CN201177314Y

CN201177314Y - 太阳能热暖气

Info

Publication number: CN201177314Y
Application number: CNU2008200049130U
Authority: CN
Inventors: 杨易木
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-03-14
Filing date: 2008-03-14
Publication date: 2009-01-07
Anticipated expiration: 2018-03-14

Abstract

一种太阳能热暖气，包括太阳能真空管及其联箱或热管及其联箱、太阳能蓄热水箱、总控制箱、静音的热水循环泵、功率320W以上的常温自吸泵、电子温度控制器、热敏触头、与传统暖气片型散热器和地采暖管型散热器相连接的分水器，电子水位控制器、室内空气温度热敏探测器、整个采暖系统最高处的跑风、功率为0－13000W的电辅助加热槽和传统辅助燃煤炉，总控制箱含有数个控制器等所构成的采暖循环系统，以供给冬季生活耗能的太阳能暖气。

Description

太阳能热暖气

所属技术领域

本实用新型是涉及一种太阳能热暖气，以总控制箱控制，各类泵机为动力，电加热槽采暖和传统的燃煤采暖为辅助构件，供给冬季生活耗能的太阳能可控循环热暖气。

背景技术

采暖是我国的能耗大户，每年城镇建筑仅采暖一项需要的耗能就占全国能耗总量的11.5％。全年生活热力耗能自1990年的8972万百万千焦，至2001年的23369万百万千焦，到2005年的51744万百万千焦，可以说年年都比国民生产总值GDP增长速度要快(以上数据来源为国家统计局1990年--2005年各类能源消耗统计表)。而且近年来，国家为有效遏制煤炭行业重特大事故频发的势头，继续加大对中小煤矿的关停力度，使全国煤炭产量有所减少，而市场需求有增无减，供需矛盾日益突出。受此影响，全国煤炭价格不断上涨，加上用电高峰期的到来，煤电联动，价格上涨会持续走高。以成品油、煤炭和电力等为代表的能源价格对普通人日常生活的影响也在日益加重。各类能源的大量消耗，使我国的能源供应面临巨大的挑战，而且造成了严重的环境污染。因此研究使用清洁的可再生能源——太阳能采暖具有重要意义。目前的太阳能采暖大部分为被动式采暖(如太阳能温室、太阳能光棚等)，被动式就是根据当地气象条件，依靠建筑物本身整体构造和建筑物主体材料的热工性能，使房屋尽可能多的吸收和贮存热量，(如现行的聚苯板保温技术、陶粒保温技术、多孔空心砖保温技术等)以达到采暖的目的。这种技术保温材料浪费大，经济成本过高，施工周期长，受自然条件限制大，燃煤或天然气等能源平均单位面积消耗量大(油、煤、电等能源受国际价格影响已经连续多年国内价格不断攀高)等因素的影响，并不适合我国广大北方中、高纬度地区大面积使用。

