CN109297183A - 一种储热水箱耦合潜水式吸热器的室内供暖系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的室内供暖系统，包括集热器组件和气流循环供暖组件；集热器组件主要提供热能以及介质的输入和输出；气流循环供暖组件主要包括吸热器、换热管、辅助加热室以及各种管道，其中换热器螺旋缠绕吸热器。本发明主要创新在于吸热器包括吸热器壳体以及若干吸热管道，吸热管道穿透并伸出吸热器壳体内且吸热管道两端口的外表面与吸热器壳体密封连接；吸热管道的一端穿透并伸出换热管体内，该吸热管道端口的外表面与换热管壳体密封连接；相邻两根吸热管道在吸热器长度方向相隔固定距离分布，且相邻两根吸热管道横截面所形成的锐角为45°；本发明实现了太阳能热能的充分吸收，智能化供暖，无任何污染，绿色环保。
Description
技术领域
本发明涉及一种储热水箱的供暖技术领域，尤其涉及一种储热水箱耦合潜水式吸热器的室内供暖系统。
背景技术
随着社会的发展，人们的物质文化生活水平得到了显著的提高，空调作为一种改善人民生活条件的家用设备，无论在城市还是在农村都得到了广泛的应用，认识新能源和正确的运用能源就意味着认识通往未来的路；目前资源与能源问题日益严重，在保证舒适健康要求的同时，如何有效且合理的分配利用资源，减少常规能源消耗，成为人们不得不面对的问题。中国空调行业发展迅速，新型智能化空调占领市场，其容量巨大，而现有空调大部分都是采用冷却液体加压缩机，完成制冷和供暖，加之现有空调暖通耗电量大，生产制造成本高；另外目前有人提出了太阳能空调热水器系统，即利用太阳能提供给暖气并供给热水，但未详细说明其设备构造以及如何实现热能的充分利用。
发明内容
基于以上问题，本发明提供一种储热水箱耦合潜水式吸热器的室内供暖系统，在利用太阳能提供给暖气并供给热水的基础上，通过储热水箱与潜水式吸热器双重吸热，大大提升了集热、储热的效果，节能环保。技术方案如下：
一种储热水箱耦合潜水式吸热器的室内供暖系统，其特征在于：该室内供暖系统包括集热器组件和气流循环供暖组件；
该集热器组件包括太阳能集热、介质输入管和介质输出管；
该气流循环供暖组件包括进气口、出气口、储热水箱、置于储热水箱内的吸热器和换热管、连通进气口与吸热器之间的进气管道、连通出气口与吸热器之间的第一排气管道，所述换热管的进口端与介质输出管连接、出口端与介质输入管连接；所述吸热器包括吸热器壳体以及若干吸热管道，所述吸热管道两端口穿透并伸出吸热器壳体内，吸热管道两端口的外表面与吸热器壳体密封连接，同时吸热管道的一端穿透并伸出换热管且吸热管道外壁与换热管壳体密封无泄漏；相邻两根吸热管道在吸热器长度方向相隔固定距离分布，且相邻两根吸热管道横截面所形成的锐角为45°。
优选的，所述储热水箱内还设置有电加热室，该电加热室安装在吸热器与出气口之间，其中该电加热室进气端与吸热器之间通过第二排气管道连通、出气端与出气口之间通过第一排气管道连通，该电加热室由外至内依次包括电加热室壳体、保温层、发热层、传热层，气流在传热层内腔得到加热后排出。
优选的，保温层由外至内依次为保温填料、聚氨酯保温片；发热层由外至内依次为外支撑套、碳纤维发热体模块、内支撑套。
优选的，电加热室进气端口处安装有温度传感器，在电加热室壳体外设置有加热控制开关，所述温度传感器的信号输出端与加热控制开关的信号输入端连接，加热控制开关的信号输出端与发热层信号输入端连接，当温度传感器的测量端伸入至电加热室进气端口内，测得气流温度高于或低于某一设定值时，信号反馈给加热器控制开关决定发热层是否发热。
优选的，储热水箱壳体上设置有进水管和出水管，在高度方向上，该进水管位于吸热器上方、出水管位于吸热器下方，在储热水箱壳体内的进水管口处设置有水位控制仪，其中进水管连有自动给水电磁阀，该水位控制仪的信号输出端与自动给水电磁阀的信号输入端连接，测得液位高于或低于某一设定值时，信号反馈给自动给水电磁阀决定是否补水。
