CN203249308U - 太阳能光板、地热、电能组合式远程控制供暖供热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种太阳能光板、地热、电能组合式远程控制供暖供热系统，包括三热源系统、余热回收总成、控制器和控制终端，三热源系统包括保温水箱总成和连接至保温水箱总成上的电即热总成、太阳能集热板总成、地源热泵总成、用水末端、进水管路和供暖环路总成，控制终端和控制器通过无线网络连接。其有益效果是：1、通过通讯模块可以实现对该系统的远程智能化控制，人性化的操作带来更好的用户体验；2、当某一组热源机组发生故障时，不影响正常的供暖供热需求，且混合加热系统可互补使用，采取分段加热的方式和余热回收总成，可以提高能源的利用率及机组的能效；3、尽量使用能源利用率高的机组组合，符合国家提倡的节能环保要求。

Description

太阳能光板、地热、电能组合式远程控制供暖供热系统

技术领域

本实用新型涉及供暖供热系统，尤其涉及一种太阳能光板、地热、电能组合式远程控制供暖供热系统。

背景技术

传统的储水式热水装置一般都由单一热源供热，如：电能、燃气、太阳能、空气源、水源、地热源等。由于受到单一热源的限制，会出现以下缺陷：1、当热源装置发生故障时，供热供暖将被立即中断，无法保证正常的使用要求；2、容易受使用条件的限制，如：电热水器受电线容量的限制，燃气的使用安全问题，太阳能在阴雨天的使用等，都会对热水装置的使用产生一定的限制；3、满足不了多方面的供暖供热要求，如需要同时采暖、供暖及供热水的场所；4、单一热源供暖供热无法满足国家提倡的环保节能要求；5、目前传统的机组采用的控制方式都是机组带线控器，用户必须现场操作，虽然有定时功能，但不能很好地解决当用户身处外面时，想让机组提前加热及对房屋进行供暖的要求。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种太阳能光板、地热、电能组合式远程控制供暖供热系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是，提供一种太阳能光板、地热、电能组合式远程控制供暖供热系统，包括三热源系统、余热回收总成、控制器和控制终端；所述三热源系统包括保温水箱总成和连接至所述保温水箱总成上的电即热总成、太阳能集热板总成、地源热泵总成、进水管路和供暖环路总成，所述电即热总成的出水管与用水末端连接；所述余热回收总成包括相互连接的热水收集器和余热交换装置，所述热水收集器用于收集从用水末端流出并使用后的热水，并将其输送至所述余热交换装置，所述余热交换装置设于进水管路上；所述控制器包括彼此相连的用于控制所述三热源系统的控制器主板和用于通信的无线通讯模块；所述无线通讯模块包括3G通讯模块MCU，所述3G通讯模块MCU分别连接有电源模块、485通讯电路和用于与所述控制终端通信的3G模块，该3G模块连接有SIM卡和天线，所述电源模块也与所述3G模块连接为其供电；所述控制终端和控制器的无线通讯模块通过无线网络连接。

其中，所述控制终端包括3G手机、平板电脑、具有无线收发功能的PC机以及可连接无线网络的设备和控制装置。

其中，所述无线网络包括GPRS、3G或4G网络。

其中，所述控制器上还设有可用于对所述三热源系统进行手工控制的按键、按钮或旋钮。

其中，所述保温水箱总成包括水箱外壳，在水箱外壳中设有水箱内胆，所述水箱外壳和水箱内胆之间设有保温材料，水箱内胆中设有位于水箱内胆上部的太阳能盘管、位于水箱内胆中部的供暖盘管和位于水箱内胆下部的地源盘管，所述保温水箱总成中还设有与水箱内胆连通的进水管头、出水管头和热水进水管头，所述进水管头与所述进水管路相连，所述出水管头和热水进水管头分别连接至所述电即热总成的进水管和出水管，所述出水管头和进水管头分别设于所述水箱外壳的上端和下端，水箱内胆中还设有用于检测水温的下传感器和上传感器以及用于防止内胆腐蚀的镁棒；热水进水管头、供暖盘管、太阳能盘管和地源盘管通过相应的管路分别连接至所述电即热总成、供暖环路总成、太阳能集热板总成和地源热泵总成。

