CN210070034U - 一种复合能源毛细管供暖系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种复合能源毛细管供暖系统，属于室内供暖领域。其包括如下主要组成部分：太阳能集热器，用于太阳热收集和生产热水；蓄热水箱，用于系统热量的储存和调节；燃气热水器，用于太阳能集热器的辅助热源；毛细管，用于加热室内空气；循环泵，用于热水循环；传感器，用于检测水箱水位和热水温度；电磁阀，用于太阳能集热器与燃气热水器二者的管路切换；智能控制器，用于系统运行的启停和转换控制。本实用新型采用集热装置将太阳热收集、存储后，经高效毛细管散热末端向室内供暖，同时以燃气热水器作为太阳能的辅助热源，提高供暖的稳定性。本实用新型是一种节能环保型的供暖系统，不需要耗费大量电能，十分适用于分散室内供暖。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种复合能源毛细管供暖系统，属于室内供暖领域。
背景技术
我国集中供暖以淮河-秦岭为南北分界线，北方实行集中供暖，南方为非集中供暖区域。分界线南边广大中东部地区属于夏热冬冷气候，累年日平均温度稳定低于或等于5℃的日数为60天至89天，冬季不仅室外温度低，而且空气湿度较大，这就导致冬季室内阴冷、舒适度差。2017年政府工作报告提出打赢“蓝天保卫战”，加快解决燃煤污染问题。天然气作为相对高效的清洁能源，受到政府和市场的青睐，“煤改气”作为改善空气质量的重要措施得到大范围的推广，甚至还能给予政策补贴，既保护了环境，又节约了成本。另外，该区域的太阳能资源基本属于较丰富区和可利用区。为此，开发一种复合能源毛细管供暖系统，将太阳能和天然气用于非集中供暖地区的冬季供暖，对改善能源结构、扩大供暖范围、提高居住环境和缓解环境污染都具有重大意义。
发明内容
针对我国广大夏热冬冷气候的地区冬季无法实现集中供暖的问题，本实用新型的目的是开发一种复合能源毛细管供暖系统。通过此系统可以有效地提高居住环境和扩大供暖范围。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种复合能源毛细管供暖系统，其包括如下组成部分：
太阳能集热器(1)：为平板型集热器，用于收集太阳辐射热并生产热水；
燃气热水器(2)：与太阳能集热器并联安装，用于太阳能集热器的辅助热源；
毛细管网(3)：采用4.3*0.8mm的PPR塑料毛细管组成的间隔为10mm-30mm的网栅，用于加热室内空气；
蓄热水箱(4)：为圆柱形结构，自带外保温层，用于存储和调节热水；
太阳能集热系统循环泵(5)：位于蓄热水箱出水口与太阳能集热器进水口之间的管道上，用于强迫太阳能集热循环水的流动；
采暖循环泵(6)：位于蓄热水箱进水口与毛细管出水口之间的管道上，用于强迫毛细管供暖系统循环水的流动；
电磁阀(7.1、7.2、7.3、7.4)：位于太阳能集热器和燃气热水器进出口管路上，用于太阳能集热器与燃气热水器二者的管路切换；
电磁阀(7.5)：位于蓄热水箱上部侧面，用于水箱或系统补水控制阀；
截止阀(8.1、8.2、8.3、8.4)：位于蓄热水箱进出口管路处，用于管路检修和维护；
温度传感器(9.1、9.2)：位于蓄热水箱上部和太阳能集热器出口处，用于检测热水温度；
过滤器(10.1、10.2)：为Y型过滤器，位于循环水泵的入口前，用于防止杂质进入太阳能集热器和毛细管网；
溢流管(11)：为塑料管，位于蓄热水箱的上部侧面，用于排除补入蓄热水箱过量的水；
