CN206269427U - 一种利用住宅太阳能进行热能收集转换的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及太阳能应用领域，具体涉及一种利用住宅太阳能的热能，结合生活热水系统、住宅取暖系统和商用制冷系统进行热能收集转换的系统。包括住宅外部的太阳能集热器以及集热循环管道，太阳能集热器与内置温度传感器的蓄热水箱相连通，所述的蓄热水箱通过换热器分别与生活热水系统、住宅取暖系统和商用制冷系统相连从而进行热能交换；本实用新型的优点在于：通过蓄热水箱集中收集太阳能集热器的热水，根据热水的温度及季节使用需求，选择性地开启锅炉、吸收式制冷机等设备，实现夏季供冷、冬季加热供热回水、全年供生活热水的功能，有效的提高了太阳能的利用率，具有应用范围广、节能环保等优点，可以应用在住宅及商用区使用。

Description

一种利用住宅太阳能进行热能收集转换的系统

技术领域

本实用新型涉及太阳能应用领域，具体涉及一种利用住宅太阳能的热能，结合生活热水系统、住宅取暖系统和商用制冷系统进行热能收集转换的系统。

背景技术

现如今，太阳能作为一种可再生的新能源已成为应对能源短缺、气候变化与节能减排的重要选择之一。目前太阳能光热转换利用已经有了很大程度的发展，特别是在解决生活需要方面，如生活热水、采暖、太阳房等，但是太阳能的总体能源利用率不高，浪费较严重。

现代化社会中，人们对舒适的建筑热环境的追求越来越高，导致建筑采暖和空调的能耗日益增长。在发达国家，建筑用能已占全国总能耗的30％－40％，对经济发展形成了一定的制约作用。太阳能以其清洁、储量巨大，成本低，无地域限制和能源质量高等众多优点成为可再生能源利用的首选资源。

目前我国很多地区要求在12层以下的新建建筑中要安装太阳能热水系统。在既有建筑安装太阳能集热一体化系统也开始被重视。

随着城市的发展，人口不断增多，住宅+商业的建筑越来越多，此类建筑同时具有生活热水、供热及供冷以及的需求，但是目前解决这类需求的手段较为分散，例如：冬季或阴天时，太阳能吸热不足，生活热水温度经常达不到需求温度；冬季市政热能供暖时，输能热量散失较多，能源成本较高；商用建筑没有足够的太阳能收集面积，只能采用集中制冷，耗能较大等问题；没有一个整体热能调控系统能够解决此类建筑同时具有供热、供冷以及生活热水的需求。

研究利用太阳能对此类建筑进行辅助供冷、供热和供生活热水，不仅可以扩大太阳能应用范围、节省能源的消耗,对环境保护也具有重要意义。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提出了一种利用住宅太阳能的热能转换，用于住宅和商用建筑上的热能收集转换的系统，该系统具有应用范围广，能源利用率高，经济环保的特点。

一种利用住宅太阳能进行热能收集转换的系统，包括住宅外部的太阳能集热器以及集热循环管道，太阳能集热器与内置温度传感器的蓄热水箱相连通，所述的蓄热水箱通过换热器分别与生活热水系统、住宅取暖系统和商用制冷系统相连从而进行热能交换；

所述的生活热水系统包括生活热水及其出入水管路；出入水管路与安装在蓄热水箱内部的换热器相连，在蓄热水箱的外部，出入水管路之间安装有旁通管，旁通管两侧设置有温度传感器，旁通管上设置有调控阀门，所述生活热水的入水管路上设置有内置温度传感器的辅助热源；

所述的住宅取暖系统包括与市政热源相连的住宅水暖管路及其出入水管路，住宅水暖管路的出水管路与市政热源回水管和蓄热水箱内的换热器三通相连；所述换热器的另一端为市政热源回水管分路，与市政热源回水管总管相连；

所述的商用制冷系统包括商用制冷机组及其出入水管路，出入水管路与安装在蓄热水箱内部的换热器相连，所述的商用制冷机组入水管路上设置有阀门。

优选方案如下：

太阳能集热器为热管式真空管集热器。热管式真空管的优点主要来源于热管的独特传热方式，它具有全年使用，热性能好，热效率高，工作温度高，承压能力强，热吸收率高，热容小，启动快，不结垢，防寒、防冻、防冰雹，安装维修方便，安全可靠，使用寿命长等诸多优点。