其中，所述地源热泵总成包括地源热泵机组、地源热水循环泵、地源冷水循环泵、地埋管网；所述地源热泵机组包括由压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器构成的供制冷剂流动的第一循环回路；所述地埋管网通过管路连接所述蒸发器构成供第一传热工质流动的第二循环回路，所述第一传热工质在蒸发器内对制冷剂加热，所述地源冷水循环泵设置于该第二循环回路中；所述地源盘管通过管路连接所述冷凝器构成供第二传热工质流动的第三循环回路，所述第二传热工质在冷凝器中吸收制冷剂的热量并连接至所述保温水箱总成中对其中的水进行加热，所述地源热水循环泵设置于该第三循环回路中；所述压缩机、地源热水循环泵、地源冷水循环泵均电连接所述控制器。

其中，所述太阳能集热板总成包括太阳能集热器、用于检测温度的集热板传感器、膨胀罐和排气阀，所述太阳能集热器包括由铝合金边框、镀锌底板和钢化玻璃构成的框架，在该框架内设有吸收体、边框及底板保温棉，在所述吸收体中设有工质循环管路和集分水管，所述工质循环管路与所述保温水箱总成通过管路连接，且于连接管路上设有循环泵；所述循环泵和集热板传感器与控制器电连接。

其中，所述电即热总成包括电即热系统、电即热循环泵和电即热电磁阀；所述电即热系统包括发热杯、分别连接发热杯进口和出口的电即热进水管和电即热出水管、设置于电即热进水管上的电子流量计、用于给发热杯中水加热时控制功率输出的可控硅、用于检测发热杯出水温度的出水温度传感器、用于检测发热杯进水温度的进水温度传感器；所述电即热进水管连接所述保温水箱总成的出水端，所述电即热出水管连接所述用水末端和保温水箱总成的进水端，所述电即热循环泵和电即热电磁阀设置于该管路上；所述电子流量计、可控硅、出水温度传感器、进水温度传感器、电即热循环泵和所述电即热电磁阀均电连接所述控制器。

其中，所述供暖环路总成包括通过管路与所述保温水箱总成相连的地暖盘管或者暖气片、设于管路上的供暖循环泵和用于检测室内温度的供暖环路传感器，所述供暖循环泵和供暖环路传感器分别与所述控制器电连接。

本实用新型的有益效果是：1、通过通讯模块可以实现对该系统的远程智能化控制，人性化的操作带来更好的用户体验；2、当某一组热源机组发生故障时，不会影响正常的供暖供热需求，且混合加热系统可互补使用，采取分段加热的方式，并采用余热回收总成，可以提高能源的利用率及机组的能效；3、尽量使用能源利用率高的机组组合，符合国家提倡的节能环保要求。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的结构示意图；

图2是本实用新型中保温水箱总成的示意图；

图3是本实用新型中电即热系统的示意图；

图4是本实用新型中地源热泵机组的示意图；

图5是本实用新型中太阳能集热器的示意图；

图6是本实用新型中无线通讯模块的示意图。

主要元件符号说明：

保温水箱总成1；保温材料101；进水管头11；地源盘管12；下传感器13；供暖盘管14；热水进水管头15；上传感器16；出水管头17；水箱内胆19；镁棒102；水箱外壳103；太阳能盘管106；

供暖环路总成2；地暖盘管或者暖气片21；供暖循环泵22；供暖环路传感器23；

控制器3；无线通讯模块31；3G模块310；3G通讯模块MCU312；天线313；485通讯电路314；SIM卡315；电源模块316；

电即热总成4；电即热系统41；电即热循环泵42；电即热电磁阀43；电即热出水管410；发热杯411；温控器412；电控板413；可控硅414；电即热底盖415；电即热进水管416；电子流量计417；