液位传感器(12)：位于蓄热水箱内，用于控制补水电磁阀的开关；
智能控制器(13)：为可编程控制器PLC，用于系统运行的启停和转换控制；
隔板(14)：为不锈钢材质，用于保持水箱内冷热水分层；
矩形孔(15)：设于隔板上，用于水流流动通道；
优选的，所述的蓄热水箱(4)底层隔板(14)处的水在太阳能集热系统循环泵(5)的动力下，依次经过截止阀(8.3)、过滤器(10.2)、电磁阀(7.2)、太阳能集热器(1)和电磁阀(7.1)，水被加热后流进蓄热水箱(4)，构成太阳能集热循环系统。
优选的，所述的蓄热水箱(4)底层隔板(14)处的水在太阳能集热系统循环泵(5)的动力下，依次经过截止阀(8.3)、过滤器(10.2)、电磁阀(7.3)、燃气热水器(2)和电磁阀(7.4)，水被加热后流进蓄热水箱(4)，构成燃气热水器加热循环系统。
优选的，所述的蓄热水箱(4)顶层隔板(14)处的水在采暖循环泵(6)的动力下，依次经过截止阀(8.1)、毛细管网(3)、过滤器(10.1)和截止阀(8.2)，水将热量传给室内空气后流进蓄热水箱(4)，构成采暖循环系统。
优选的，所述的智能控制器(13)连接有温度传感器(9.1、9.2)、电磁阀(7.1、7.2、7.3、7.4、7.5)、太阳能集热系统循环泵(5)、采暖循环泵(6)、液位传感器(12)和燃气热水器点火装置。
优选的，所述的蓄热水箱(4)内置隔板(14)，隔板(14)上有矩形孔(15)，矩形孔(15)可通过水流。
本实用新型的有益效果在于：
本实用新型是一种节能环保型的供暖系统，热源为清洁太阳资源和天然气能源，节能减排效果好，不需要耗费大量电能，即可以维持冬季室内的热舒适度，十分适用于分散室内供暖。本实用新型利用高效太阳能平板集热器进行光热转换，使得冷水流经集热器时可以充分地吸收热量；该系统加载了智能控制模块，在太阳强度不足或阴雨天时，切换燃气热水器作为辅助热源，保证供暖所需的热量；为了提高太阳能的热利用效率，采用要求热水温度较低的毛细管网作为散热末端，毛细管主要以辐射的方式在室内传热，不仅能够提升供暖房间的热舒适度，还可以延长供暖时间。
附图说明
图1是本实用新型的系统组成示意图。
图2是本实用新型的蓄热水箱内置隔板示意图。
图中标记的含义如下：
图1中：太阳能集热器—1，燃气热水器—2，毛细管网—3，蓄热水箱—4，太阳能集热系统循环泵—5，采暖循环泵—6，电磁阀—7，截止阀—8，温度传感器—9，过滤器—10，溢流管—11，液位传感器—12，智能控制器—13，隔板—14。
图2中：隔板—14，矩形孔—15。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、操作方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步详细描述：
如图1所示，一种复合能源毛细管供暖系统，其包括如下组成部分：
太阳能集热器(1)：为平板型集热器，用于收集太阳辐射热并生产热水；
燃气热水器(2)：与太阳能集热器并联安装，用于太阳能集热器的辅助热源；
毛细管网(3)：采用4.3*0.8mm的PPR塑料毛细管组成的间隔为10mm-30mm的网栅，用于加热室内空气；
蓄热水箱(4)：为圆柱形结构，自带外保温层，用于存储和调节热水；
太阳能集热系统循环泵(5)：位于蓄热水箱出水口与太阳能集热器进水口之间的管道上，用于强迫太阳能集热循环水的流动；
采暖循环泵(6)：位于蓄热水箱进水口与毛细管出水口之间的管道上，用于强迫毛细管供暖系统循环水的流动；
