CN208720341U - 蓄热式电锅炉与太阳能热泵结合供热系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种蓄热式电锅炉与太阳能热泵结合供热系统，该系统包括太阳能热泵、电锅炉、控制器、保温箱、热水管、冷水管、用水组和水泵，保温箱通过热水管、冷水管实现与太阳能热泵、电锅炉、用水组的连接；控制器分别与太阳能热泵、电锅炉、保温箱和用水组相连；太阳能热泵集热器与水箱之间设有压缩机，集热器与膨胀阀之间设有温度计，膨胀阀与水箱相连，水箱内设有冷凝盘管，水箱的两端设有热出水口和冷出水口；电锅炉中蓄热体的外层设有绝缘层，蓄热体的内层设有盘管，电锅炉的底部设有万向轮。该供热系统由太阳能热泵供热，剩余热负荷由电锅炉在非用电高峰承担，能提高资源利用率、节约能源及降低运行成本。
Description
技术领域
本实用新型属于供热装置技术领域，具体涉及一种蓄热式电锅炉与太阳能热泵结合供热系统。
背景技术
随着能源消耗所带来的环境污染越来越严重，提高能源利用效率，实施节能减排，是应对能源消费快速增长、提高环境承载力背景下的紧迫课题。
我国幅员辽阔，有着丰富的太阳能资源。太阳能作为一种能源与煤炭、石油、天然气等相比有其独特的地方，其中优点主要有太阳能储量大，取之不尽用之不竭；太阳能具有存在的普遍性，可就地取用；清洁性太阳能像风能、潮汐能等洁净能源一样，其开发利用时几乎不产生任何污染。在太阳能资源丰富的地区，太阳能系统的应用已较为普及，但受气候条件、季节的影响，单一太阳能供热的太阳能系统不能全天候稳定运行。为实现太阳能系统的全天候运行，需配置辅助热源，当太阳辐射强度不足时，可弥补因日照因素不足而产生的不便。
电热锅炉是将电能转换为热能，它由装在锅炉内的大功率电热元件通电后完成能量转换，即以电能为能源，利用电阻式电热技术将电能转换为热能，或利用感应圈等电磁转换设备，将电能转换为磁能、再转换为热能(磁滞式电热技术)，直接或间接将水(或其它导入介质)加热，产生热水或蒸汽。相比于其它燃料锅炉，其优点包括无污染、结构最简单、占地面积小、基建投资少、操作便捷和使用寿命长，因此，电锅炉是电能替代大力推广的重要技术手段。
但在推广应用过程中，电锅炉系统运行成本受电价政策(谷峰电价)的影响较大，易出现运行成本较高，收益较低的问题，同时，电锅炉运行成本较高，投资回收期较长。
实用新型内容
针对以上情况，本实用新型提供一种蓄热式电锅炉与太阳能热泵结合供热系统，该装置资源利用率高、污染极少、应用范围广、运行成本低，同时对电网影响小。
本实用新型提供一种蓄热式电锅炉与太阳能热泵结合供热系统，包括太阳能热泵、电锅炉、控制器、保温箱、热水管、冷水管、用水组和水泵，所述太阳能热泵包括集热器、压缩机、水箱、冷凝盘管、膨胀阀、温度计、热出水口和冷出水口，所述集热器的第一端与所述水箱的第一端之间设有所述压缩机，所述集热器的第二端与所述膨胀阀的第二端之间设有所述温度计，所述膨胀阀的第一端与所述水箱的第二端相连，所述水箱内设有所述冷凝盘管，所述水箱的两端设有所述热出水口和所述冷出水口，所述热出水口与所述热水管相连、所述冷出水口与所述冷水管相连，所述电锅炉包括蓄热体、位于所述蓄热体的外层的绝缘层、位于所述蓄热体的内层的盘管、万向轮、热水口和冷水口，所述控制器包括温控模块，所述温控模块分别与所述太阳能热泵、所述电锅炉、所述保温箱和所述用水组相连，所述保温箱与所述用水组之间设有所述热水管和所述冷水管。
优选地，所述电锅炉的热水口与所述热水管相连，所述电锅炉的冷水口通过所述水泵与所述冷水管相连，所述热水管、所述冷水管与所述保温箱相连。
优选地，所述电锅炉的底部设有四个所述万向轮。
优选地，所述用水组包括彼此并联的生活用水系统、饮用开水系统、风机盘管空调和采暖系统。
优选地，所述生活用水系统、所述饮用开水系统、所述风机盘管空调与所述采暖系统均通过温度开关与所述温控模块相连。
本实用新型能达到以下有益效果：
