CN207922550U - 太阳能和沼气联合供热的热水器系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种太阳能和沼气联合供热的热水器系统，包括太阳能集热器、沼气加热子系统、热水存储容器、烟气热量回收子系统以及废热水余热回收子系统；所述太阳能集热器的热水出口端与热水存储容器连通；所述太阳能集热器的供水进口与自来水管的出水口连通；所述沼气加热子系统包括沼气锅炉、沼气存储容器以及沼气池；所述沼气锅炉的热水出口与热水存储容器连通，所述沼气锅炉的沼气进口与沼气存储容器连通，本实用新型回收家庭日常生活中产生的烟气废水余热和外界环境中的热量与沼气池中的发酵原料进行换热，促进沼气的产生，实现太阳能持续供热和沼气间歇补充供热，节约能源，减少了环境污染物的排放。

Description

太阳能和沼气联合供热的热水器系统

技术领域

本实用新型涉及一种热水器系统，具体涉及一种太阳能和沼气联合供热的热水器系统。

背景技术

目前，热水器市场上主要有电热水器、燃气热水器、空气能热水器及太阳能热水器等多种类型。但比较常用的是电热水器，太阳能热水器和燃气热水器，这三种热水器在热水器应用市场上出现了三足鼎立之势。作为环保型热水器，沼气热水器被认为是农村地区开发利用可再生能源，解决广大农村居民生活用能问题，改善农村生产和生活条件，保护生态环境和巩固生态建设成果的利器。然而，沼气热水器还存在许多的问题，其中沼气供气不足是一大问题，难以保障能提供到充足的热水。太阳能热水器的应用较为广泛，但在我国大多数地区的春秋季尤其冬季，由于光照不足和环境温度的影响，安装的太阳能热水器很难满足生活中热水的需要，即便在夏季也极易受天气的影响。同时，在一些偏远农村地区还燃烧木材、秸秆等生火做饭，其产生的高温烟气排放到大气，不仅加重了环境污染，而且烟气余热得不到充分利用。此外，洗澡后的热水废热不能重新利用而排走，这种浪费也是不可忽略的。

因此，需要开发一种新的热水器系统，既利用清洁能源又可以充分利用浪费掉的能源，综合太阳能热水器和沼气热水器的优点，弥补它们单独使用时的不足，太阳能、沼气、以及家用废气废水产生的废热得到最有效合理的应用。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种太阳能和沼气联合供热的热水器系统，回收家庭日常生活中产生的烟气废水余热和外界环境中的热量与沼气池中的发酵原料进行换热，促进沼气的产生，实现太阳能持续供热和沼气间歇补充供热，节约能源，减少了环境污染物的排放。

本实用新型提供一种太阳能和沼气联合供热的热水器系统包括太阳能集热器、沼气加热子系统、热水存储容器、烟气热量回收子系统以及废热水余热回收子系统；

所述太阳能集热器的热水出口端与热水存储容器连通；所述太阳能集热器的供水进口与自来水管的出水口连通；

所述沼气加热子系统包括沼气锅炉、沼气存储容器以及沼气池；

所述沼气锅炉的热水出口与热水存储容器连通，所述沼气锅炉的沼气进口与沼气存储容器连通，所述沼气存储容器与沼气池的沼气出口连通，所述烟气热量回收子系统的烟气输入端与沼气锅炉的烟气排放口以及用户厨房废气排放口连通，所述废热水余热回收子系统的废热水输入口与用户的废热水的排水口连通；所述废热水余热回收子系统和烟气热量回收子系统均设置于沼气池内。

进一步，还包括重力热管；所述重力热管设置于沼气池底部，并延伸到空气中。

进一步，所述热水存储容器设置有第一温度传感器、显示装置和第一控制器；

所述第一温度传感器与第一控制器连接；所述第一控制器与显示装置连接。

进一步，所述与热水存储容器连通的沼气锅炉的热水出口还设置有第一电磁阀；所述热水存储容器的热水出口设置有混水阀；所述太阳能集热器的供水进口与自来水管的出水口之间还设置有第二电磁阀；

所述第一电磁阀、混水阀和第二电磁阀分别与第一控制器连接。

进一步，所述热水存储容器中还设置有第一液位传感器；所述第一液位传感器与第一控制器连接。

进一步，所述太阳能集热器的供水进口还与热水存储容器连通；且所述太阳能集热器的供水进口与热水存储容器之间还设置有循环水泵；所述循环水泵与第一控制器连接。

进一步，所述沼气池的四周、底部和顶部设有保温材料层。

本实用新型的有益效果：本实用新型回收家庭日常生活中产生的烟气废水余热和外界环境中的热量与沼气池中的发酵原料进行换热，促进沼气的产生，实现太阳能持续供热和沼气间歇补充供热，节约能源，减少了环境污染物的排放。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1为本实用新型的结构示意图