太阳能集热板总成5；太阳能集热器51；膨胀罐52；排气阀53；循环泵54；集热板传感器55；集分水管510/514；铝合金边框511；吸收体512；边框及底板保温棉513；镀锌底板515；钢化玻璃516；工质循环管路517；

地源热泵总成6；地源热泵机组61；地源热水循环泵62；地源冷水循环泵63；地埋管网64；压缩机610；冷凝器611；节流装置612；蒸发器613；

进水管路7；用水末端8；热水收集器9；余热交换装置10；控制终端11；无线网络12。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

请参阅图1，一种太阳能光板、地热、电能组合式远程控制供暖供热系统，包括三热源系统、余热回收总成、控制器3和控制终端11。所述三热源系统包括保温水箱总成1，所述保温水箱总成1上分别连接有电即热总成4、太阳能集热板总成5、地源热泵总成6、进水管路7和供暖环路总成2，所述电即热总成4上的电即热进水管416连接有用水末端8。

请参阅图2，所述保温水箱总成1为承压式，保温水箱总成1包括水箱外壳103，在水箱外壳103中设有水箱内胆19，在水箱外壳103和水箱内胆19之间设有保温材料101。由于冷热水有分层现象，按照水的分层规律，对于供暖所需，将与供暖环路总成2相连的供暖盘管14放置于水箱内胆19中部，该区域水的温度约为45度，经过供暖盘管14换热后，刚好符合供暖的要求；而由于太阳能所能加热的温度较高，因此将与太阳能集热板总成5相连的太阳能盘管106放置水箱内胆19上部；为提高地源热泵总成6的运行效率及减轻其运行负荷，与其相连的地源盘管12放置于水箱内胆19下部，该区域水温相对于上部水温要低。所述保温水箱总成1还包括与水箱内胆19连通的热水进水管头15、进水管头11和出水管头17，进水管头11与所述进水管路7相连，出水管头17与所述电即热进水管416相连，热水进水管头15与所述电即热出水管410相连，出水管头17和进水管头11分别设于所述水箱外壳103的上端和下端，所述水箱内胆19中还设有用于检测水温的下传感器13和上传感器16，以及用于防止内胆腐蚀的镁棒102。

结合图1和图4，所述地源热泵总成6包括地源热泵机组61以及分别通过管路与该地源热泵机组61连接的地源热水循环泵62、地源冷水循环泵63、地埋管网64；所述地源热泵机组61包括通过管路依次连接并形成闭合回路的压缩机610、冷凝器611、节流装置612和蒸发器613。其工作原理为：压缩机610启动，并压缩来自蒸发器613的低温气体，从压缩机610口排出高温高压的气体，经过冷凝器611，并与冷凝器611中的水路通道的传热工质进行热交换，经过放热后的制冷剂变为高压中温的液体，之后经过节流装置612，制冷剂变为低温低压的液体，从而进入蒸发器613，并与蒸发器613中的水路通道的传热工质进行热交换，使制冷剂快速吸收传热工质中的热量，吸收热量后的制冷剂变为低温低压的气体，气体最终由压缩机610吸回，从而完成一个工作循环。冷凝器611和蒸发器613内部各有两个流路：制冷剂流路和循环传热工质流路，流路之间相互独立，但隔有导热良好的金属。通过地源热水循环泵62的运行，冷凝器611将热量释放至该循环传热工质中，并通过地源盘管12加热保温水箱总成1中水；通过地源冷水循环泵63的运行，地埋管网64内的传热工质，进入蒸发器613中，被蒸发器中的制冷剂吸收热量，被吸热后的温度低的传热工质从蒸发器613流出，并在地埋管网64回路内流动，吸收管外的热量，温度不断上升，最后再进入蒸发器613，不断循环。其中，这里传热工质为防冻液或者水。