1、该系统采用太阳能和电能作为供热能源，资源利用率高、污染极少、应用范围广；
2、蓄热电锅炉结合太阳能泵使用，能降低运行成本、节约化石能源消耗量、减少环境污染，蓄热电锅炉集中夜晚供热用电，能增加电网夜晚用电负荷、调峰蓄能；
附图说明
图1为本实用新型蓄热式电锅炉与太阳能热泵结合供热系统的系统示意图；
图2为本实用新型的结构示意图；
主要附图标记：
太阳能热泵1；电锅炉2；控制器3；保温箱4；热水管5；冷水管6；用水组7；水泵8；
集热器11；压缩机12；水箱13；冷凝盘管14；膨胀阀15；温度计16；热出水口17；冷出水口18；
绝缘层21；蓄热体22；盘管23；万向轮24；热水口25；冷水口26；温控模块31；
生活用水系统71；饮用开水系统72；风机盘管空调73；采暖系统74。
具体实施方法
为详尽本实用新型之技术内容、结构特征、所达成目的及功效，以下将结合说明书附图进行详细说明。
本实用新型提供一种蓄热式电锅炉与太阳能热泵结合供热系统，主要包括太阳能热泵1、电锅炉2、控制器3、保温箱4、热水管5、冷水管6、用水组7和水泵8，如图1所示，太阳能热泵1包括集热器11、压缩机12、水箱13、冷凝盘管14、膨胀阀15、温度计16、热出水口17和冷出水口18，太阳能热泵1的热出水口17、冷出水口18分别与热水管5、冷水管6相连；电锅炉2包括绝缘层21、蓄热体22、盘管23、万向轮24、热水口25和冷水口26，电锅炉2的热水口25与热水管5相连，电锅炉2的冷水口26通过水泵8与冷水管6相连；热水管5、冷水管6分别与保温箱4的第一侧相连，保温箱4的第二侧与用水组7之间也通过热水管5、冷水管6相连；用水组7包括生活用水系统71、饮用开水系统72、风机盘管空调73和采暖系统74，用水组7与用水系统71、饮用开水系统72、风机盘管空调73和采暖系统74之间均设有热水管5、冷水管6。控制器3包括温控模块31，温控模块31分别与太阳能热泵1、电锅炉2、保温箱4和用水组7相连。
在太阳能热泵1中，集热器11的第一端与水箱13的第一端之间设有压缩机12，集热器11的第二端与膨胀阀15的第二端之间设有温度计16，膨胀阀15的第一端与水箱13的第二端相连，水箱13内设有冷凝盘管14，水箱13的两端设有热出水口17和冷出水口18。太阳能热泵1的功率根据太阳能集热器所能提供的热负荷进行选择。
电锅炉2的类型优选为水蓄热电锅炉，将水加热到一定的温度，使热能以显热的形式蓄存在水中，当需要使用时，再将其释放出来提供采暖或直接作为热水供人们使用。在电锅炉2中，蓄热体22的外层设有绝缘层21，用以绝缘绝热，蓄热体22的内层设有盘管23，为多层平行结构，电锅炉2的底部设有万向轮24，方便电锅炉2的运输、安装及转移，万向轮24优选设置为四个。
电锅炉的功率按照太阳能采暖系统的最恶劣工况设计，设计公式为其中，P为电锅炉加热功率、Q'n为采暖设计热负荷、ηe为电锅炉设备热效率、ηL为管道及保温水箱4的热损失率。
如图2所示，太阳能热泵1、电锅炉和控制器3均通过热水管5、冷水管6与保温箱4相连。温控模块31与温度计16相连，以测量室外温度；温控模块31分别与太阳能热泵1、电锅炉2和保温箱4相连，以测量上述设备中的热水出水口温度；温控模块31与生活用水系统71、饮用开水系统72、风机盘管空调73和采暖系统74的温度开关相连，分别测量其使用热水的温度，通过对热水温度的监控，再经控制器3进行调控。
控制器3的控制原则为：优先由太阳能热泵1供热，剩余的热负荷由电锅炉2承担；电锅炉2为蓄热式电锅炉，在低谷电时段蓄热，高峰电和其它时段停运，利用低谷电时段贮存的热量，为用户提供生活热水。
