阳光间集热系统（1），风能发电系统（2），太阳能热水系统（3），屋内供热系统（4），联动控制系统（5）；其特征在于：所述附加阳光间集热系统（1）包括南向附加阳光间（1-1）及房屋主体（1-2）；所述风能发电系统（2）包括风力发电机（2-1），充电控制器（2-2），蓄电池组（2-3），逆变器（2-4）；所述风力发电机（2-1）通过输电电缆连接充电控制器（2-2）；所述蓄电池组（2-3）通过充放电线路（2-5）连接充电控制器（2-2）；所述充电控制器（2-2）通过风电供电线路（2-6）连接逆变器（2-4）；所述太阳能热水系统（3）包括太阳能热水器（3-1），电锅炉（3-2），加热循环网管（3-3），循环水泵一（3-4），自动补水装置（3-5），供热循环网管（3-6），循环水泵二（3-7）；所述太阳能热水器（3-1）上方为保温水箱（3-8），保温水箱（3-8）上设置补水口（3-8-1），出水口（3-8-2），回水口（3-8-3），加热出水口（3-8-4），加热回水口（3-8-5）；所述加热出水口（3-8-4）、加热回水口（3-8-5）通过加热循环网管（3-3）连接电锅炉（3-2），且电锅炉（3-2）通过供电线路连接风能发电系统（2）；所述出水口（3-8-2）、回水口（3-8-3）通过供热循环网管（3-6）连接屋内供热系统（4）；所述补水口（3-8-1）通过水管连接自动补水装置（3-5）；所述循环水泵一（3-4）接入加热循环网管（3-3）；所述循环水泵二（3-7）接入供热循环网管（3-6）；所述屋内供热系统（4）包括火炕供热（4-1）、水暖供热（4-2）；所述水暖供热（4-2）包括分集水器（4-2-1），家庭循环管网（4-2-2），散热器（4-2-3）；所述分集水器（4-2-1）联接供热循环网管（3-6）及家庭循环管网（4-2-2），家庭循环管网（4-2-2）末端连接散热器（4-2-3）；所述联动控制系统（5）包括温控器（5-1），控制线路一（5-2），控制线路二（5-3）；所述温控器（5-1）安装于室内，且通过控制线路一（5-2）连接循环水泵一（3-4）与电锅炉（3-2），通过控制线路二（5-3）连接循环水泵二（3-7）。
进一步，所述南向附加阳光间（1-1）三面为透明围护集热部件。
进一步，所述火炕供热（4-1）包括灶台（4-1-1），火炕（4-1-2）；所述灶台（4-1-1）与火炕（4-1-2）内部烟道（4-1-3）连通，且火炕炕面基层（4-1-4）上铺设土坯荆条板（4-1-5），土坯荆条板（4-1-5）上为砂浆抹平层（4-1-6）。
进一步，所述的新型集成供热系统的联动控制方法，其特征是通过温控器（5-1）实现附加阳光间集热系统（1），风能发电系统（2），太阳能热水系统（3），屋内供热系统（4）联动控制，具体控制方法为：
（1）设定温控器（5-1）采暖温度，开启循环监测；优先利用附加阳光间集热系统（1），通过辐射、对流的方式向室内输送热量来提升室内温度；
（2）温控器（5-1）对室内温度进行循环监测，当附加阳光间集热系统（1）采暖效果无法满足采暖需求且室内温度低于设定采暖温度值时，温控器（5-1）接通控制线路二（5-3）并开启循环水泵二（3-7），接通水暖供热（4-2），热水在太阳能热水器（3-1）中加热，通过水暖供热（4-2）循环流动对室内进行供暖；
（3）温控器（5-1）对室内温度进行循环监控，当附加阳光间集热系统（1）和水暖供热（4-2）都无法满足采暖需求且室内温度低于设定采暖温度值时，在开启水暖供热（4-2）的同时，温控器（5-1）接通控制线路一（5-2）开启循环水泵一（3-4）和电锅炉（3-2），循环水泵一（3-4）将保温水箱（3-8）中的热水低速吸入电锅炉（3-2），电锅炉（3-2）利用风能发电系统（2）产生的电能对吸入热水进行进一步加热，升温水再次送回保温水箱（3-8），经水暖供热（4-2）对室内进行供暖；