结合图1和图5，所述太阳能集热板总成5包括太阳能集热器51、集热板传感器55、膨胀罐52和排气阀53，所述太阳能集热器51包括由铝合金边框511、镀锌底板515和钢化玻璃516构成的框架，在该框架内设有吸收体512、边框及底板保温棉513，在所述吸收体512中设有工质循环管路517和集分水管510/514，所述工质循环管路517与所述保温水箱总成1的太阳能盘管106相连的管路上设有循环泵54，所述循环泵54和集热板传感器55分别电连接至控制器3。太阳能集热板总成5工作原理：太阳光透过钢化玻璃516，镀有高选择性吸收层的吸收体512吸收太阳辐射并转化为热能，将太阳能集热器51内的工质循环管路中的传热工质加热使其温度逐渐升高。当太阳能集热器51上部工质温度T1（集热板传感器55）与水箱下部水温T2（下传感器13）的温差达到一定值（3℃-5℃）时，强制循环泵54自动启动，将传热工质循环至储热水箱的太阳能盘管106并加热保温水箱中的水。当水箱上部水温T3（上传感器16）达到设定值（50℃-60℃）时，强制循环泵54自动停止工作。其中集热板传感器55、下传感器13和上传感器16都与控制器3电连接。其中，传热工质为冷冻液以防止冬天工质冻结。

请参阅图3，所述电即热总成4包括电即热系统41、电即热循环泵42、电即热电磁阀43以及与水箱连接的管路。电即热系统41包括：连接至所述用水末端8和热水进水管头15的电即热出水管410、发热杯411、温控器412、电控板413、可控硅414、电即热底盖415、连接至出水管头17的电即热进水管416和电子流量计417。电即热总成4的工作原理为：1、当用水末端8通水时，电子流量计417检测到当前流量，同时电即热出水温度传感器检测到的当前温度，并与出水设定温度进行比对，若出水温度≥出水设定温度，则电即热不输出，若出水温度＜出水设定温度，则根据当前流量值、出水温度、出水设定温度进行PID计算，通过可控硅进行可调功率输出，对进水温度进行加热以保证出水温度恒定；2、当供暖模式启动时，若保温水箱总成1中的上传感器16检测的温度低于某设定温度时，则开启电即热电磁阀43并启动电即热循环泵42，通过电即热系统41进行加热，直到保温水箱上部水温到达设定温度。

请参阅图1，所述供暖环路2包括通过管路与所述保温水箱总成1相连的地暖盘管或者暖气片21、设于管路上的供暖循环泵22和用于检测室内温度的供暖环路传感器23，所述供暖循环泵22和供暖环路传感器23分别与所述控制器3电连接。当控制器3上设置为供暖模式时，根据设置的室内温度，控制器3可根据实际室内温度与所设定的温度的温差，选择启动或关闭供暖循环泵22，从而对房屋进行供暖。

请参阅图1，所述余热回收总成包括相互连接的热水收集器9和余热交换装置10，所述热水收集器9用于收集从用水末端8流出并使用后的热水，所述余热交换装置10设于进水管路7上，所述余热交换装置10用于将热水收集器9收集的热水的热量对进水管路7中的水进行加热以提高进水水温。

请参阅图6，所述控制器3包括彼此相连的用于控制所述双热源系统的控制器主板和用于通信的无线通讯模块31；所述无线通讯模块31包括3G通讯模块MCU312，所述3G通讯模块MCU312分别连接有电源模块316、485通讯电路314和用于与所述控制终端通信的3G模块310，该3G模块310连接有SIM卡315和天线313，所述电源模块316也与所述3G模块310连接为其供电；所述无线通讯模块31和控制终端11通过无线网络12连接，控制终端11用于向无线通讯模块31发出控制信号，所述3G模块310用于接收控制终端11发出的信号并将该信号传送至3G通讯模块MCU312中，所述3G通讯模块MCU312用于将所述信号进行解码后生成控制指令，所述3G通讯模块MCU312还用于将所述控制指令输出至所述控制器主板。