电磁阀(7.1、7.2、7.3、7.4)：位于太阳能集热器和燃气热水器进出口管路上，用于太阳能集热器与燃气热水器二者的管路切换；
电磁阀(7.5)：位于蓄热水箱上部侧面，用于水箱或系统补水控制阀；
截止阀(8.1、8.2、8.3、8.4)：位于蓄热水箱进出口管路处，用于管路检修和维护；
温度传感器(9.1、9.2)：位于蓄热水箱上部和太阳能集热器出口处，用于检测热水温度；
过滤器(10.1、10.2)：为Y型过滤器，位于循环水泵的入口前，用于防止杂质进入太阳能集热器和毛细管网；
溢流管(11)：为塑料管，位于蓄热水箱的上部侧面，用于排除补入蓄热水箱过量的水；
液位传感器(12)：位于蓄热水箱内，用于控制补水电磁阀的开关；
智能控制器(13)：为可编程控制器PLC，用于系统运行的启停和转换控制；
隔板(14)：为不锈钢材质，用于保持水箱内冷热水分层；
矩形孔(15)：设于隔板上，用于水流流动通道；
优选的，所述的蓄热水箱(4)底层隔板(14)处的水在太阳能集热系统循环泵(5)的动力下，依次经过截止阀(8.3)、过滤器(10.2)、电磁阀(7.2)、太阳能集热器(1)和电磁阀(7.1)，水被加热后流进蓄热水箱(4)，构成太阳能集热循环系统。
优选的，所述的蓄热水箱(4)底层隔板(14)处的水在太阳能集热系统循环泵(5)的动力下，依次经过截止阀(8.3)、过滤器(10.2)、电磁阀(7.3)、燃气热水器(2)和电磁阀(7.4)，水被加热后流进蓄热水箱(4)，构成燃气热水器加热循环系统。
优选的，所述的蓄热水箱(4)顶层隔板(14)处的水在采暖循环泵(6)的动力下，依次经过截止阀(8.1)、毛细管网(3)、过滤器(10.1)和截止阀(8.2)，水将热量传给室内空气后流进蓄热水箱(4)，构成采暖循环系统。
优选的，所述的智能控制器(13)连接有温度传感器(9.1、9.2)、电磁阀(7.1、7.2、7.3、7.4、7.5)、太阳能集热系统循环泵(5)、采暖循环泵(6)、液位传感器(12)和燃气热水器点火装置。
优选的，所述的蓄热水箱(4)内置隔板(14)，隔板(14)上有矩形孔(15)，矩形孔(15)可通过水流。
结合附图中图1对本实用新型的工作过程进行说明：
系统开始运行前，智能控制器13打开电磁阀7.5向蓄热水箱内注水，当液位传感器12检测到最高水位时关闭电磁阀7.5，此时系统补水完成。
太阳能集热系统采用动温差方式运行，运行初期，当温度传感器9.2与温度传感器9.1的温差大于5℃时，控制器13启动集热循环泵5，打开电磁阀7.1和7.2，将蓄热水箱4内的水抽到太阳能集热器1内，通过不断循环，蓄热水箱4内的水温不断升高。当温度传感器9.2与温度传感器9.1的温度基本平衡时，关闭集热循环泵5。当温度传感器9.1的温度达到35℃时，控制器启动采暖循环泵6，水箱热水流经毛细管3时，热量在毛细管3表面以辐射和对流的方式传给室内空气，降温后的水回至蓄热水箱4。系统运行期间，如当温度传感器9.1的温度小于35℃时，控制器13关闭电磁阀7.1和7.2，打开电磁阀7.3和7.4，并同时启动燃气热水器2，维持供暖系统所需的热量。当温度传感器9.2的温度为40℃时，又重新切换到太阳能集热运行模式。
需要说明的是蓄热水箱4内不同高度安装隔板14，隔板14的作用是减少冷热水在水箱内的扰动，保持冷热水的热力分层。隔板上设置矩形孔15，确保水流通道。