具体实施方式

如图1所示，本实用新型提供太阳能和沼气联合供热的热水器系统，包括太阳能集热器1、沼气加热子系统、热水存储容器2、烟气热量回收子系统3以及废热水余热回收子系统4；

所述太阳能集热器1的热水出口端与热水存储容器2连通；所述太阳能集热器1的供水进口与自来水管的出水口5连通；

所述沼气加热子系统包括沼气锅炉6、沼气存储容器7以及沼气池8；

所述沼气锅炉6的热水出口与热水存储容器2连通，所述沼气锅炉6的沼气进口与沼气存储容器7连通，所述沼气存储容器7与沼气池8的沼气出口连通，所述烟气热量回收子系统3的烟气输入端与沼气锅炉的烟气排放口以及用户厨房废气排放口9连通，所述废热水余热回收子系统4的废热水输入口与用户的废热水的排水口10连通；所述废热水余热回收子系统4和烟气热量回收子系统3均设置于沼气池8内。通过上述结构，本实用新型回收家庭日常生活中产生的烟气废水余热与沼气池8中的发酵原料进行换热，促进沼气的产生，实现太阳能持续供热和沼气间歇补充供热，节约能源，减少了环境污染物的排放。

本实施例中，烟气热量回收子系统3采用烟气换热器，废热水余热回收子系统4采用热水换热器，沼气存储容器7采用沼气袋。通过上述结构，烟气热量回收子系统回收沼气锅炉6燃烧使用后的烟气和用户厨房燃烧木材、秸秆等生火做饭产生的烟气，与沼气池8中的发酵原料进行换热，促进沼气的产生。

通常情况下，沼气池8的安装高度低于废热水的排水口10设置高度，废热水的排水口10通过管道与废热水余热回收子系统4连通，通过该结构，由于重力作用，废热水通过管道输送到废热水余热回收子系统4。当沼气池8的安装高度高于废热水的排水口10设置高度时，在低于废热水的排水口10的位置设置废热水存储容器，废热水存储容器与废热水的排水口10通过管道连通，废热水存储容器与废热水余热回收子系统4连通，且废热水存储容器与废热水余热回收子系统4之间设置有自吸泵，废热水存储容器中设置有第二控制器和第二液位传感器，第二控制器和第二液位传感器连接，自吸泵与第二控制器连接，废热水存储容器的器壁设置有保温材料层。通过该结构，废热水由于重力作用通过管道输送到废热水存储容器中存储；第二液位传感器实时监测废热水存储容器中的废热水液位值，并发送实时废热水液位信号到第二控制器，第二控制器根据预设废热水液位值进行比较判断，第二控制器根据比较判断的结果发送相应开启信号或关闭信号到自吸泵，控制和调整自吸泵的工作状态，间歇将废热水存储容器的废热水输送到废热水余热回收子系统4。本实施例中，第二控制器采用现有的控制器芯片或单片机。其中，废热水的排水口10一般设置在洗澡间地面和厨房水槽底部。

本实施例中，还包括重力热管11；所述重力热管11设置于沼气池8底部，并延伸到空气中。通过上述结构，重力热管11收集外界环境中的热量，与沼气池8中的发酵原料进行换热，促进沼气的产生。由于重力热管11具有方向性，当外界环境温度低于沼气池8温度时，沼气池8中的热量不会逆向传递到外界环境中，提高了整个沼气池8沼气供应的稳定性。

本实施例中，所述热水存储容器2设置有第一温度传感器12、显示装置13和第一控制器14；所述第一温度传感器12与第一控制器14连接；所述第一控制器14与显示装置13连接。通过上述结构，第一温度传感器12实时监测热水存储容器2中的水温，并发送实时水温信号到第一控制器14进行信号转换，第一控制器14发送水温显示信号到显示装置13，显示装置13显示实时水温值。本实施例中，第一控制器14采用现有的控制器芯片或单片机。

本实施例中，所述与热水存储容器连通的沼气锅炉6的热水出口还设置有第一电磁阀15；所述热水存储容器2的热水出口设置有混水阀16；所述太阳能集热器1的供水进口与自来水管的出水口5之间还设置有第二电磁阀17；所述第一电磁阀15、混水阀16和第二电磁阀17分别与第一控制器14连接。通过上述结构，第一控制器14根据预设温度值对第一温度传感器12发送的实时水温信号进行比较判断，第一控制器14根据判断结果，分别发送相应开启信号或关闭信号到第一电磁阀15、混水阀16和第二电磁阀17，控制和调整太阳能集热器1和沼气加热子系统的工作状态，以及混水阀16间歇混入自来水，使用户能够使用适宜温度的热水。其中，上述结构根据热水存储容器2中的水温参数来控制和调整太阳能集热器1和沼气加热子系统。本实施例中，所述混水阀16为电控式混水阀。

