CN201973770U

CN201973770U - 采暖与热水合用型太阳能换热机组

Info

Publication number: CN201973770U
Application number: CN2010206405121U
Authority: CN
Inventors: 罗益龙
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-11-30
Filing date: 2010-11-30
Publication date: 2011-09-14
Anticipated expiration: 2020-11-30

Abstract

本实用新型涉及一种采暖与热水合用型太阳能换热机组，根据用户的使用要求，通过可编程控制及相关电动(磁)阀切换，实现了采暖与热水合用型太阳能机组。本实用新型分室外集热和室内机组：室外太阳集热器区由集热器及相关管线；仪表、阀门连接组成；室内机组由管线和电动(电磁)阀将太阳能集热水箱，软水器，集热循环泵，叠压供水罐，供水泵及辅助热源连接。本实用新型首次将叠压供水技术运用到太阳能热水系统中，提高传热效率，减少热量损耗，达到设备占有空间少、成本低、环保、节能效果，其节能优势突出，且结构紧凑，所占空间小，为各类学校、厂矿企业、宾馆、部队、房地产等单位，提供小型的太阳能集中热水供应系统。

Description

采暖与热水合用型太阳能换热机组

技术领域

本实用新型涉及一种利用太阳能集热器产生的热能，通过间接换热的方式，可将自来水加热形成开水水源，为采暖与热水提供合用型太阳能换热机组。

背景技术

太阳能集热器把太阳光能转化为热能，将水从低温度加热到高温度，以满足人们在生活、生产中的热水使用。但目前在水暖热水系统中利用太阳能，还存在着建筑水暖设计人员及水暖企业缺少介入的因素，在热水方面主要是太阳能产品企业在推动市场，而太阳能产品企业在水暖系统方面缺少丰富的系统及水暖产品运用经验，对系统的设计存在先天不足的缺陷；太阳能做为一种不稳定的热源，对于水暖企业及水暖设计人员来说，参于太阳能在水暖系统上的运用，发挥着巨大的市场推动作用。

发明内容

鉴于上述，本实用新型的目的在于提供一种采暖与热水合用型太阳能换热机组。

本实用新型的目的可通过以下技术方案来实现：

一种采暖与热水合用型太阳能换热机组，分室外集热和室内机组：室外太阳集热器区含集热区相关管线；仪表、阀门组成，集热区内设有温度传感器T1、T2；室内机组含常压太阳能集热水箱、软水器、集热泵、叠压热水供水罐、采暖换热泵、热水供水泵、电辅加热器、补水泵、智能控制柜、采暖换热泵、板式换热器、热水换热泵及辅助热源，相关电动阀；其特征是：

集热系统的连接：软水器通过管线上电磁阀D1与太阳能集热水箱连接；每个集热区内集热器、集热器进水处温度传感器T1、集热器出水处温度传感器T2间分别通过管线上集热泵与太阳能集热水箱的相应进出口相连接；

采暖换热系统的连接：太阳能集热水箱设有水温传感器T3和底部的压力传感器P1，太阳能集热水箱两端管路通过电动调节阀D3、采暖换热泵与板式换热器两端连接，板式换热器的另两端通过压力传感器P5、辅助电源切换电动阀D5、电辅加热器、温度传感器T6，压力传感器P4、温度传感器T7和采暖循环泵分别与采暖供水管、采暖回水管连接；太阳能集热水箱通过补水泵与采暖回水管连通；

热水换热系统的连接：叠压热水供水罐内设置压力传感器P3、温度传感器T4和离子棒；太阳能集热水箱内换热盘管进水通过热水换热泵与叠压热水供水罐内的换热盘管热水出水管连通，太阳能集热水箱内换热盘管出水通过热水换热泵与叠压热水供水罐内的换热盘管热水进水管连通；叠压热水供水罐通过管线上温度传感器T4、热水供水泵、热水供水压力传感器P2与热水供水管线连接；叠压热水罐底部管线通过电磁阀D2、温度传感器T5、电磁阀D4分别与热水回水管、自来水管连通；