发明内容

为了缓解以上问题，本实用新型提供了一种新型的主动式太阳能采暖热暖气技术，该主动式太阳能采暖技术是利用太阳的光热效应采用集热器、蓄热箱、管道、风机及泵、电加热槽、辅助燃煤炉等设备来收集、蓄存及输配热能的系统，系统中的各部分均可由总控制箱控制，并通过被电子程序控制的室温触敏装置控制室内温度的高低，从而达到需要的室温。本主动式太阳能采暖包含直接式和间接式两种模式，所谓直接式就是由太阳能集热器加热的热水或空气直接被用来供暖。所谓间接式就是集热器加热的热水通过热泵提高后再供暖(对于其中因天气情况所出现的热力不足可采用电加热槽、燃煤炉加热、光波加热、微波加热等四种不同的辅助加热措施)。因采暖集热温度高时，水作为主要热媒热承载效能低(在实际生产生活中现普遍采用自来水或自备井采集热媒——水，并添加少量软水剂)，实用温度为1℃--95℃，使得太阳能集热器的高温热效率普遍较低，因此一般采用地板采暖或风机盘管。这两种方式要求热源的温度比较低，仅需要50℃左右(减少了长期热温工作条件下部分构件的金属热疲劳，延长了系统使用寿命降低维护成本)，使通过太阳能真空管或热管采集能源以供采暖成为可能，且具有较高的热利用率，并以电加热(电加热槽或电加热棒)、燃煤炉加热、光波加热(多用于工业用途加热)、微波加热(用于食品生产的加热消毒瞬时灭菌)等四种不同的辅助加热措施为补充，使其更加多样化更加适合实际生活中的各种场合的需要。本实用新型具体实施时所采用的设备方案为太阳能真空管及其联箱或太阳能热管及其联箱、热水循环泵(静音泵多置于室内，功率为150W以下，水平扬程10米垂直扬程6米，工作温度不大于95℃，机芯为耐热金属所制的低功率静音泵，并于传统辅助燃煤炉热水出水口处连接或与各类散热器连接的分水器相连接，为受控泵)、常温自吸泵(功率为320W以上，水平扬程在20米以上、垂直扬程10米以上，工作温度在50℃以下，机芯为铜芯、钢芯、铝芯的耐热金属所造，并于系统自水压值不小于零米不大于5米处安装，为受控泵)、太阳能热水电加热棒或加热槽0--13000W(电辅助加热槽是不锈钢内胆外敷橡塑保温或发泡保温，内设槽内隔断板，加热所需电源外置，设旋转可封闭式跑风放气，槽体内为电加热棒且其功率为0--13000W，具体耗电量视初入热媒温度高低而定，并配导流槽。)、辅助燃煤炉、蓄热水箱(不锈钢内胆外包为不锈钢或彩钢外壳，中间箱体夹层为不小于5厘米厚保温层，设旋转可封闭式跑风，可预留电辅助加热棒，还包括电子水位控制器的传感器、温度计和箱体支架，直径不小于0.5米，高不小于0.8米。不锈钢内胆及保温外装材料)、自来水或自备井注水口(热媒采集)、散热器(传统的暖气片、地加热管采暖)、电子水位显示器(附带电子温度显示)、温度控制器(工业为用途的可以加装电子定时启动器)、热敏触头(对空气或热媒进行温度数据采集，由传感器触头、导线、电子配件所组成，与总控制箱中的控制器显示器相连接)、室内空气温度热敏探测器(实时监控室内温度，与总控制箱中的电子室温控制器相连接，负责提供控制总控制箱的基础数据)、采暖分水器(应对实际要求中不同的采暖需求)所组成的可控循环太阳能采暖设备，。假设的使用对象为一个100平米的房间，假定其耗热量指标为50W/m²，采暖室内设计温度为20℃，温度低于8℃即进行采暖，华北地区的年平均采暖日期为每个年度的采暖日为118天/年，夜间气温在零下10度以下或白天因雨雪阴天造成采暖不足的天气在70--80天左右，在这一期间整个系统采用光煤或光电辅助等采暖设定，设置备用锅炉(热水出水口与受控的热水循环泵连接以增加水体压力加快水体循环速度)、蓄热水箱(内置水位控制器和温度计并将所获数据反馈到总控制箱以控制进出水量)、屋面为太阳能热管50根/联箱(设热敏触头以便水温达到要求时可及时导出并注入新水重新加热一般温控区为60℃--40℃来回循环)，集热器为面向正南放置(上可放置防尘玻璃或防雹网)，水体含量上层(大水体)为1立方下层(小水体)为＜0.75立方，倾斜角等于当地纬度(水体为上大下小，可形成水体自压力，便于系统正常的热水循环)，由自来水或自备井所提供的水源热媒(如有地热资源更佳)，热水导管连接封闭式蓄热水罐(并于系统最底处的回水管路上设常温自吸泵，以便将循环后的低温水从新打入屋面太阳能联箱中加热)，在辅助燃煤炉后的是与各类散热器连接的分水器，热媒通过该分水器进入传统暖气片型散热器、地采暖管散热器进行采暖散热工作，其进入散热器的初始温度为50℃--95℃，回水温度为25℃--45℃，最后由总控制箱中的温度控制器、热水循环泵控制器、室温热敏触头及其他控制器等根据实际需要综合控制采暖循环系统的正常运转(总控制箱是通过各种传感触头采集信息，并提供给该总控制箱中的电子水位控制器工作温度-10℃--150℃、电子室温控制器、电子热媒控制器和电辅助加热控制器进行可控制循环供热)。

以上事例中的太阳能热暖气可负责8--12小时的散热热负荷。该系统可同时负责生活热水的供应(非饮用水)，每日240L，整体造价和维护费用同比传统的采暖类型要减少很多，适合大面积集中使用也可单户居民供暖，不存在乡村镇等各级单位和政府现行所重视的各种高污染、高耗能的问题，可使其单位面积每平米的燃煤消耗量每采暖季可减少其总量的50％--75％可以有效的缓解随着燃煤等能源价格上涨所带来的能源消耗成本的逐年增加和减少环境污染等问题，真正的能够节能减排。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