优选的，外支撑套由铝合金钢板制成；内支撑套由金属制成；传热层由不锈钢薄板制成。
优选的，进气管道、第一排气管道由PVC材料制成，介质输入管、介质输出管由铝塑管材料制成且管体外层包覆有保温材料；所述吸热管道、第二排气管道、换热管由金属材料制成。
优选的，外支撑套和内支撑套内壁和外壁上设置了若干的热膨胀槽。
优选的，碳纤维发热体模块由碳纤维发热电缆和电磁电热器件组合而成。
优选的，储热水箱壳体包括外壳、内壳以及填充在之间的保温材料，其中内壳由不锈钢材料制成；进气口处安装有进气扇，其中进气扇内安装有滤网；出气口处安装有导风板。
有益效果如下：
1、吸热效果好，主要体现以下几个方面：
1)本发明创新设计的吸热器完全浸置于储热水箱的水中，使得吸热器与储热水箱的热水之间有着较大的接触面积，可实现热能的充分吸收；
2)同时吸热管内设置了若干的空心的吸热管道，可使得热水充分传热给吸热器内的气体，并且相邻两根吸热管道在吸热器长度方向等距离分布，相邻两根吸热管道横截面所形成的锐角为45°，可让吸热器内的气流形成曲线流向，相对缓冲了气流速度，实现热能的充分吸收；
3)吸热管道的一端穿透并伸出换热管且吸热管道外壁与换热管壳体密封无泄漏，换热管内的热介质可以充分的将热量传导给吸热管道内的水，从而进一步将热量传导给吸热器内的空气。
2、本发明在吸热器之后还设计了一个辅助加热室，通过控制开关和温度传感器可实现智能化供暖，另外在室内供暖时不影响储热水箱的正常实用，方便实用。
3、与现有空调和供暖装置相比较，本发明设计的供暖系统不需要任何制冷剂，也不需要压缩机，对环境不造成任何污染，绿色环保。
4、本发明中的太阳能集热器连有室内储热水箱，保证了供热供暖的稳定性，安全可靠，减少了太阳能热资源的浪费。
5、本发明在设计过程中，其暖通气管道装置，只需要和太阳能集热器合用一个储热水箱，在室内没有柜体，只有在室内房间或客厅的天花板上看到暗装的进气扇端口和排气扇端口，实用且美观。
附图说明
图1为本发明系统结构示意图；
图2为本发明系统储热水箱内部结构图；
图3为本发明吸热器的横切面结构示意图；
图4为本发明辅助加热室横切面结构示意图；
图5为本发明供暖装置的室内布局构造图。
图中：1-太阳能集热器部；2-介质输入管；3-介质输出管；4-进气扇；5-导风板；6-进气口；7-出气口；8-储热水箱；8-1进水管；8-2出水管；8-3水位控制仪；8-4自动给水电磁阀；8-5储热水箱壳体；9-吸热器；9-1-吸热器壳体；9-2-吸热管道；9-3-换热管；10-进气管道；11-第一排气管道；12-第二排气管道；13-电加热室；13-1-电加热室壳体；13-2-保温层；13-2-1-保温填料；13-2-2-聚氨酯保温片；13-3-发热层；13-3-1-外支撑套；13-3-2-碳纤维发热体模块；13-3-3-内支撑套；13-4-传热层；13-5-温度传感器；13-6-加热控制开关。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
如图1、图2和图3展示的，该集热器组件包括太阳能集热部1和设置在该太阳能集热部上的介质输入管2和介质输出管3；该气流循环供暖组件包括进气口6、出气口7、储热水箱8、置于储热水箱内的吸热器9和换热管9-3、连通进气口与吸热器之间的进气管道10、连通出气口与吸热器之间的第一排气管道11，换热管的进口端与介质输出管3连接、出口端与介质输入管2连接；吸热器9包括吸热器壳体9-1以及若干吸热管道9-2，所述吸热管道两端口穿透并伸出吸热器壳体内，吸热管道两端口的外表面与吸热器壳体密封连接，同时吸热管道的一端穿透并伸出换热管且吸热管道外壁与换热管壳体密封无泄漏；相邻两根吸热管道在吸热器长度方向相隔固定距离分布，且相邻两根吸热管道横截面所形成的锐角为45°。
