CN204787337U - 一种新型住宅太阳能供暖系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种新型住宅太阳能供暖系统，包括住宅光电转换系统和住宅光热转换系统；住宅光电转换系统包括屋顶式太阳能收集系统、充放电控制器、蓄电池组和逆变器，屋顶式太阳能收集系统包括多组设置于建筑物屋顶的太阳能光电板；住宅光热转换系统包括建筑栏杆式太阳能收集系统、储水箱和设置于储水箱内的辅助加热设备，建筑栏杆式太阳能收集系统包括多组热管式真空管，多组热管式真空管设置在集热管安装基座内。本实用新型分别利用住宅光电转换系统和住宅光热转换系统实现太阳能到电能和热能的转化，并将两者有机结合，达到节能效果。本实用新型能够有效替代现有建筑物中使用的房顶面板和建筑物栏杆这些建筑材料，减少了建筑成本。

Description

一种新型住宅太阳能供暖系统
技术领域
本实用新型涉及一种供暖系统，尤其涉及一种新型住宅太阳能供暖系统。
背景技术
目前，伴随着化石能源的大量使用，化石能源储量正在日益减少，同时环境污染危害日益突出。而可再生能源则能够改变人类的能源结构，维持更为长远的使用，并杜绝环境污染。太阳能作为一种可再生能源，具有取之不尽、用之不竭、无污染、廉价和人类能够自由利用的优点。当前对太阳能利用较多的是光热转化和光电转化技术。
随着人们生活水平的不断提高，对生活质量有了更高的要求，冬季采暖是人们健康生活不可缺少的部分，但采暖所使用的蒸汽或高温热水所消耗的大量一次能源与人们的需求产生了矛盾，而太阳能工程的诞生解决了这一矛盾，太阳能工程投资相对成本低，对环境不会造成污染，是人们使用能源的最佳选择。目前，我国由于缺少对太阳能光热光电转换技术的了解，在建筑中有效利用太阳能光热光电转换还处于探索发展阶段，而且太阳能光热光电转换系统缺少与建筑的有机结合，这些影响了太阳能光热光电转换技术与建筑一体化设计的发展进程。太阳能建筑发展至今，仍采用光电屋顶、光电幕墙、光电光热幕墙等几种形式，主要是光伏发电与光热转换的有机结合，而研究太阳能光伏发电系统与热水集热器系统的结合较少，将二者结合应用在建筑地暖采暖中更是鲜见。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种新型住宅太阳能供暖系统，能够有效地将太阳能光伏发电系统与热水集热器系统进行结合，利用太阳能对用户生活热水及地暖用水进行加热，同时利用光电板和集热管代替部分建筑材料，高效利用太阳能实现供暖。
本实用新型采用下述技术方案：
一种新型住宅太阳能供暖系统，包括住宅光电转换系统和住宅光热转换系统；所述的住宅光电转换系统包括屋顶式太阳能收集系统、充放电控制器、蓄电池组和逆变器，屋顶式太阳能收集系统包括多组设置于建筑物屋顶的太阳能光电板，太阳能光电板的输出端连接充放电控制器的输入端，充放电控制器的输出端连接蓄电池组的输入端，蓄电池组的输出端连接逆变器的输入端；所述的住宅光热转换系统包括建筑栏杆式太阳能收集系统、储水箱和设置于储水箱内的辅助加热设备，建筑栏杆式太阳能收集系统包括多组热管式真空管，多组热管式真空管设置在集热管安装基座内，所述的集热管安装基座包括上横向扶栏和下横向扶栏，上横向扶栏内部设置有空腔，空腔内设置有与储水箱导通的加热管道，加热管道上设置有第一循环泵，上横向扶栏和下横向扶栏之间均匀设置有多个集热管外套管，集热管外套管上部向后倾斜设置且集热管外套管的上部和下部分别与上横向扶栏和下横向扶栏固定，集热管外套管的水平截面为半圆环，热管式真空管卡设在集热管外套管内，热管式真空管的冷凝端设置在加热管道内，储水箱设置在住宅内部，储水箱的出水口通过出水管道连接洗浴支路和地暖支路，出水管道上设置有第二循环泵，洗浴支路和地暖支路上均设置有电控阀，洗浴支路的末端设置有洗浴喷头，地暖支路的末端连接地暖盘管的进水端，地暖盘管的出水端连接储水箱的进水口，储水箱内设置的辅助加热设备的输入端通过电控开关连接逆变器的输出端。
所述的上横向扶栏与加热管道之间设置有保温材料。
所述的集热管外套管与下横向扶栏之间形成的锐角大于10°。
所述的辅助加热设备采用电加热器。
所述的储水箱的出水口设置有温度传感器，温度传感器的信号输出端连接控制器的信号输入端，控制器控制连接电控开关。
所述的控制器连接有液晶显示屏。