控制系统的连接：软水器、集热泵、换热泵、供水泵及各管线上电磁阀：D1、D2、D3、D4、D5及各管线及设备上的压力传感器：P1、P2、P3、P4，P5及各管线及设备上的温度传感器：T1、T2、T3、T4、T5、T6T7分别通过电缆、电线与控制柜相连接。

本实用新型与现有技术列表相比具有的优点：

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图中：

代码	含义	系统中的作用
			SW1-1	开水换热水箱低水位设定值
SW1-2	开水换热水箱高水位设定值
			D2	热水回水电磁阀
P1	太阳能集热水箱水位压力传感器
			D1	太阳能集热水箱补水电动阀
SW2-1	太阳能集热水箱低水位设定值
			SW2-2	太阳能集热水箱高水位设定值
SWG2	太阳能集热水箱超高水位设定值
			P4	采暖回水压力传感器
D3	换热电磁阀
			DR	电加热带
T7	采暖回水温度传感器
			T6	采暖供水温度传感器
T5	热水回水温度传感器
			T4	叠压水箱温度传感器
T3	太阳能蓄热水箱温度传感器
			T2	集热器出水端温度
T1	集热器进水端温度
			TZ	白天模式起点时间设定值
TW	晚上模式起点时间设定值
			TL-1	室外管路防冻电加热启动温度设定值
TL-2	室外管路最低设定工作温度值
			TL-0	室外管路防冻电加热停止设定温度值

D4	自来水补水电动阀
		D5	辅助电源切换电动阀
P2	热水供水压力传感器
		P3	叠压供水罐压力传感器
P4	采暖供水压力传感器
		P5	版式换热器与电辅加热器间压力传感器

图2是图1太阳能控制柜PLC图。

具体实施方式

一种采暖与热水合用型太阳能换热机组，分室外集热和室内机组：室外太阳集热器区含集热区及相关管线；仪表、阀门组成，集热区内设有温度传感器T1、T2；室内机组含常压太阳能集热水箱2、软水器3、集热泵4、叠压热水供水罐5、采暖换热泵6、热水供水泵7、电辅加热器8、补水泵9、智能控制柜10、采暖换热泵11、板式换热器12、热水换热泵13及辅助热源，相关电动阀；

下面结合图1，通过分成四个系统过程对本实用新型再作进一步的说明：

1、集热系统

本系统组成：太阳能集热水箱2、集热泵4、补水泵、太阳集热器1及支架、软水器3。

a、集热系统防垢工质：自来水在软水器3的作用下产生软水供应给集热系统，作为传热工质。传热工质经过软水器后即除去了钙镁离子，使传热工质在传热过程中不结水垢，运行中保持较高的换热效率，延长设备使用寿命；同时比添加化学介质环保，不污染环境，而且生产成本低廉。

b、太阳能集热循环系统补水：自来水通过软化器3软化后，进入太阳能集热水箱2，通过设置在太阳能集热水箱底部的水位压力传感器P1及进软水器3前的电动(磁)阀D1控制太阳能集热水箱2的水位，当水位低于SW2-1时(可设定的低水位值)及时补水；当水箱水位高于SW2-2时(可设定的高水位值)及时关闭电动(磁)阀停水；当D1失灵时，水位高于SWG2设定值时，发出声光报警，声音报警设可消音按钮。

c、以24小时制，每天TZ(可设定的白天起始值，如7时)至TW(可设定的白天终止值，如21时)为白天；每天TW至第二天TZ为晚上。

d、太阳能集热泵4定期切换，温差控制：白天模式时，在T1≥TL-2时，当水箱内低温水T3和集热器1中高温水T2换热间：当T2-T3≥ΔT(设定的起泵温差值时)，集热泵4起动；当T2-T3∠ΔT(程序设定的温差值时)，集热泵4停止，集热器1中的水在太阳辐照下温度升高后开始下一轮循环；当白天模式时，在T1＜TL-2时，集热泵4不起动。当转入晚上模式时，集热泵4不起动。

