CN206001586U - 一种差动控制太阳能供热系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种差动控制太阳能供热系统，包括集热回路、采暖回路、差动控制单元，所述集热回路包括集热器、贮存器、集热器热交换器、过滤器、循环泵、排气阀等部件；所述采暖回路包括蓄热水箱、辅助热源、电动阀、散热器等部件；差动控制单元包括差动控制器、温度传感器；在集热回路利用温度传感器检测集热器出口和蓄热器底部之间的温差，由差动控制单元调控集热泵的开关进行集热或防冰冻；同样的，在采暖回路用温度传感器检测蓄热水箱采暖回路出口处和室内温度，并调控辅助加热器供暖。本实用新型采用温差控制，不同于一般的太阳能供热系统控制方案，提供了一种更简单、高效的太阳能供热系统，达到了太阳能供热系统更好的运行效果。

Description

一种差动控制太阳能供热系统
技术领域
本实用新型涉及太阳能集热技术领域，具体是一种差动控制太阳能供热系统。
背景技术
随着我国经济的高速发展和人口的有计划增长，能源需求量日益增加，太阳能这种可再生清洁能源的开发有着重要的意义。虽然人类在建筑中利用太阳能方面已积累了不少经验，但有目的地研究太阳能建筑还是最近几十年来的事。1939年美国麻省理工学院建成了世界上第一座用来采暖的太阳能建筑，到七十年代世界性能源危机后，太阳能建筑的发展速度大大加快，目前世界上大约有几十万座太阳能建筑。
太阳能建筑是指利用太阳能替代部分常规能源使室内达到一定温度的一种建筑。早期的太阳能建筑物是利用太阳热能与光能的自然传递使居室温暖明亮，通常称为“被动式太阳能建筑”。由于不需要机械动力，容易受到昼夜、季节、不同地理环境和海拔高度等自然条件差异的影响，对太阳能利用效率较低，稳定性较差，维护成本高。随着科学技术的发展和人们对居住环境要求的提高，逐渐从被动式太阳能建筑发展成“主动式太阳能建筑”。主动式太阳能建筑是由太阳能集热器、热水槽、泵、散热器、控制器和贮热器等组成的供暖系统，与被动式太阳能建筑一样，围护结构具有良好的保暖隔热性能。
平板型集热器由于盖板内为非真空，环境温度较低或要求出水温度较高时热效率较低，冻坏整个集热板造成经济损失，所以对太阳能供热系统集热器的温度监控显得十分必要，同时对采暖回路温度的准确测量，能够使整个太阳能供热系统运行效率更高。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种差动控制太阳能供热系统。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种差动控制太阳能供热系统，包括集热回路、采暖回路、差动控制单元；所述集热回路包括集热器、贮存器、集热器热交换器、过滤器、循环泵和排气阀；所述采暖回路包括蓄热水箱、辅助热源、电动阀和散热器；所述差动控制单元包括差动控制器和温度传感器；集热器通过传输管道依次连接过滤器、集热泵、贮存器、集热器热交换器和排气阀构成集热回路，并通过集热器热交换器连接采暖回路；所述采暖回路通过传输管道在集热器热交换器与蓄热水箱之间安装循环水泵，并且蓄热水箱通过传输管道依次连接辅助热源、循环泵、散热器、电动阀构成采暖回路，循环泵安装在散热器与辅助热源之间；利用温度传感器检测集热器和蓄热水箱之间的温差，并由差动控制器控制集热泵的开关进行集热或防冰冻；同样的，用温度传感器检测蓄热水箱采暖回路出口处和室内温度，并调控辅助加热器供热。
所述集热回路，在集热器吸热板接近传热介质出口处安装温度传感器，在蓄热水箱底部接近收集回路回流出口处安装温度传感器。
所述采暖回路中，在蓄热水箱采暖回路出口附近安装温度传感器，在采暖回路的回水管道中安装温度传感器，在室内设置温度传感器测量室内温度。
所述集热器采用平板型集热器。
所述温度传感器为热敏电阻或热电偶。
本实用新型的有益效果是：温度传感器准确感知温差后，差动控制器利用温差信号驱动机械动力达到收集、储存和输出太阳能的目的。与被动式太阳能建筑相比，不仅围护结构具有良好的保暖隔热性能，同时实现高效管理，充分利用太阳能资源，且节能无污染、采光性能更好。在系统设计时通过优化组合方案，提高了热能利用效率，使系统更有效的发挥其节能的作用。虽本系统是对独立式100平方米建筑进行的研究，但它亦适用于其他大型建筑，这样使原有设计得到了广泛的利用。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图中，001-集热器，002-过滤器，003-集热泵，004-贮存器，005-集热器热交换器，006-减压阀，007-蓄热水箱，008-循环泵，009-循环泵，010-电动阀，011-辅助热源，012-散热器，013-排气阀，1-温度传感器，2-温度传感器，3-温度传感器，4-温度传感器，5-温度传感器。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。
一种差动控制太阳能供热系统，包括集热回路、采暖回路、差动控制单元；所述集热回路包括集热器、贮存器、集热器热交换器、过滤器、循环泵和排气阀；所述采暖回路包括蓄热水箱、辅助热源、电动阀和散热器；所述差动控制单元包括差动控制器和温度传感器；集热器通过传输管道依次连接过滤器、集热泵、贮存器、集热器热交换器和排气阀构成集热回路，并通过集热器热交换器连接采暖回路；所述采暖回路通过传输管道在集热器热交换器与蓄热水箱之间安装循环水泵，并且蓄热水箱通过传输管道依次连接辅助热源、循环泵、散热器、电动阀构成采暖回路，循环泵安装在散热器与辅助热源之间；利用温度传感器检测集热器和蓄热水箱之间的温差，并由差动控制器控制集热泵的开关进行集热或防冰冻；同样的，用温度传感器检测蓄热水箱采暖回路出口处和室内温度，并调控辅助加热器供热。