本实用新型分别利用住宅光电转换系统和住宅光热转换系统实现太阳能到电能和热能的转化，并将两者有机结合，达到节能效果。同时，本实用新型中太阳能光电板和集热管安装基座能够有效替代现有建筑物中使用的房顶面板和建筑物栏杆这些建筑材料，减少了建筑成本，同时高效利用太阳能实现供暖。
附图说明
图1为本实用新型的原理框图；
图2为本实用新型中集热管安装基座的结构示意图；
图3为本实用新型中集热管外套管的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作以详细的描述：
如图1至图3所示，本实用新型所述的新型住宅太阳能供暖系统，包括住宅光电转换系统和住宅光热转换系统。住宅光电转换系统用于将太阳能转化为电能，住宅光热转换系统用于将太阳能转化为热能。
所述的住宅光电转换系统包括屋顶式太阳能收集系统、充放电控制器、蓄电池组和逆变器，屋顶式太阳能收集系统包括多组设置于建筑物屋顶的太阳能光电板，太阳能光电板的输出端连接充放电控制器的输入端，充放电控制器的输出端连接蓄电池组的输入端，蓄电池组的输出端连接逆变器的输入端。在光照条件下，太阳能光电板将产生一定的电动势，并通过充放电控制器对蓄电池组进行充电，将由光能转换而来的电能贮存起来。在逆变器的配合下，将蓄电池组输出的直流电转换成交流电，为用电设备供电。
所述的住宅光热转换系统包括建筑栏杆式太阳能收集系统、储水箱和设置于储水箱内的辅助加热设备。建筑栏杆式太阳能收集系统能够替代原有建筑物的栏杆，如飘窗栏杆、阳台栏杆等，建筑栏杆式太阳能收集系统既能够起到现有建筑物栏杆的安全保护功能，同时还能起到太阳能收集效果，既减小了建筑材料的使用，又增加了太阳能利用效果。
建筑栏杆式太阳能收集系统包括多组热管式真空管1，多组热管式真空管1设置在集热管安装基座内，集热管安装基座能起到现有建筑物栏杆的作用。集热管安装基座包括上横向扶栏2和下横向扶栏3，起到安全保护作用。同时，上横向扶栏2内部还设置有空腔，空腔内设置有与储水箱导通的加热管道4，加热管道4上设置有第一循环泵，便于加热管道4与储水箱内的水进行高效地热交换。为了有效减少热损耗，上横向扶栏2与加热管道4之间设置有保温材料。上横向扶栏2和下横向扶栏3之间均匀设置有多个集热管外套管5。热管外套管的上部和下部分别与上横向扶栏2和下横向扶栏3固定，集热管外套管5的水平截面为半圆环，热管式真空管1卡设在集热管外套管5内，且热管式真空管1的冷凝端6设置在加热管道4内。热管式真空管1主要由热管、吸热板、玻璃管、金属端盖、冷凝端6和消气剂等部件组成。太阳光透过玻璃管照射在吸热板上，高吸收率的太阳选择性吸收膜将太阳辐射能转化为热能。吸热板所吸收的热量迅速将热管内少量工质汽化，被汽化的工质上升到热管冷凝端6向被加热的工质(水或空气)放出汽化潜热后重新冷凝成液体，并在重力作用下流回热管蒸发端。热管式真空管1则利用热管内少量工质的汽-液相变循环过程，连续地将吸收的太阳辐射能传递到冷凝端6加热工质。本实用新型中，集热管外套管5上部向后倾斜设置，既能够保证集热管外套管5内卡设的热管式真空管1中汽化的工质迅速上升到冷凝端6，又能够保证热管式真空管1的受照射面积。本实施例中，集热管外套管5与下横向扶栏3之间形成的锐角大于10°。
储水箱设置在住宅内部，储水箱的出水口通过出水管道连接洗浴支路和地暖支路，出水管道上设置有第二循环泵，用于向洗浴支路和地暖支路内加压供水。洗浴支路和地暖支路上均设置有电控阀，用于单独控制洗浴支路和地暖支路。洗浴支路的末端设置有洗浴喷头，地暖支路的末端连接地暖盘管的进水端，地暖盘管的出水端连接储水箱的进水口，储水箱内设置的辅助加热设备的输入端通过电控开关连接逆变器的输出端。辅助加热设备可采用电加热器。
为了有效地对储水箱内的水温进行监测，储水箱的出水口设置有温度传感器，温度传感器的信号输出端连接控制器的信号输入端，控制器控制连接电控开关和液晶显示屏。液晶显示屏可实时显示储水箱水温。
本实用新型在使用时，能够利用住宅光电转换系统将光能转换为电能贮存在蓄电池组中；同时利用住宅光热转换系统对储水箱内的水进行加热。储水箱内的热水可作为生活热水及地暖用水。当储水箱内的热水温度无法达到使用要求时，可利用住宅光电转换系统中蓄电池组对储水箱内的辅助加热设备供电，利用辅助加热设备对储水箱内的水进行辅助加热。本实用新型分别利用住宅光电转换系统和住宅光热转换系统实现太阳能到电能和热能的转化，并将两者有机结合，达到节能效果。同时，本实用新型中太阳能光电板和集热管安装基座能够有效替代现有建筑物中使用的房顶面板和建筑物栏杆这些建筑材料，间接减少了建筑成本，同时高效利用太阳能实现供暖。