生活热水的出水管路上设置有生活热水补水系统。从而能够补充散失的或使用的水量；

辅助热源与生活热水和蓄热水箱的换热器三通相连。辅助热源为燃气锅炉加热产生。

商用制冷机组为热水型吸收式制冷机组。热水型吸收式制冷机组运转高效，噪音低，振动低，机组能实现自我调节。

本实用新型在利用太阳能将热能转换到蓄热水箱后，有如下几个循环调控系统：

（一）生活热水系统调控

全年供生活热水时，蓄热水箱内的温度传感器实时监测蓄热水箱内温度T0，旁通管一侧的温度传感器监测生活热水回水温度T1，将其两者比较，当T1<T0时，低温水通过蓄热水箱内的换热器加热后，进入生活热水的入水管路；当T1>T0时，旁通管上的调控阀门控制水路流向，使高温水直接进入生活热水的入水管路而不必经过蓄热水箱，防止热量散失；此时，旁通管的出水端上的温度传感器监测水温实时温度T2，外部辅助热源（例如锅炉）内置的温度传感器监测水温实时温度T3,当T2>T3时，可以直接将高温水输送到用户家中，当T2<T3时，则低温水再次进入辅助热源加热，加热到生活热水所需温度时，再输送到用户家中。

（二）住宅取暖系统调控

冬季住宅多采用集中供暖，一般采用的是地板辐射采暖系统，市政热源将高温水输送到用户家中，住宅排出的低温水经过蓄热水箱内的换热器换热后，输送到市政热源，作为一个热能补给，高效利用了蓄热水箱的高温水的热能。

（三）商用制冷系统调控

夏季的商业空调多采用集中制冷，蓄热水箱的高温水循环送入商用制冷机组进行循环制冷调控。

本实用新型的优点在于：通过蓄热水箱集中收集太阳能集热器的热水，根据热水的温度及季节使用需求，选择性地开启锅炉、吸收式制冷机等设备，实现夏季供冷、冬季加热供热回水、全年供生活热水的功能，有效的提高了太阳能的利用率，具有应用范围广、节能环保等优点，可以应用在住宅及商用区使用。

附图说明

图1本申请的流程结构示意图；

图中：1-太阳能集热器；2-蓄热水箱；3-生活热水；4-辅助热源；5-生活热水补水系统；6-市政热源；7-住宅水暖管路；8-商用制冷机组；9a.9b.9c-温度传感器；10a.10b.10c-换热器；A-旁通管，B.C-三通调节阀；F-阀门；

X-生活热水系统，Y-住宅取暖系统，Z-商用制冷系统。

具体实施方式

下面结合附图1对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，但本实用新型并不局限于具体实施例。

实施例1：

一种利用住宅太阳能进行热能收集转换的系统，包括住宅外部的太阳能集热器1以及集热循环管道，太阳能集热器1与内置温度传感器的蓄热水箱2相连通，所述的蓄热水箱2通过换热器分别与生活热水系统X、住宅取暖系统Y和商用制冷系统Z相连从而进行热能交换；

所述的生活热水系统X包括生活热水3及其出入水管路；出入水管路与安装在蓄热水箱2内部的换热器10a相连，在蓄热水箱2的外部，出入水管路之间安装有旁通管A，旁通管A两侧设置有温度传感器9b.9c，旁通管A上设置有调控阀门，所述生活热水3的入水管路上设置有内置温度传感器的辅助热源4；

所述的住宅取暖系统Y包括与市政热源6相连的住宅水暖管路7及其出入水管路，住宅水暖管路7的出水管路与市政热源6回水管和蓄热水箱2内的换热器10b三通相连；所述换热器10b的另一端为市政热源6回水管分路，与市政热源6回水管总管相连；

所述的商用制冷系统Z包括商用制冷机组8及其出入水管路，出入水管路与安装在蓄热水箱2内部的换热器10c相连，所述的商用制冷机组8入水管路上设置有阀门F。

太阳能集热器1为热管式真空管集热器。热管式真空管的优点主要来源于热管的独特传热方式，它具有全年使用，热性能好，热效率高，工作温度高，承压能力强，热吸收率高，热容小，启动快，不结垢，防寒、防冻、防冰雹，安装维修方便，安全可靠，使用寿命长等诸多优点。