本实用新型除上述结构，所述热水存储容器中还设置有第一液位传感器18；所述第一液位传感器18与第一控制器14连接。通过上述结构，第一液位传感器18实时监测热水存储容器2中的液位，并发送实时液位信号到第一控制器14进行信号转换，第一控制器14发送液位显示信号到显示装置13，显示装置13显示实时液位值。第一控制器14根据预设温度值对第一温度传感器12发送的实时水温信号进行比较判断，根据预设液位值对第一液位传感器18发送的实时液位信号进行比较判断，第一控制器14根据判断结果，分别发送相应开启信号或关闭信号到第一电磁阀15、混水阀16和第二电磁阀17，控制和调整太阳能集热器1和沼气加热子系统的工作状态，以及混水阀16间歇混入自来水，使用户能够使用合适温度的热水。其中，上述结构根据热水存储容器2中的水温参数和水量参数两个参数来控制和调整太阳能集热器1和沼气加热子系统。

本实用新型除上述结构，所述太阳能集热器1的供水进口还与热水存储容器2连通；且所述太阳能集热器1的供水进口与热水存储容器2之间还设置有循环水泵19；所述循环水泵19与第一控制器14连接。第一控制器14根据对实时水温值和预设水温值，以及实时液位值和预设液位值的比较判断结果，发送相应开启信号或关闭信号到第一电磁阀15、混水阀16、第二电磁阀17和循环水泵19，控制和调整太阳能集热器1和沼气加热子系统的工作状态，以及混水阀16间歇混入自来水，使用户能够使用适宜温度的热水。其中，当实时液位值大于预设液位值时，水量充足，则第二电磁阀17关闭，自来水管停止供水，太阳能集热器1仅加热热水存储容器2中储蓄的水，该结构节约能源，减少了对水资源的浪费。

本实施例中，在混水阀16的出水口还设置有第二温度传感器，第二温度传感器与第一控制器14连接，第二温度传感器监测混水阀16的出水口的实时出水水温，并发送实时出水水温信号到第一控制器14，第一控制器14根据预设出水水温对实时出水水温进行比较判断，第一控制器14根据判断结果，发送相应的开度调节信号到混水阀16，调节混水阀16的自来水进水口的开度，控制自来水的进水流量，以控制和调整混水阀16的出水口的出水水温。

本实施例中，所述沼气池8的四周、底部和顶部设有保温材料层；所述沼气池8搭建在高于大地表面的沼气池钢架上。本实施例中，沼气池钢架距离大地地面高度为2.5米。通过上述结构，重力热管11可方便的安装在沼气池8底部，对外界环境中的热量进行收集，且避免了沼气池中的热量容易散失，导致沼气出气量低等问题。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种太阳能和沼气联合供热的热水器系统，其特征在于：包括太阳能集热器、沼气加热子系统、热水存储容器、烟气热量回收子系统以及废热水余热回收子系统；

所述太阳能集热器的热水出口端与热水存储容器连通；所述太阳能集热器的供水进口与自来水管的出水口连通；

所述沼气加热子系统包括沼气锅炉、沼气存储容器以及沼气池；

所述沼气锅炉的热水出口与热水存储容器连通，所述沼气锅炉的沼气进口与沼气存储容器连通，所述沼气存储容器与沼气池的沼气出口连通，所述烟气热量回收子系统的烟气输入端与沼气锅炉的烟气排放口以及用户厨房废气排放口连通，所述废热水余热回收子系统的废热水输入口与用户的废热水的排水口连通；所述废热水余热回收子系统和烟气热量回收子系统均设置于沼气池内。

2.根据权利要求1所述的太阳能和沼气联合供热的热水器系统，其特征在于：还包括重力热管；所述重力热管设置于沼气池底部，并延伸到空气中。

3.根据权利要求1所述的太阳能和沼气联合供热的热水器系统，其特征在于：所述热水存储容器设置有第一温度传感器、显示装置和第一控制器；

所述第一温度传感器与第一控制器连接；所述第一控制器与显示装置连接。

4.根据权利要求3所述的太阳能和沼气联合供热的热水器系统，其特征在于：所述与热水存储容器连通的沼气锅炉的热水出口还设置有第一电磁阀；所述热水存储容器的热水出口设置有混水阀；所述太阳能集热器的供水进口与自来水管的出水口之间还设置有第二电磁阀；

所述第一电磁阀、混水阀和第二电磁阀分别与第一控制器连接。

5.根据权利要求4所述的太阳能和沼气联合供热的热水器系统，其特征在于：所述热水存储容器中还设置有第一液位传感器；所述第一液位传感器与第一控制器连接。

6.根据权利要求5所述的太阳能和沼气联合供热的热水器系统，其特征在于：所述太阳能集热器的供水进口还与热水存储容器连通；且所述太阳能集热器的供水进口与热水存储容器之间还设置有循环水泵；所述循环水泵与第一控制器连接。

7.根据权利要求1所述的太阳能和沼气联合供热的热水器系统，其特征在于：所述沼气池的四周、底部和顶部设有保温材料层。