e、集热泵4的保护：白天工作模式中，当P1≤P_TBJ(集热泵停泵设定水压值)，集热泵4停止，且无法起动。

f、防冻保护：

系统进行排空防冻，当设定温控点T1温度低于TL-1最低温度设定值时，在室外管路上设置的DR电加热带自动起动加热，加热到设定温度值TL-0(如10度)时自动停止。

并设有手动排空阀，停电时及时人工排空，三种防冻措施保护，确保冬天系统运行安全。

2、生活热水系统组成与控制说明

本系统组成：热水换热泵6、叠压换热供水罐5、供水泵7、辅助热源系统、回水温度控制相关阀门仪表等。

a、换热循环泵温差循环：太阳能蓄换热水箱2内水温传感器T3与叠压换热供水罐5中温度传感器T4：当T3-T4≥ΔT_H(可设定的换热泵起动温差值)时，换热泵6起动，T3-T4＜ΔT_H时，换热泵6停止。

b、换热泵6的保护：当P1≤P_TBH(可设定的换热泵停泵压力值)时，实现缺水保护，换热泵6停泵和无法起泵。

c、生活热水的补水与供水：

通过自来水水压自动与供水，当自来水暂时停水时，叠压换热供水罐5上的真空抑制器，可吸入空气，水罐变为常压状态，充分利用罐内存水保障供水；当自来水恢复供水时，叠压换热供水罐5上的真空抑制器，可呼出空气，水罐变为承压状态，正常供水。

d、供水罐辅助加热：电加热DJ或蒸汽加热QJ。

定时供水方式时，在供水前Hg(供水前辅助加热设定时间段)内，当T4＜T_G(供水罐供水温度设定值)，且T3-T4＜ΔT_H则辅助加热启动；当T4≥T_G，或T3-T4≥ΔT_H则辅助加热停止。

连续供水方式时，当T4＜T_G，且T3-T4＜ΔT_H则辅助加热启动；当T4≥T_G，或T3-T4≥ΔT_H则辅助加热停止。

自动状态下，电热管采用先起先停，无水停电及无法起动保护装置；手动状态下自由控制；

辅助加热采用蒸汽QJ和高温水HJ方式时，通过T4＜T_G时，打开辅助热源管上的电动调节阀D5，进行加热；当通过T4≥T_G时，关断辅助热源管上的电动调节阀D5，停止加热。

e、变频加压供水：在热水供水泵7出口管路中设有压力传感器P2，设定供水压力值Pg，当P2＜Pg供水泵7在变频控制下不断加压运行，当自来水压加上加压泵的压力值达到Pg时，热水供水泵7停止；当不用水时，则热水供水泵7不断加压到供水水压上升到P2≥Pg时，热水供水泵7自然停止。

f、恒温供水：当长时间不用水或很少用水时，设在回水管上的温度传感器T5，T5≤T5_h(设定的最低回水温度时，如38℃)，回水管上的电动温控阀D2打开，加压供水泵运行，将管内低温水换回到叠压换热供水罐5内重新加热；当T5＞T5_h时，回水管温控阀D2关闭，热水供水泵7停止。

g、在热水供水泵7进水口处设有压力传感器P3，当P3≤P_TBG(加压泵停泵设定值)时，加压泵无法起动，运行状态下应停止。

3、采暖系统组成与控制说明

本单元主要包括：太阳能集热水箱2、板式换热器12、电辅加热器8、采暖换热循环泵11，补水泵9，相关阀门仪表及控制系统组成。

a、采暖系统补水控制：补水泵9依据设在采暖水回水管路上有压力传感器P4的信号，当P4∠P_C(采暖系统设定补水压力值)时，在变频器控制下吸取太阳能集热水箱2内的软水，向采暖系统稳压补水；当P4≥P_C时，补水泵9停止。同时当P1∠P_TBB(补水泵停泵及无法起泵设定压力值)时，补水泵9停泵及无法起泵。