Claims (6)

1.一种新型住宅太阳能供暖系统，其特征在于：包括住宅光电转换系统和住宅光热转换系统；所述的住宅光电转换系统包括屋顶式太阳能收集系统、充放电控制器、蓄电池组和逆变器，屋顶式太阳能收集系统包括多组设置于建筑物屋顶的太阳能光电板，太阳能光电板的输出端连接充放电控制器的输入端，充放电控制器的输出端连接蓄电池组的输入端，蓄电池组的输出端连接逆变器的输入端；所述的住宅光热转换系统包括建筑栏杆式太阳能收集系统、储水箱和设置于储水箱内的辅助加热设备，建筑栏杆式太阳能收集系统包括多组热管式真空管，多组热管式真空管设置在集热管安装基座内，所述的集热管安装基座包括上横向扶栏和下横向扶栏，上横向扶栏内部设置有空腔，空腔内设置有与储水箱导通的加热管道，加热管道上设置有第一循环泵，上横向扶栏和下横向扶栏之间均匀设置有多个集热管外套管，集热管外套管上部向后倾斜设置且集热管外套管的上部和下部分别与上横向扶栏和下横向扶栏固定，集热管外套管的水平截面为半圆环，热管式真空管卡设在集热管外套管内，热管式真空管的冷凝端设置在加热管道内，储水箱设置在住宅内部，储水箱的出水口通过出水管道连接洗浴支路和地暖支路，出水管道上设置有第二循环泵，洗浴支路和地暖支路上均设置有电控阀，洗浴支路的末端设置有洗浴喷头，地暖支路的末端连接地暖盘管的进水端，地暖盘管的出水端连接储水箱的进水口，储水箱内设置的辅助加热设备的输入端通过电控开关连接逆变器的输出端。
2.根据权利要求1所述的新型住宅太阳能供暖系统，其特征在于：所述的上横向扶栏与加热管道之间设置有保温材料。
3.根据权利要求1所述的新型住宅太阳能供暖系统，其特征在于：所述的集热管外套管与下横向扶栏之间形成的锐角大于10°。
4.根据权利要求1所述的新型住宅太阳能供暖系统，其特征在于：所述的辅助加热设备采用电加热器。
5.根据权利要求1所述的新型住宅太阳能供暖系统，其特征在于：所述的储水箱的出水口设置有温度传感器，温度传感器的信号输出端连接控制器的信号输入端，控制器控制连接电控开关。
6.根据权利要求5所述的新型住宅太阳能供暖系统，其特征在于：所述的控制器连接有液晶显示屏。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105485939A (zh) * 2015-12-14 2016-04-13 西安交通大学 一种太阳能聚光光伏光热联产系统热电输出性能的测量与计算方法
CN108253644A (zh) * 2018-01-30 2018-07-06 河南大学 一种光电互补供暖系统

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