CN206439904U - 太阳能电热联合式家用节能供热系统 - Google Patents

太阳能电热联合式家用节能供热系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型属于一种太阳能电热联合式家用节能供热系统，由半导体电加热炉，散热器和太阳能热水器所组成。储能罐用于夜间储存太阳能热水器内的热水和白天将其内的储水注回太阳能热水器内，储能罐的内上端通过定时排空阀相通太阳能热水器的回水口，储能罐的内下端通过定时上水阀和上水泵相通太阳能热水器的回水口。控制电脑用于控制太阳能热水器和半导体电加热炉的供暖转换，温控上水传感器与控制电脑相通，室温传感器与控制电脑相通，自动上水阀与控制电脑相通，控制电脑通室温传感器控制半导体电加热炉的启闭。本实用新型能对室内或家庭提供成本低、节能、环保的供热，具有结构设计合理，耗能低，节能环保，使用范围广，自控性高，使用效果好和安装使用成本低的优点。

Description

太阳能电热联合式家用节能供热系统
技术领域
本实用新型属于一种太阳能电热联合式家用节能供热系统。
背景技术
目前，用煤作原料的供暖锅炉由可体积大、结构复杂、烧煤污染大、热利用率低、制作成本高和使用不方便等原因，己被半导体电加热炉所取代。半导体电加热炉用半导体加热管作加热件，用电作能源，有无污染、热利用率高、制作成本低和使用方便的优点。但半导体电加热炉有散热快，供暖持续性差和电费高的不足。
太阳能热水器用太阳光作为能源，有无污染、使用成本低的优点。但无法在夜间及无阳光时使用。
中国专利公开号CN205756023公开了一种蔬菜塑料大棚太阳能半导体加热供暖系统，其在塑料大棚室北侧的屋顶上设有太阳能热水器，塑料大棚室内设有半导体热管加热器和储热水罐，塑料大棚室内侧壁上设有散热器。白天采集太阳能供暖并将储热水罐内的水加温，夜间则采用半导体热管加热器继续对储热水罐内的水加温供暖，从而能大幅度地降低供暖成本和蔬菜价格。但该专利难于用在家庭供热系统中，存在太阳能热水器利用率低，在冬季夜间由于气温低，太阳能热水器内的热水散热快，难于将其内白天吸收阳光转化的热水储能或转化为有效供热使用，这个不足在夏日夜间也存在；另一个不足是半导体热管加热器的耗电量仍较大，供热电费支出占家庭年收入为17～25％，家庭难于承担；另外，该供暖系统无自功化控性能，使热利用率低。且还有使用范围窄，春夏秋季闲置的不足。
因此，如何能对室内或家庭提供一种使用成本低、节能、环保的供热系统是迫切需解决的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是设计一种太阳能电热联合式家用节能供热系统，能对室内或家庭提供成本低、节能、环保的供热，具有结构设计合理，耗能低，节能环保，使用范围广，自控性高，使用效果好和安装使用成本低的优点。
为此，本实用新型由半导体电加热炉，散热器和太阳能热水器所组成，其中：
太阳能热水器，用于白天对储热水罐供应热水。太阳能热水器的出水口通过导管与储热水罐的内上端相通，导管上设有温控上水传感器，太阳能热水器的回水口分别通过定时排空阀相通储能罐的内上端和定时上水阀及上水泵相通储能罐的内下端，太阳能热水器的回水口依次通过手动阀、自控上水阀及回水泵与储热水罐的内下端相通。
储能罐，用于夜间储存太阳能热水器内的热水和白天将其内的储水注回太阳能热水器内。储能罐的内上端通过定时排空阀相通太阳能热水器的回水口，储能罐的内下端通过定时上水阀和上水泵相通太阳能热水器的回水口。
储热水罐，用于储存太阳能热水器和半导体电加热炉加热产生的热水并对散热器和淋浴喷头供应热水。储热水罐的上端设有自动上水阀，储热水罐的内上端通过导管相通太阳能热水器的出水口，储热水罐的内上部通过出水口导管、总供暖阀门、循环泵连接三通阀，三通阀的一路通过自动调流关闭阀和分阀门与散热器的进水口相通，散热器的回水口通过阀门及回水总阀门与储热水罐的内下端相通，三通阀的另一路与淋浴喷头或热水阀门相通，储热水罐的内上端或出水口导管上设有与控制电脑相通的水温传感器。