工作原理：
在正常工况下太阳能集热部将吸收的太能阳转化为热能后传导给介质，经介质输出管3进入储热水箱8内的换热管9-3，换热管将热能传导给储热水箱内的水，然后通过介质输入管2返回到太阳能集热部内循环工作。
暖通系统的气流循环是整个制热过程中的重要部分，系统通过进气口6从室内抽取冷空气经过进气管道10进入到吸热器9内，并将热能传导给冷空气，冷空气完成吸热变成热空气，热空气再经过第一排气管道11从出气口7排出到室内(房间或客厅中)。
如图2和图4展示的，储热水箱8内还设置有电加热室13，该电加热室安装在吸热器9与出气口7之间，其中该电加热室进气端与吸热器之间通过第二排气管道12连通、出气端与出气口7之间通过第一排气管道11连通，该电加热室由外至内依次包括电加热室壳体13-1、保温层13-2、发热层13-3、传热层13-4，气流在传热层13-4内腔得到加热后排出；其中保温层由外至内依次为保温填料13-2-1、聚氨酯保温片13-2-2；发热层13-3由外至内依次为外支撑套13-3-1、碳纤维发热体模块13-3-2、内支撑套13-3-3；电加热室13进气端口处安装有温度传感器13-5，在电加热室壳体13-1外设置有加热控制开关13-6，温度传感器13-5的信号输出端与加热控制开关13-6的信号输入端连接，加热控制开关13-6的信号输出端与发热层13-3信号输入端连接，当温度传感器的测量端伸入至电加热室进气端口内，测得气流温度高于或低于某一设定值时，信号反馈给加热器控制开关决定发热层是否发热。由于碳纤维发热体模块由碳纤维发热电缆和电磁电热器件组合而成，可实现即开即热，快速放热，其电热转化率可达到96％以上，开启后发热迅速，热量稳定，使用安全。
工作原理：
进过吸热器加热后的空气，可以通过电加热室辅助加热，当温度传感器的测量端伸入至电加热室进气端口内，测得气流温度低于某一设定值时，信号反馈给加热器控制开关后，立即启动电源，进行加热；当测得气流温度高于或者等于某一设定值时，信号反馈给加热器控制开关后，关闭电源，停止加热；最后空气通过第一排气管道从出气口排出室内(房间或客厅中)。
如图1和图2展示的，储热水箱壳体8-5上设置有进水管8-1和出水管8-2，在高度方向上，该进水管8-1位于吸热器9上方、出水管8-2位于吸热器9下方，在储热水箱壳体内的进水管口处设置有水位控制仪8-3，其中进水管连有自动给水电磁阀8-4，该水位控制仪的信号输出端与自动给水电磁阀的信号输入端连接，测得液位高于或低于某一设定值时，信号反馈给自动给水电磁阀决定是否补水。
为了实现热能的快速传导，外支撑套13-3-1由铝合金钢板制成；内支撑套13-3-3由金属制成；传热层13-4由不锈钢薄板制成；吸热管道9-2、第二排气管道12、换热管9-3由金属材料制成。
为了防止与外界有冷热交换，进气管道10、第一排气管道11由PVC材料制成，介质输入管2、介质输出管3由铝塑管材料制成且管体外层包覆有保温材料。
另外本发明的储热水箱壳体也可以设计成三层，由外至内分别是外壳、保温材料以及内壳，其中内壳由不锈钢材料制成。
如图5展示的，进气口处安装有进气扇4，将空气吸入进气管道10中，也可以在进气扇内安装滤网，以过滤掉空气中的颗粒物；出气口7处安装有导风板5，方便控制出口的风向。
Claims (10)
1.一种储热水箱耦合潜水式吸热器的室内供暖系统，其特征在于：该室内供暖系统包括集热器组件和气流循环供暖组件；
该集热器组件包括太阳能集热部(1)和设置在该太阳能集热部上的介质输入管(2)和介质输出管(3)；