所述控制终端11包括3G手机、平板电脑、具有无线收发功能的PC机以及可连接无线网络的设备和控制装置。

进一步地，所述无线网络12包括GPRS、3G或4G网络。

进一步地，所述控制器3上还设有可用于对所述三热源系统进行手工控制的按键、按钮或旋钮。

在使用时，若无需远程控制，可以直接通过控制器3上的按键、按钮或旋钮直接控制机器的启动与停止；当需要远程控制时，可使用控制终端11来进行操作，例如可以通过具有无线收发功能的PC或3G手机的浏览器或操作软件连接至无线网络12，通过该无线网络12与所述无线通讯模块31进行通信以发送控制信息，无线通讯模块31接收到所述控制信息后，经过3G通讯模块MCU312的解码生成相应的指令，然后通过控制器主板向相应的机组发送所述指令，使其执行相应的功能。

该系统联合工作原理为：各加热总成可分开对水箱进行加热，也可以根据使用条件互补进行加热，如果对用水要求较高时，需求时间较短时，可以启动各热源总成同时对水箱进行加热。根据最优的使用条件，选择适合的加热热源总成，如：当有太阳光照射的时候，可直接采用太阳能集热板总成5对水箱中的水进行加热，地源热泵总成6则对水箱中的水进行预热，此时地源热泵总6成作辅助加热使用。为充分体现节能的原则，热源机组进行选择加热时，应尽可能使用地源热泵总成6。通过控制器3总成分别对太阳能集热板总成5、地源热泵总成6和电即热总成4进行控制。当用户外出时，用户可以通过手机或者其他可以实现上网功能的设备，登录WEB浏览器或者安装在上网设备中的操作软件，对该供热供暖系统进行远程控制。例如：当有太阳照射时，可以预先启动地源热泵总成6对水箱中的水进行加热，这时温度可以设置较低，因为还可以利用太阳能集热板总成5对水箱的水进行加热，如果遇到阴雨天或者晚上的时候，可以直接利用地源热泵总成6或者电即热总成4对水箱中的水进行加热；同时，如果需要对房间进行供暖，可以采用远程控制的方式对相应的热源总成进行远程操作，并对需要供暖的区域进行温度设定，实现对该系统的远程智能控制，体现了产品系统设计的人性化要求。同时，利用余热回收装置，收集使用过的热水来提高进水温度，降低整个供暖供热的功率，实现供热供暖的组合应用以及节能效果。

本实用新型的有益效果是：1、通过通讯模块可以实现对该系统的远程智能化控制，人性化的操作带来更好的用户体验；2、当某一组热源机组发生故障时，不会影响正常的供暖供热需求，且混合加热系统可互补使用，采取分段加热的方式，并采用余热回收总成，可以提高能源的利用率及机组的能效；3、尽量使用能源利用率高的机组组合，符合国家提倡的节能环保要求。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种太阳能光板、地热、电能组合式远程控制供暖供热系统，其特征在于：包括三热源系统、余热回收总成、控制器和控制终端；

所述三热源系统包括保温水箱总成和连接至所述保温水箱总成上的电即热总成、太阳能集热板总成、地源热泵总成、进水管路和供暖环路总成，所述电即热总成的出水管与用水末端连接；

所述余热回收总成包括相互连接的热水收集器和余热交换装置，所述热水收集器用于收集从用水末端流出并使用后的热水，并将其输送至所述余热交换装置，所述余热交换装置设于进水管路上；

所述控制器包括彼此相连的用于控制所述三热源系统的控制器主板和用于通信的无线通讯模块；所述无线通讯模块包括3G通讯模块MCU，所述3G通讯模块MCU分别连接有电源模块、485通讯电路和用于与所述控制终端通信的3G模块，该3G模块连接有SIM卡和天线，所述电源模块也与所述3G模块连接为其供电；

所述控制终端和控制器的无线通讯模块通过无线网络连接。

2.根据权利要求1所述的太阳能光板、地热、电能组合式远程控制供暖供热系统，其特征在于：所述控制终端包括3G手机、平板电脑、具有无线收发功能的PC机以及可连接无线网络的设备和控制装置。