半导体电加热炉，用于夜间对储热水罐供热。半导体电加热炉的内上部通过自控阀与储热水罐的内上部相通，半导体电加热炉的内下部通过自控阀门和自控泵与储热水罐的内下端相通。
控制电脑，用于控制太阳能热水器和半导体电加热炉的供暖转换。分为夏冬季控制模式。温控上水传感器、水温传感器和室温传感器与控制电脑相通，自动上水阀与控制电脑相通，控制电脑通过室温传感器或水温传感器控制半导体电加热炉的启闭，或通过温控上水传感器和自动上水阀控制太阳能热水器的水循环。定时上水阀、定时排空阀、循环泵、上水泵、回水泵、自动调流关闭阀、自控泵和自动上水阀与控制电脑相通。
所述的控制电脑使自动调流关闭阀处于关闭状态时为夏季控制模式。
所述的储能罐的上端处在低于太阳能热水器的回水口高度的位置，储能罐的容积量大于太阳能热水器内的容积量。
所述的储能罐的内下端能通过定时上水阀和上水泵相通太阳能热水器的内空间。
所述的控制电脑通过启闭定时排空阀及定时上水阀和上水泵实现夜间将太阳能热水器内的热水储存至储能罐中，白天将储能罐的储水再注回至太阳能热水器内。
所述的自动上水阀的进水口与自来水管相通，自动上水阀的出水口位于储热水罐的内下部。
所述的储热水罐和储能罐外周壁上设有保温层。
所述的太阳能热水器位于室外屋顶南坡上，或太阳能热水器的吸光面向南倾斜。
所述的储热水罐与太阳能热水器的出水口之间的导管上设有放气加水阀。
所述的散热器为相变暖气片，或为相变超导暖气片，或为铝制暖气片。
上述结构达到了本实用新型的目的。
本实用新型能对室内或家庭提供成本低、节能、环保的供热，具有结构设计合理，耗能低，节能环保，使用范围广，自控性高，使用效果好和安装使用成本低的优点。本实用新型白天采集太阳能供暖并将储热水罐内的水加温，夜间则利用低谷电的低成本采用半导体电加热炉继续对储热水罐内的水加温供暖，并利用储能罐有效保存太阳能热水器内的热水。从而，大幅度地降低了家庭供暖成本。
具体优点如下：
(1)本实用新型有良好的储热保温功能。在本实用新型内吸收产生的热量不会向系统外流失。本实用新型利用储能罐系统，夜间有效保存太阳能热水器内白天吸收阳光产生的热水，白天再将其内储存的热水再注回至太阳能热水器内继续吸收阳光加热循环利用，解决了白夜间，太阳能热水器内热水变冷水的循环无效作功问题。使太阳能热水器热利用率高，半导体电加热炉耗电量少。
(2)本实用新型较传统供暖成本降低90％，室内温度保持25～28℃，供热电费支出仅占家庭年收入为0.5～2％，普通家庭能承担。
(3)自动化控制性高，本实用新型的各系统转换均采用控制电脑完成，有良好的使用效果。
(4)节能环保，本实用新型夜间利用低谷电时，控制电脑启动半导体电加热炉对系统供热，白天则用太阳能供热。即节能又环保。
(5)使用面广，本实用新型能用于家庭供暖和供应淋浴、洗用热水。也可用于工厂、农村种植等领域中，且利于推广使用。
附图说明
图为本实用新型的结构示意图。
具体实施方案
如图所示，一种太阳能电热联合式家用节能供热系统，由半导体电加热炉7，散热器27和太阳能热水器1所组成，其中：
太阳能热水器，用于白天对储热水罐供应热水。太阳能热水器下端设支架，能使太阳能热水器的吸热面向南斜置在屋顶上。或所述的太阳能热水器位于室外屋顶南坡上，或太阳能热水器的吸光面向南倾斜。
太阳能热水器可数个并联或串连使用，以增大供热量和供暖面积。各太阳能热水器的出水口通过各自的阀门2再通过导管3并联后与储热水罐的内上端相通。导管上设有温控上水传感器4。太阳能热水器的回水口17分别通过定时排空阀31相通储能罐20的内上端和定时上水阀19及上水泵18相通储能罐的内下端。各太阳能热水器的回水口亦通过各自的阀门通过管道并联后，再通过定时排空阀相通储能罐的内上端和定时上水阀及上水泵相通储能罐的内下端。太阳能热水器的回水口依次通过手动阀21、自控上水阀22及回水泵23与储热水罐的内下端相通。所述的储热水罐与太阳能热水器的出水口之间的导管3上设有放气加水阀5，用于排除太阳能热水器和储热水罐内的气体，其次向太阳能热水器及储热水罐内补水。