b、采暖循环泵11手动起停与切换：当P4∠P_TBC(采暖泵停泵及无法起泵设定压力值)时，采暖循环泵11停泵及无法起泵。

c、采暖水换热切换：在采暖回水管上设有温度传感器T7，当T3＞T7时，设在采暖泵出口处的电动调节阀D3开向集换热水箱内置的换热器，采暖回水经过在太阳能集热水箱2内加热形成采暖供水；T3≤T7时，D3开向采暖供水管，采暖回水不进入太阳能集热水箱2内置的换热器。

d、电辅加热器8起停控制说明

当采暖循环泵11运行时，当T7在设置时间T_ZS(电辅加热器白天延时设定值)或T_WS(电辅加热器晚上延时设定值)内T7∠T_CH1(电辅加热器启动设定的最低回水温度值)，则电辅加热器8开始工作，T7≥T_CH2(电辅加热器停止设定的最高回水温度值)，电辅加热器8停止。

电加热的保护：当采暖循环泵11停止运行时，电辅加热器8在T_Y(延时设定值)内停止。电热管加热具有自动与手动控制功能。

4、冬季与夏季的转换

在夏季，可停掉采暖系统，在控制柜上将控制方式转入夏季控制模式，则采暖设备停止工作。

Claims

1.一种采暖与热水合用型太阳能换热机组，分室外集热和室内机组：室外太阳集热器区含集热区及相关管线；仪表、阀门组成，集热区内设有温度传感器T1、T2；室内机组含常压太阳能集热水箱(2)、软水器(3)、集热泵(4)、叠压热水供水罐(5)、采暖换热泵(6)、热水供水泵(7)、电辅加热器(8)、补水泵(9)、智能控制柜(10)、采暖换热泵(11)、板式换热器(12)、热水换热泵(13)及辅助热源，相关电动阀；其特征是：太阳能集热水箱(2)集热系统的连接：软水器(3)通过管线上电磁阀D1与太阳能集热水箱(2)连接；每个集热区内集热器(1)、集热器进水处温度传感器T1、集热器出水处温度传感器T2间分别通过管线上集热泵(4)与太阳能集热水箱(2)的相应进出口相连接；

采暖换热系统的连接：太阳能集热水箱(2)设有水温传感器T3和底部的压力传感器P1，太阳能集热水箱(2)两端管路通过电动调节阀D3、采暖换热泵(6)与板式换热器(12)两端连接，板式换热器(12)的另两端通过压力传感器P5、辅助电源切换电动阀D5、电辅加热器(8)、温度传感器T6，压力传感器P4、温度传感器T7和采暖循环泵(11)分别与采暖供水管、采暖回水管连接；太阳能集热水箱(2)通过补水泵(9)与采暖回水管连通；

热水换热系统的连接：叠压热水供水罐(5)内设置压力传感器P3、温度传感器T4和离子棒(14)；太阳能集热水箱(2)内换热盘管进水通过热水换热泵(13)与叠压热水供水罐(5)内的换热盘管热水出水管连通，太阳能集热水箱(2)内换热盘管出水通过热水换热泵(13)与叠压热水供水罐(5)内的换热盘管热水进水管连通；叠压热水供水罐(5)通过管线上温度传感器T4、热水供水泵(7)、热水供水压力传感器P2与热水供水管线连接；叠压热水供水罐(5)底部管线通过电磁阀D2、温度传感器T5、电磁阀D4分别与热水回水管、自来水管连通；

控制系统的连接：软水器(3)、集热泵(4)、换热泵(6)、供水泵(7)及各管线上电磁阀：D1、D2、D3、D4、D5及各管线及设备上的压力传感器：P1、P2、P3、P4，P5及各管线及设备上的温度传感器：T1、T2、T3、T4、T5、T6T7分别通过电缆、电线与控制柜(10)相连接。