该气流循环供暖组件包括进气口(6)、出气口(7)、储热水箱(8)、置于储热水箱内的吸热器(9)和换热管(9-3)、连通进气口与吸热器之间的进气管道(10)、连通出气口与吸热器之间的第一排气管道(11)，所述换热管的进口端与介质输出管(3)连接、出口端与介质输入管(2)连接；所述换热管螺旋缠绕吸热器；该吸热器(9)包括吸热器壳体(9-1)以及若干吸热管道(9-2)，所述吸热管道两端口穿透并伸出吸热器壳体内，吸热管道两端口的外表面与吸热器壳体密封连接，吸热管道的一端穿透并伸出换热管且吸热管道外壁与换热管壳体密封无泄漏；相邻两根吸热管道在吸热器长度方向相隔固定距离分布，且相邻两根吸热管道横截面所形成的锐角为45°。
2.如权利要求1所述的室内供暖系统，其特征在于：所述储热水箱(8)内还设置有电加热室，该电加热室安装在吸热器(9)与出气口(7)之间，其中该电加热室进气端与吸热器之间通过第二排气管道(12)连通、出气端与出气口之间通过第一排气管道(11)连通，该电加热室(13)由外至内依次包括电加热室壳体(13-1)、保温层(13-2)、发热层(13-3)、传热层(13-4)，气流在传热层内腔得到加热后排出。
3.如权利要求2所述的室内供暖系统，其特征在于：所述保温层(13-2)由外至内依次为保温填料(13-2-1)、聚氨酯保温片(13-2-2)；所述发热层(13-3)由外至内依次为外支撑套(13-3-1)、碳纤维发热体模块(13-3-2)、内支撑套(13-3-3)。
4.如权利要求2所述的室内供暖系统，其特征在于：所述电加热室进气端口处安装有温度传感器(13-5)，在电加热室壳体外设置有加热控制开关(13-6)，所述温度传感器的信号输出端与加热控制开关的信号输入端连接，加热控制开关的信号输出端与发热层信号输入端连接，当温度传感器的测量端伸入至电加热室进气端口内，测得气流温度高于或低于某一设定值时，信号反馈给加热器控制开关决定发热层是否发热。
5.如权利要求1所述的室内供暖系统，其特征在于：所述储热水箱壳体上设置有进水管和出水管，在高度方向上，该进水管位于吸热器上方、出水管位于吸热器下方，在储热水箱壳体内的进水管口处设置有水位控制仪，其中进水管连有自动给水电磁阀，该水位控制仪的信号输出端与自动给水电磁阀的信号输入端连接，测得液位高于或低于某一设定值时，信号反馈给自动给水电磁阀决定是否补水。
6.如权利要求3所述的室内供暖系统，其特征在于：所述外支撑套由铝合金钢板制成；内支撑套由金属制成；传热层由不锈钢薄板制成。
7.如权利要求2所述的室内供暖系统，其特征在于：所述进气管道、第一排气管道由PVC材料制成，介质输入管、介质输出管由铝塑管材料制成且管体外层包覆有保温材料；所述吸热管道、第二排气管道、换热管由金属材料制成。
8.如权利要求3所述的室内供暖系统，其特征在于：所述外支撑套和内支撑套内壁和外壁上设置了若干的热膨胀槽。
9.如权利要求3所述的室内供暖系统，其特征在于：所述碳纤维发热体模块由碳纤维发热电缆和电磁电热器件组合而成。
10.如权利要求1～9任意一项所述的室内供暖系统，其特征在于：储热水箱壳体包括外壳、内壳以及填充在之间的保温材料，其中内壳由不锈钢材料制成；所述进气口处安装有进气扇(4)，其中进气扇内安装有滤网；所述出气口处安装有导风板(5)。
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| CN209181256U (zh) * | 2018-11-08 | 2019-07-30 | 王泽宇 | 一种储热水箱耦合潜水式吸热器的室内供暖系统 |
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2018
- 2018-11-08 CN CN201811329170.9A patent/CN109297183A/zh active Pending
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