储能罐20，用于夜间储存太阳能热水器内的热水和白天将其内的储水注回太阳能热水器内。储能罐的内上端通过定时排空阀相通太阳能热水器的回水口。储能罐的内下端通过定时上水阀和上水泵相通太阳能热水器的回水口。定时上水阀、定时排空阀和上水泵受控制电脑控制。
每日晚上17～19点，无阳光时，控制电脑启动定时排空阀使各太阳能热水器内的热水流入储能罐内保温。此时，定时上水阀和上水泵关闭；每日早上8～9点，有阳光时，控制电脑关闭定时排空阀，启动定时上水阀和上水泵，将储能罐内的热水抽回各太阳能热水器内，重新吸收热能循环利用。当储能罐内热水抽光时，控制电脑关闭定时排空阀、定时上水阀和上水泵。各太阳能热水器内的热水进入循环供热流程。
所述的储能罐的上端处在低于太阳能热水器的回水口高度的位置，储能罐的容积量大于太阳能热水器内的容积量。
所述的储能罐的内下端能通过定时上水阀和上水泵相通太阳能热水器的内空间。
所述的控制电脑通过启闭定时排空阀及定时上水阀和上水泵实现夜间将太阳能热水器内的热水储存至储能罐中，白天将储能罐的储水再注回至太阳能热水器内。
储热水罐7，用于储存太阳能热水器和半导体电加热炉加热产生的热水并对散热器和淋浴喷头供应热水。储热水罐的上端设有自动上水阀6，用于对储热水罐内及系统注水。所述的自动上水阀的进水口与自来水管相通，自动上水阀的出水口位于储热水罐的内下部。
储热水罐的内上端通过导管相通太阳能热水器的出水口。储热水罐的内上部(即出水口)通过出水口导管8、总供暖阀门12、循环泵13连接三通阀。三通阀的一路通过自动调流关闭阀14和各分阀门25与各散热器的进水口26相通；各散热器的回水口28通过各阀门29及回水总阀门16与储热水罐的内下端相通；三通阀的另一路与淋浴喷头32或热水阀门相通。储热水罐的内上端或出水口导管上设有与控制电脑相通的水温传感器33。
其中各散热器的进水口和各分阀门可通过管道并联。各散热器的回水口28通过各阀门29及并联回水管15和回水总控阀16与储热水罐的内下端相通。
所述的储热水罐和储能罐外周壁上设有保温层，以对储热水罐和储能罐保温。
半导体电加热炉10，用于夜间对储热水罐供应热水。半导体电加热炉的内上部通过自控阀9与储热水罐的内上部相通。半导体电加热炉的内下部通过自控阀门和自控泵11与储热水罐的内下端相通。
控制电脑30，用于控制太阳能热水器和半导体电加热炉的供暖转换。分为夏冬季控制模式。温控上水传感器、水温传感器和室温传感器24与控制电脑相通，自动上水阀与控制电脑相通，控制电脑通过室温传感器或水温传感器控制半导体电加热炉的启闭，或通过温控上水传感器和自动上水阀控制太阳能热水器的水循环。定时上水阀、定时排空阀、循环泵、上水泵、回水泵、自动调流关闭阀、自控泵和自动上水阀与控制电脑相通。
所述的储热水罐和储能罐外周壁上设有保温层，以对储热水罐和储能罐保温。所述的散热器为相变暖气片，或为相变超导暖气片。
白天，控制电脑控制本实用新型系统用太阳能热水器将储热水罐内的水加温用于供暖和供热水。即：当控制电脑读取温控上水传感器4的温度数据大于38℃时，则关闭半导体电加热炉，开启与储热水罐内下端相通的手动阀21(可为常开状态，修理时闭合)、自控上水阀22及回水泵23将储热水罐内下端的冷水抽入太阳能热水器内吸收阳光加温后，热水再从太阳能热水器内上部回流至储热水罐的内上端，形成阳光加热循环为各散热器供暖和为淋浴喷头供热水。若室内气温过低时，亦可同时启动半导体电加热炉对储热水罐的水补充供热，如控制电脑读取水温传感器33温度低于设定的温度时，则启动半导体电加热炉对储热水罐的水补充供热；反之，则停止。
室内温度由控制电脑(提前预设室内温度)读取室温传感器24的数据自动控制，室内温度过低时，控制电脑提高储热水罐内的水温并加速循环泵13运转和加大自动调流关闭阀14加快对各散热器供暖。反之，则降低室内温度，故不再累述。控制电脑可设淋浴喷头供热水程序，提前预设淋浴水温。
夜间(21～6点低谷电时)，控制电脑控制太阳能热水器不工作；即：关闭自控上水阀22及回水泵23。启动半导体电加热炉(即启动其与储热水罐的内下端相通的自控阀门和自控泵11将其内的冷水抽入半导体电加热炉内加温后，再从半导体电加热炉内上部回流至储热水罐的内上端。)，采用电能继续对储热水罐内的水加温为各散热器供暖和供热水，从而能大幅度地降低供暖成本。