最后应当说明的是，以上具体实施方案仅用以说明本实用新型，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的主旨和范围内，对本实用新型的技术方案进行适当修改或润饰应视为专利的保护范围。
Claims (6)
1.一种复合能源毛细管供暖系统，其特征在于包括如下组成部分：
太阳能集热器(1)：为平板型集热器，用于收集太阳辐射热并生产热水；
燃气热水器(2)：与太阳能集热器并联安装，用于太阳能集热器的辅助热源；
毛细管网(3)：采用4.3*0.8mm的PPR塑料毛细管组成的间隔为10mm-30mm的网栅，用于加热室内空气；
蓄热水箱(4)：为圆柱形结构，自带外保温层，用于存储和调节热水；
太阳能集热系统循环泵(5)：位于蓄热水箱出水口与太阳能集热器进水口之间的管道上，用于强迫太阳能集热循环水的流动；
采暖循环泵(6)：位于蓄热水箱进水口与毛细管出水口之间的管道上，用于强迫毛细管供暖系统循环水的流动；
电磁阀(7.1、7.2、7.3、7.4)：位于太阳能集热器和燃气热水器进出口管路上，用于太阳能集热器与燃气热水器二者的管路切换；
电磁阀(7.5)：位于蓄热水箱上部侧面，用于水箱或系统补水控制阀；
截止阀(8.1、8.2、8.3、8.4)：位于蓄热水箱进出口管路处，用于管路检修和维护；
温度传感器(9.1、9.2)：位于蓄热水箱上部和太阳能集热器出口处，用于检测热水温度；
过滤器(10.1、10.2)：为Y型过滤器，位于循环水泵的入口前，用于防止杂质进入太阳能集热器和毛细管网；
溢流管(11)：为塑料管，位于蓄热水箱的上部侧面，用于排除补入蓄热水箱过量的水；
液位传感器(12)：位于蓄热水箱内，用于控制补水电磁阀的开关；
智能控制器(13)：为可编程控制器PLC，用于系统运行的启停和转换控制；
隔板(14)：为不锈钢材质，用于保持水箱内冷热水分层；
矩形孔(15)：设于隔板上，用于水流流动通道。
2.根据权利要求1所述的一种复合能源毛细管供暖系统，其特征在于：所述的蓄热水箱(4)底层隔板(14)处的水在太阳能集热系统循环泵(5)的动力下，依次经过截止阀(8.3)、过滤器(10.2)、电磁阀(7.2)、太阳能集热器(1)和电磁阀(7.1)，水被加热后流进蓄热水箱(4)，构成太阳能集热循环系统。
3.根据权利要求1所述的一种复合能源毛细管供暖系统，其特征在于：所述的蓄热水箱(4)底层隔板(14)处的水在太阳能集热系统循环泵(5)的动力下，依次经过截止阀(8.3)、过滤器(10.2)、电磁阀(7.3)、燃气热水器(2)和电磁阀(7.4)，水被加热后流进蓄热水箱(4)，构成燃气热水器加热循环系统。
4.根据权利要求1所述的一种复合能源毛细管供暖系统，其特征在于：所述的蓄热水箱(4)顶层隔板(14)处的水在采暖循环泵(6)的动力下，依次经过截止阀(8.1)、毛细管网(3)、过滤器(10.1)和截止阀(8.2)，水将热量传给室内空气后流进蓄热水箱(4)，构成采暖循环系统。
5.根据权利要求1所述的一种复合能源毛细管供暖系统，其特征在于：所述的智能控制器(13)连接有温度传感器(9.1、9.2)、电磁阀(7.1、7.2、7.3、7.4、7.5)、太阳能集热系统循环泵(5)、采暖循环泵(6)、液位传感器(12)和燃气热水器点火装置。
6.根据权利要求2所述的一种复合能源毛细管供暖系统，其特征在于：所述的蓄热水箱(4)内置隔板(14)，隔板(14)上有矩形孔(15)，矩形孔(15)可通过水流。
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