附图1是本实用新型的系统构成原理图。

附图2是总控制箱构造图。

附图3是电辅助加热槽构造图。

附图1为太阳能热暖气结构示意图其中

1、太阳能真空管或热管

2、太阳能工程联箱(出水口处设热敏触头与总控制箱中的温控电子循环泵显示器相连接)

3、太阳能蓄热水箱

4、电子水位控制器(与总控制箱中电子水位控制的显示器相连接)

5、电加热棒(0--13000W)

6、旋转可封闭式跑风

7、电辅助加热槽

8、热水循环泵(静音泵)

9、各层除采暖外其它热水使用设备

10、燃煤辅助锅炉

11、回水温度计

12、总控制箱(与各电子控制设备相连接)

13、地采暖管散热器

14、传统暖气片型散热器

15、与各类散热器连接的分水器(热媒入散热器初始温度为50℃--95℃)

16、电子温度控制器的热敏触头(与总控制箱中的两台温控电子循环泵显示器相连接)

16a、室内空气温度热敏探测器

17、整个采暖系统最高处的跑风

18、自来水或自备井入口

19、外入水排污沉淀口

20、止回阀

21、常温自吸泵(320W以上的工作环境为＜50℃)

22、外用电源接口

23、热水控制阀门

附图2为总控制箱详图

24、电子热媒温度控制器(控制泵机)

25、电子水位控制的显示器(能够显示3、太阳能蓄热水箱中的水位及温度)

26、电子室温控制器(即控制箱总电源开关一端与31、总电源线空开相连接控制控制箱的总电源另一端与16a、室内空气温度热敏探测器相连接，实时监控室内温度的多少开动整个循环系统的运转)

27、电辅助加热控制器(与7、电加热槽和3、太阳能蓄热水箱中的5、电加热棒相连接，为热能不足时的补充)

28、进水主管

29、回水主管

30、热水温度计

31、总电源线(与总电源线空开相连接)

32、与墙体的固定角钢

附图3为电加热槽详图

33、不锈钢内胆外敷橡塑保温或发泡保温

34、槽内隔断板

35、带丝扣入水口

36、入水水流流入方向

37、耐高温塑胶封口

38、带丝扣出水口

39、双螺旋型电加热棒(0--13000W具体耗电量视入水温度高低而定)

40、出水水流流出方向

41、导流槽

具体实施方式

在附图1中1、太阳能真空管或热管与2、太阳能工程联箱连接并于此处设置7、整个采暖系统最高处的跑风，以组成集热构件，其中的热媒为常温水，被经过集热构件的加热温度升高，至水温控制器的设计温度时由16、热敏触头探测到并通过12、总控制箱内的电子程序控制传达给相应的21、常温自吸泵，将经过加热的热水顶入3、太阳能蓄热水箱，其内设有4、电子水位控制器(与总控制箱中电子水位控制的显示器相连接)、6、旋转可封闭式跑风和5、电加热棒(0--13000W)，并给予集热构件中注入来自于18、自来水或自备井入口的常温水，当采暖构件中的水温低于设计温度时将由12、总控制箱控制切段21、常温自吸泵的电源停止注水，以便使水温继续加热。流入3太阳能蓄热水箱的热水受12、总控制箱中的水位控制器控制流入7、电辅助加热槽，经过二次加热后进入10、燃煤辅助锅炉进行最终加热后，可给予9、各层除采暖外其它热水使用设备(7、电辅助加热槽和10、燃煤辅助锅炉可根据实际情况自行设定开启与否)也可通过16、电子温度控制器的热敏触头由12、总控制箱控制的8、热水循环泵(静音泵)将终温热水送入15、与各类散热器连接的分水器(热媒入散热器初始温度为65℃--95℃)而后进入13、地采暖管散热器或14、传统暖气片型散热器，回流过程中通过11、回水温度计，回到15、与各类散热器连接的分水器通过整个大水体的自压力，流经19、外入水排污沉淀口，回到21、常温自吸泵的入水口从新进行整个循环，为保证系统水体在运行过程中不会出现会水上压力过大，击穿泵机扇叶或回水倒流等现象，特于21、常温自吸泵处加设20、止回阀，并于图中各结构衔接部安装23、热水控制阀门，用电设备的电源由与12、总控制箱连接的22、外用电源接口处接入，其中16a室内空气温度热敏探测器为系统的控制中枢，他为整个12、总控制箱提供最基础的控制数据，对室内温度的实时监控决定了系统的循环状况。