春夏秋季，所述的控制电脑使自动调流关闭阀处于关闭状态时，为夏季控制模式。此时，系统停止向各散热器内供热水，只为淋浴喷头供水。其余系统均可正常工作。故不再累述。
总之，本实用新型能对室内或家庭提供成本低、节能、环保的供热，具有结构设计合理，耗能低，节能环保，使用范围广，自控性高，使用效果好和安装使用成本低的优点。可推广使用。

Claims (10)

1.一种太阳能电热联合式家用节能供热系统，由半导体电加热炉，散热器和太阳能热水器所组成，其特征在于：
太阳能热水器，用于白天对储热水罐供应热水，太阳能热水器的出水口通过导管与储热水罐的内上端相通，导管上设有温控上水传感器，太阳能热水器的回水口分别通过定时排空阀相通储能罐的内上端和定时上水阀及上水泵相通储能罐的内下端，太阳能热水器的回水口依次通过手动阀、自控上水阀及回水泵与储热水罐的内下端相通；
储能罐，用于夜间储存太阳能热水器内的热水和白天将其内的储水注回太阳能热水器内，储能罐的内上端通过定时排空阀相通太阳能热水器的回水口，储能罐的内下端通过定时上水阀和上水泵相通太阳能热水器的回水口；
储热水罐，用于储存太阳能热水器和半导体电加热炉加热产生的热水并对散热器和淋浴喷头供应热水，储热水罐的上端设有自动上水阀，储热水罐的内上端通过导管相通太阳能热水器的出水口，储热水罐的内上部通过出水口导管、总供暖阀门、循环泵连接三通阀，三通阀的一路通过自动调流关闭阀和分阀门与散热器的进水口相通，散热器的回水口通过阀门及回水总阀门与储热水罐的内下端相通，三通阀的另一路与淋浴喷头或热水阀门相通，储热水罐的内上端或出水口导管上设有与控制电脑相通的水温传感器；
半导体电加热炉，用于夜间对储热水罐供热，半导体电加热炉的内上部通过自控阀与储热水罐的内上部相通，半导体电加热炉的内下部通过自控阀门和自控泵与储热水罐的内下端相通；
控制电脑，用于控制太阳能热水器和半导体电加热炉的供暖转换，分为夏冬季控制模式，温控上水传感器、水温传感器和室温传感器与控制电脑相通，自动上水阀与控制电脑相通，控制电脑通过室温传感器或水温传感器控制半导体电加热炉的启闭，或通过温控上水传感器和自动上水阀控制太阳能热水器的水循环，定时上水阀、定时排空阀、循环泵、上水泵、回水泵、自动调流关闭阀、自控泵和自动上水阀与控制电脑相通。
2.按权利要求1所述的太阳能电热联合式家用节能供热系统，其特征在于：所述的控制电脑使自动调流关闭阀处于关闭状态时为夏季控制模式。
3.按权利要求1所述的太阳能电热联合式家用节能供热系统，其特征在于：所述的储能罐的上端处在低于太阳能热水器的回水口高度的位置，储能罐的容积量大于太阳能热水器内的容积量。
4.按权利要求1所述的太阳能电热联合式家用节能供热系统，其特征在于：所述的储能罐的内下端能通过定时上水阀和上水泵相通太阳能热水器的内空间。
5.按权利要求1所述的太阳能电热联合式家用节能供热系统，其特征在于：所述的控制电脑通过启闭定时排空阀及定时上水阀和上水泵实现夜间将太阳能热水器内的热水储存至储能罐中，白天将储能罐的储水再注回至太阳能热水器内。
6.按权利要求1所述的太阳能电热联合式家用节能供热系统，其特征在于：所述的自动上水阀的进水口与自来水管相通，自动上水阀的出水口位于储热水罐的内下部。
7.按权利要求1所述的太阳能电热联合式家用节能供热系统，其特征在于：所述的储热水罐和储能罐外周壁上设有保温层。
8.按权利要求1所述的太阳能电热联合式家用节能供热系统，其特征在于：所述的太阳能热水器位于室外屋顶南坡上，或太阳能热水器的吸光面向南倾斜。
9.按权利要求1所述的太阳能电热联合式家用节能供热系统，其特征在于：所述的储热水罐与太阳能热水器的出水口之间的导管上设有放气加水阀。
10.按权利要求1所述的太阳能电热联合式家用节能供热系统，其特征在于：所述的散热器为相变暖气片，或为相变超导暖气片，或为铝制暖气片。
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