3.根据权利要求1所述的太阳能光板、地热、电能组合式远程控制供暖供热系统，其特征在于：所述无线网络包括GPRS、3G或4G网络。

4.根据权利要求1所述的太阳能光板、地热、电能组合式远程控制供暖供热系统，其特征在于：所述控制器上还设有可用于对所述三热源系统进行手工控制的按键、按钮或旋钮。

5.根据权利要求1所述的太阳能光板、地热、电能组合式远程控制供暖供热系统，其特征在于：所述保温水箱总成包括水箱外壳，在水箱外壳中设有水箱内胆，所述水箱外壳和水箱内胆之间设有保温材料，水箱内胆中设有位于水箱内胆上部的太阳能盘管、位于水箱内胆中部的供暖盘管和位于水箱内胆下部的地源盘管，所述保温水箱总成中还设有与水箱内胆连通的进水管头、出水管头和热水进水管头，所述进水管头与所述进水管路相连，所述出水管头和热水进水管头分别连接至所述电即热总成的进水管和出水管，所述出水管头和进水管头分别设于所述水箱外壳的上端和下端，水箱内胆中还设有用于检测水温的下传感器和上传感器以及用于防止内胆腐蚀的镁棒；

热水进水管头、供暖盘管、太阳能盘管和地源盘管通过相应的管路分别连接至所述电即热总成、供暖环路总成、太阳能集热板总成和地源热泵总成。

6.根据权利要求1所述的太阳能光板、地热、电能组合式远程控制供暖供热系统，其特征在于：所述地源热泵总成包括地源热泵机组、地源热水循环泵、地源冷水循环泵、地埋管网；

所述地源热泵机组包括由压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器构成的供制冷剂流动的第一循环回路；所述地埋管网通过管路连接所述蒸发器构成供第一传热工质流动的第二循环回路，所述第一传热工质在蒸发器内对制冷剂加热，所述地源冷水循环泵设置于该第二循环回路中；所述地源盘管通过管路连接所述冷凝器构成供第二传热工质流动的第三循环回路，所述第二传热工质在冷凝器中吸收制冷剂的热量并连接至所述保温水箱总成中对其中的水进行加热，所述地源热水循环泵设置于该第三循环回路中；

所述压缩机、地源热水循环泵、地源冷水循环泵均电连接所述控制器。

7.根据权利要求1所述的太阳能光板、地热、电能组合式远程控制供暖供热系统，其特征在于：所述太阳能集热板总成包括太阳能集热器、用于检测温度的集热板传感器、膨胀罐和排气阀，所述太阳能集热器包括由铝合金边框、镀锌底板和钢化玻璃构成的框架，在该框架内设有吸收体、边框及底板保温棉，在所述吸收体中设有工质循环管路和集分水管，所述工质循环管路与所述保温水箱总成通过管路连接，且于连接管路上设有循环泵；所述循环泵和集热板传感器与控制器电连接。

8.根据权利要求1所述的太阳能光板、地热、电能组合式远程控制供暖供热系统，其特征在于：所述电即热总成包括电即热系统、电即热循环泵和电即热电磁阀；所述电即热系统包括发热杯、分别连接发热杯进口和出口的电即热进水管和电即热出水管、设置于电即热进水管上的电子流量计、用于给发热杯中水加热时控制功率输出的可控硅、用于检测发热杯出水温度的出水温度传感器、用于检测发热杯进水温度的进水温度传感器；所述电即热进水管连接所述保温水箱总成的出水端，所述电即热出水管连接所述用水末端和保温水箱总成的进水端，所述电即热循环泵和电即热电磁阀设置于该管路上；所述电子流量计、可控硅、出水温度传感器、进水温度传感器、电即热循环泵和所述电即热电磁阀均电连接所述控制器。

9.根据权利要求1所述的太阳能光板、地热、电能组合式远程控制供暖供热系统，其特征在于：所述供暖环路总成包括通过管路与所述保温水箱总成相连的地暖盘管或者暖气片、设于管路上的供暖循环泵和用于检测室内温度的供暖环路传感器，所述供暖循环泵和供暖环路传感器分别与所述控制器电连接。

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