在附图2中所有设备均由26、电子室温控制器控制，其根据16a、室内空气温度热敏探测器所提供的室内实时温度作为依据，控制其他附属控制器，并可在紧急情况下自动将整个系统的电源切断，可避免因意外造成的设备反潮、漏电等的所引起的设备故障。其中24、电子热媒温度控制器(控制泵机)设有两组，一组与21、常温自吸泵(热敏触头在太阳能联箱出水管头处)相连接，另外一组与8、热水循环泵相连接在10、燃煤辅助锅炉出水口处(热敏触头在10、燃煤辅助锅炉出水口处)25、电子水位控制的显示器通过4、电子水位控制器控制流入蓄热水箱中初温热水的流入量，27、电辅助加热控制器直接控制5、电加热棒和7、电辅助加热槽(0--13000W)，28、进水主管和29、回水主管可从纵向或横向穿过整个箱体并分别安装30、热水温度计以方便使用者更好的查看进回水温度，而32、与墙体的固定角钢负责将总控制箱固定在合适的墙体位置上，从而避免因箱体不稳所造成的各类控制数据不准，其系统中用电设备所用电能均由31、总电源线(与总电源线空开相连接)提供。

在附图3中电加热槽包括33、不锈钢内胆外敷橡塑保温或发泡保温，内设34、槽内隔断板，加热电源外置通过导线与27、电辅助加热控制器连接，并37、耐高温塑胶封口，为防止槽内存气所造成的干烧现象设置6、旋转可封闭式跑风放气，当热媒从35、带丝扣入水口处沿着36、入水水流流入方向进入槽体内部被39、双螺旋型电加热棒(0--13000W具体耗电量视入水温度高低而定)再次加热并逐渐注满后通过41、导流槽从38、带丝扣出水口流出流向40、出水水流流出方向完成这个加热过程。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应该落在本实用新型所保护的范围之内。

Claims

1.一种太阳能热暖气，包括太阳能真空管及其联箱或热管及其联箱、太阳能蓄热水箱、总控制箱、静音的热水循环泵、功率320W以上的常温自吸泵、电子温度控制器、热敏触头、与传统暖气片型散热器和地采暖管型散热器相连接的分水器，电子水位控制器、室内空气温度热敏探测器、整个采暖系统最高处的跑风、功率为0--13000W的电辅助加热槽和传统辅助燃煤炉，其特征是：总控制箱含有数个控制器。

2.根据权利要求1所述的太阳能热暖气，其特征是：所述总控制箱通过各种传感触头采集信息，并提供给该总控制箱中的电子水位控制器，该电子水位控制器的工作温度为-10℃--150℃、电子室温控制器、电子热媒控制器和电辅助加热控制器进行可控制循环供热。

3.根据权利要求1所述的太阳能热暖气，其特征是：所述与各类散热器连接的分水器，热媒通过该分水器进入传统暖气片型散热器、地采暖管散热器进行采暖散热工作，其进入散热器的初始温度为50℃--95℃，回水温度为25℃--45℃。

4.根据权利要求1所述的太阳能热暖气，其特征是：所述电辅助加热槽为不锈钢内胆外敷橡塑保温或发泡保温，内设槽内隔断板，加热所需电源外置，设旋转可封闭式跑风放气，槽体内为电加热棒且其功率为0--13000W，并配导流槽。

5.根据权利要求1所述的太阳能热暖气，其特征是：所述太阳能蓄热水箱为不锈钢内胆外包为不锈钢或彩钢外壳，中间箱体夹层为不小于5厘米厚保温层，设旋转可封闭式跑风，可预留电辅助加热棒，还包括电子水位控制器的传感器、温度计和箱体支架，直径不小于0.5米，高不小于0.8米。

6.根据权利要求1所述的太阳能热暖气，其特征是：所述常温自吸泵功率为320W以上，水平扬程在20米以上、垂直扬程10米以上，工作温度在50℃以下，机芯为铜芯、钢芯、铝芯的耐热金属，并于系统自水压值不小于零米不大于5米处安装，受总控制箱控制。

7.根据权利要求1所述的太阳能热暖气，其特征是：所述热水循环泵功率为150W以下，水平扬程10米垂直扬程6米，工作温度不大于95℃，机芯为耐热金属所制的低功率静音泵，并于传统辅助燃煤炉热水出水口处连接或与各类散热器连接的分水器相连接，受总控制箱控制。

8.根据权利要求1所述的太阳能热暖气，其特征是：所述热敏触头对空气或热媒进行温度数据采集，由传感器触头、导线、电子配件所组成，与总控制箱中的控制器显示器相连接。

9.根据权利要求1所述的太阳能热暖气，其特征是：所述室内空气温度热敏探测器实时监控室内温度，与总控制箱中的电子室温控制器相连接，负责提供控制总控制箱的基础数据。