生活热水3的出水管路上设置有生活热水补水系统5。从而能够补充散失的或使用的水量；

辅助热源4与生活热水3和蓄热水箱2的换热器10a三通相连。辅助热源4为燃气锅炉加热产生。

商用制冷机组8为热水型吸收式制冷机组。热水型吸收式制冷机组运转高效，噪音低，振动低，机组能实现自我调节。

本实用新型在利用太阳能将热能转换到蓄热水箱2后，有如下几个循环调控系统：

（一）生活热水系统X调控

全年供生活热水时，蓄热水箱2内的温度传感器9a实时监测蓄热水箱2内温度T0，旁通管A一侧的温度传感器9b监测生活热水3回水温度T1，将其两者比较，当T1<T0时，低温水通过蓄热水箱2内的换热器10a加热后，进入生活热水3的入水管路；当T1>T0时，旁通管A上的调控阀门控制水路流向，使高温水直接进入生活热水3的入水管路而不必经过蓄热水箱2，防止热量散失；此时，旁通管A的出水端上的温度传感器9c监测水温实时温度T2，外部辅助热源4（例如锅炉）内置的温度传感器监测水温实时温度T3,当T2>T3时，可以直接将高温水输送到用户家中，当T2<T3时，则低温水再次进入辅助热源4加热，加热到生活热水3所需温度时，再输送到用户家中。

（二）住宅取暖系统Y调控

冬季住宅多采用集中供暖，一般采用的是地板辐射采暖系统，市政热源6将高温水输送到用户家中，住宅排出的低温水经过蓄热水箱2内的换热器10b换热后，输送到市政热源6，作为一个热能补给，高效利用了蓄热水箱2的高温水的热能。

冬季供热时，阀门F开启，由市政热源6向住宅水暖管路7的供热，通过温度传感器9a监测蓄热水箱2内的温度，当温度大于设定温度，例如30℃时，通过三通调节阀C对市政热源6的回水进行加热，由于地板采暖的回水温度较低，故可以充分利用蓄热水箱2里的热量，提高了低品位能源的利用率。

（三）商用制冷系统Z调控

夏季的商业空调多采用集中制冷，蓄热水箱2的高温水循环送入商用制冷机组8进行循环制冷调控。通过温度传感器9a监测蓄热水箱2内的温度，当温度大于设定温度，例如80℃时，本系统阀门F开启，商用制冷机组8通过换热器10c，利用蓄热水箱2中的热水进行制冷，冷冻水通过管道输送到商用制冷系统末端，对商用建筑进行供冷。

本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种利用住宅太阳能进行热能收集转换的系统，包括住宅外部的太阳能集热器以及集热循环管道，其特征在于：太阳能集热器与内置温度传感器的蓄热水箱相连通，所述的蓄热水箱通过换热器分别与生活热水系统、住宅取暖系统和商用制冷系统相连从而进行热能交换；

所述的生活热水系统包括生活热水及其出入水管路；出入水管路与安装在蓄热水箱内部的换热器相连，在蓄热水箱的外部，出入水管路之间安装有旁通管，旁通管两侧设置有温度传感器，旁通管上设置有调控阀门，所述生活热水的入水管路上设置有内置温度传感器的辅助热源；

所述的住宅取暖系统包括与市政热源相连的住宅水暖管路及其出入水管路，住宅水暖管路的出水管路与市政热源回水管和蓄热水箱内的换热器三通相连；所述换热器的另一端为市政热源回水管分路，与市政热源回水管总管相连；

所述的商用制冷系统包括商用制冷机组及其出入水管路，出入水管路与安装在蓄热水箱内部的换热器相连，所述的商用制冷机组入水管路上设置有阀门。

2.根据权利要求1所述一种利用住宅太阳能进行热能收集转换的系统，其特征在于：所述的太阳能集热器为热管式真空管集热器。

3.根据权利要求1所述一种利用住宅太阳能进行热能收集转换的系统，其特征在于：所述的生活热水的出水管路上设置有生活热水补水系统。

4.根据权利要求1所述一种利用住宅太阳能进行热能收集转换的系统，其特征在于：所述的辅助热源与生活热水和蓄热水箱的换热器三通相连。

5.根据权利要求1或4所述一种利用住宅太阳能进行热能收集转换的系统，其特征在于：所述的辅助热源为燃气锅炉加热产生。

6.根据权利要求1所述一种利用住宅太阳能进行热能收集转换的系统，其特征在于：所述的商用制冷机组为热水型吸收式制冷机组。