（4）当火炕供热（4-1）启动，即使用灶台做饭时，室内温度达到设定采暖温度值，温控器（5-1）切断控制线路一（5-2）、控制线路二（5-3），此时只有附加阳光间集热系统（1）及火炕供热（4-1）运行；当使用火炕供热（4-1）情况下，室内温度仍达不到设定采暖温度值时，优先启动控制线路二（5-3），仍达不到设定采暖温度值时，再启动控制线路一（5-2）。

Claims (4)

1.一种新型集成供热系统，包括附加阳光间集热系统、风能发电系统、太阳能热水系统、屋内供热系统、联动控制系统；其特征在于：所述附加阳光间集热系统包括南向附加阳光间及房屋主体；所述风能发电系统包括风力发电机、充电控制器、蓄电池组、逆变器；所述风力发电机通过输电电缆连接充电控制器；所述蓄电池组通过充放电线路连接充电控制器；所述充电控制器通过风电供电线路连接逆变器；所述太阳能热水系统包括太阳能热水器、电锅炉、加热循环网管、循环水泵一、自动补水装置、供热循环网管、循环水泵二；所述太阳能热水器上方为保温水箱，保温水箱上设置补水口、出水口、回水口、加热出水口、加热回水口；所述加热出水口、加热回水口通过加热循环网管连接电锅炉，且电锅炉通过供电线路连接风能发电系统；所述出水口、回水口通过供热循环网管连接屋内供热系统；所述补水口通过水管连接自动补水装置；所述循环水泵一接入加热循环网管；所述循环水泵二接入供热循环网管；所述屋内供热系统包括火炕供热、水暖供热；所述水暖供热包括分集水器，家庭循环管网，散热器；所述分集水器联接供热循环网管及家庭循环管网，家庭循环管网末端连接散热器；所述联动控制系统包括温控器、控制线路一、控制线路二；所述温控器安装于室内，且通过控制线路一连接循环水泵一与电锅炉，通过控制线路二连接循环水泵二。
2.根据权利要求1所述的一种新型集成供热系统，其特征在于：所述南向附加阳光间三面为透明围护集热部件。
3.根据权利要求1所述的一种新型集成供热系统，其特征在于：所述火炕供热包括灶台，火炕；所述灶台与火炕内部烟道连通，且火炕炕面基层上铺设土坯荆条板，土坯荆条板上为砂浆抹平层。
4.一种利用权利要求1所述的一种新型集成供热系统的联动控制方法，其特征是通过温控器实现附加阳光间集热系统、风能发电系统、太阳能热水系统、屋内供热系统联动控制，具体控制方法为：
（1）设定温控器采暖温度，开启循环监测；优先利用附加阳光间集热系统，通过辐射、对流的方式向室内输送热量来提升室内温度；
（2）温控器对室内温度进行循环监测，当附加阳光间集热系统采暖效果无法满足采暖需求且室内温度低于设定采暖温度值时，温控器接通控制线路二并开启循环水泵二，接通水暖供热，热水在太阳能热水器中加热，通过水暖供热循环流动对室内进行供暖；
（3）温控器对室内温度进行循环监控，当附加阳光间集热系统和水暖供热都无法满足采暖需求且室内温度低于设定采暖温度值时，在开启水暖供热的同时，温控器接通控制线路一开启循环水泵一和电锅炉，循环水泵一将保温水箱中的热水低速吸入电锅炉，电锅炉利用风能发电系统产生的电能对吸入热水进行进一步加热，升温水再次送回保温水箱，经水暖供热对室内进行供暖；
（4）当火炕供热启动，即使用灶台做饭时，室内温度达到设定采暖温度值，温控器切断控制线路一、控制线路二，此时只有附加阳光间集热系统及火炕供热运行；当使用火炕供热情况下，室内温度仍达不到设定采暖温度值时，优先启动控制线路二，仍达不到设定采暖温度值时，再启动控制线路一。
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