所述集热回路，在集热器吸热板接近传热介质出口处安装温度传感器，在蓄热水箱底部接近收集回路回流出口处安装温度传感器。
所述采暖回路中，在蓄热水箱采暖回路出口附近安装温度传感器，在采暖回路的回水管道中安装温度传感器，在室内设置温度传感器测量室内温度。
所述集热器采用平板型集热器。
所述温度传感器为热敏电阻或热电偶。
如图1所示，一种差动控制太阳能供热系统，包括集热回路、采暖回路、差动控制单元；所述集热回路包括集热器001、贮存器004、集热器热交换器005、过滤器002、集热泵003、排气阀013；所述采暖回路包括蓄热水箱007、辅助热源11、电动阀、散热器012；所述差动控制单元包括差动控制器，温度传感器1，温度传感器2，温度传感器4，温度传感器5；将温度传感器1安装在集热器001吸热板接近传热介质出口处，检测集热器的温度。将温度传感器2安装在蓄热水箱007底部接近收集回路回流出口处，检测蓄热水箱的温度。当温度传感器1读出的温度大于温度传感器2读出的温度5～10℃时，集热泵003就开启。在这种情况下，流体从贮存器004经集热泵003进入集热器001，同时空气从集热器001置换进入贮存器004中；相反，当蓄热水箱007出口温度与集热器001吸热板温度相差1～2℃时集热泵003就关闭，在这种情况下，依靠把集热001中的水排入到贮存器004的方法来实现防冻，贮存器004要隔热或封闭以防冰冻温度。将温度传感器3安装在蓄热水箱007采暖回路出口附近，采集蓄热水箱007采暖回路出口温度。将温度传感器4安装在采暖回路的回水管道中，采集回水管道中温度；温度传感器5测量室内温度。当室内温度降低时，若此时蓄热水箱007温度很高并达到一定的数值，则辅助热源关闭，由蓄热水箱007提供热量，如果室内温度继续下降，且温度传感器3读出的温度低于温度传感器4时，即蓄热水箱007的热量不能满足负荷要求，电动阀010切断蓄热水箱007与系统的联系，使其脱离循环，这时由辅助热源011供暖。所有温度传感器采集到的温度信息传输到差动控制器，通过差动控制器调控集热泵003开关实现集热，并智能管理辅助热源011供暖。
在集热器001与贮存器004之间安装一个集热泵003，在集热器热交换器005与蓄热水箱007之间安装一个循环泵008，在辅助热源011和散热器012之间安装一个循环泵009，通过减压阀006调控蓄热水箱007出口压力。
当房间内的恒温器要求热量时，系统首先传递蓄热水箱007储备的热量。假如太阳能不能满足热负荷需求，则启动辅助热源011来补充所需热量。而在一些设计中当太阳能系统不能满足热负荷时则全部由辅助系统来承担，本实用新型确保优先使用太阳能供热，其次是辅助系统，形成了一个简单、高效的综合供热系统。
以上内容描述了本实用新型的基本原理和主要特点。本行业的技术人员应该了解到，在不脱离本实用新型所附权利要求书所限定的精神和范围内，从形式上和细节上对本实用新型作出的变化，均为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种差动控制太阳能供热系统，其特征在于：包括集热回路、采暖回路、差动控制单元；所述集热回路包括集热器、贮存器、集热器热交换器、过滤器、循环泵和排气阀；所述采暖回路包括蓄热水箱、辅助热源、电动阀和散热器；所述差动控制单元包括差动控制器和温度传感器；集热器通过传输管道依次连接过滤器、集热泵、贮存器、集热器热交换器和排气阀构成集热回路，并通过集热器热交换器连接采暖回路；所述采暖回路通过传输管道在集热器热交换器与蓄热水箱之间安装循环水泵，并且蓄热水箱通过传输管道连接辅助热源、循环泵、散热器、电动阀构成采暖回路，循环泵安装在散热器与辅助热源之间；利用温度传感器检测集热器和蓄热水箱之间的温差，并由差动控制器控制集热泵的开关进行集热或防冰冻；同样的，用温度传感器检测蓄热水箱采暖回路出口处和室内温度，并调控辅助加热器供热。
2.根据权利要求1所述的一种差动控制太阳能供热系统，其特征在于：在集热回路中，在集热器吸热板接近传热介质出口处安装温度传感器，在蓄热水箱底部接近收集回路回流出口处安装温度传感器。
3.根据权利要求1所述的一种差动控制太阳能供热系统，其特征在于：在采暖回路中，在蓄热水箱采暖回路出口附近安装温度传感器，在采暖回路的回水管道中安装温度传感器，在室内设置温度传感器测量室内温度。
4.根据权利要求1所述的一种差动控制太阳能供热系统，其特征在于：所述集热器采用平板型集热器。
5.根据权利要求1所述的一种差动控制太阳能供热系统，其特征在于：所述温度传感器为热敏电阻或热电偶。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109780621A (zh) * 2019-03-22 2019-05-21 河南水木环保科技股份有限公司 智能型太阳能供热器
CN110658878A (zh) * 2018-06-29 2020-01-07 凌力尔特科技控股有限责任公司 差动控制器

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