根据使用场合不同，将用水组7进行细分，生活用水系统71设有温度开关JUC-31F-55，其可监测的蓄热温度范围为50～60℃，饮用开水系统72设有温度开关JUC-31F-105，其可监测的蓄热温度范围为100～110℃，风机盘管空调73设有温度开关JUC-31F-90，其可监测的蓄热温度范围为85～95℃，采暖系统74设有温度开关JUC-31F-90，其可监测的蓄热温度范围为85～95℃。当用户用水时，由温控系统测量水温，若太阳能热泵1水温达标则优先供水，若太阳能热泵1水温不达标而电锅炉2蓄水水温满足用水温度区间，则直接予以供水，若温度不够则优先太阳能热泵1工作供热，若太阳能热泵1例如由于光照不足而不满足运行条件，由电锅炉2运行供热。
控制器3同时具备对整个系统的运行安全保护及设备缺陷判定功能，能自动调温、自动调压、自动补水、电极式低水位报警、过温超压保护；实时监测设备的运行状态，对可能造成系统故障的各种因素进行分析，确定系统故障原因，采取相应的纠正措施，提高系统的可靠性。
本实用新型的蓄热式电锅炉与太阳能热泵结合供热系统以系统稳定和运行成本为优化目标，在保证系统运行的稳定性同时充分考虑降低系统的运行成本，结合不同地区太阳辐射资源条件、用户负荷需求和当地峰谷电价政策，优化蓄热式电锅炉与太阳能热泵之间的配比，并充分考虑多时段控制、自动设定系统的工作方式与供热温度，最大程度利用资源，节约成本。
以上所述是本申请的优选实施方式，不以此限定本实用新型的保护范围，应当指出，对于该技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
Claims (5)
1.一种蓄热式电锅炉与太阳能热泵结合供热系统，包括太阳能热泵、电锅炉、控制器、保温箱、热水管、冷水管、用水组和水泵，其特征在于，所述太阳能热泵包括集热器、压缩机、水箱、冷凝盘管、膨胀阀、温度计、热出水口和冷出水口，所述集热器的第一端与所述水箱的第一端之间设有所述压缩机，所述集热器的第二端与所述膨胀阀的第二端之间设有所述温度计，所述膨胀阀的第一端与所述水箱的第二端相连，所述水箱内设有所述冷凝盘管，所述水箱的两端设有所述热出水口和所述冷出水口，所述热出水口与所述热水管相连、所述冷出水口与所述冷水管相连，所述电锅炉包括蓄热体、位于所述蓄热体的外层的绝缘层、位于所述蓄热体的内层的盘管、万向轮、热水口和冷水口，所述控制器包括温控模块，所述温控模块分别与所述太阳能热泵、所述电锅炉、所述保温箱和所述用水组相连，所述保温箱与所述用水组之间设有所述热水管和所述冷水管。
2.根据权利要求1所述的蓄热式电锅炉与太阳能热泵结合供热系统，其特征在于，所述电锅炉的热水口与所述热水管相连，所述电锅炉的冷水口通过所述水泵与所述冷水管相连，所述热水管、所述冷水管与所述保温箱相连。
3.根据权利要求1所述的蓄热式电锅炉与太阳能热泵结合供热系统，其特征在于，所述电锅炉的底部设有四个万向轮。
4.根据权利要求1所述的蓄热式电锅炉与太阳能热泵结合供热系统，其特征在于，所述用水组包括彼此并联的生活用水系统、饮用开水系统、风机盘管空调和采暖系统。
5.根据权利要求4所述的蓄热式电锅炉与太阳能热泵结合供热系统，其特征在于，所述生活用水系统、所述饮用开水系统、所述风机盘管空调与所述采暖系统均通过温度开关与所述温控模块相连。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN111853914A (zh) * | 2020-07-31 | 2020-10-30 | 陕西延长石油国际勘探开发工程有限公司 | 一种地热能耦合燃气锅炉供热系统 |
| CN112503616A (zh) * | 2020-11-16 | 2021-03-16 | 国网（天津）综合能源服务有限公司 | 一种多能源互补蓄热系统及其控制方法 |
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- 2018-08-10 CN CN201821288854.4U patent/CN208720341U/zh active Active
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