CN211060422U - 一种太阳能与燃气锅炉热媒联合全日制热水供应系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种太阳能与燃气锅炉热媒联合全日制热水供应系统，包括燃气炉、燃气炉热交换器、太阳能储热水罐、太阳能集热器和控制器；所述燃气炉与燃气炉热交换器并联连接，所述太阳能集热器与太阳能储热水罐并联连接，所述太阳能储热水罐与燃气炉热交换器串联连接，所述供水管道另接热水回水系统；所述太阳能储热水罐外接自来水补水，所述燃气炉热交换器外接热水用水系统进行供水；所述太阳能集热器与太阳能储热水罐连接的一条换热管道上连接有散热器；所述控制器通过线束分别与温度传感器和循环泵连接。本实用新型在原有基础上增设太阳能专用的太阳能储热水罐，使得太阳能得到了充分利用，而且节约了能源。

Description

一种太阳能与燃气锅炉热媒联合全日制热水供应系统

技术领域

本实用新型涉及太阳能供热领域，具体地，涉及一种太阳能与燃气锅炉热媒联合全日制热水供应系统。

背景技术

太阳能作为一种可再生能源，在建筑节能中越来越受到人们的重视。在工程中应用也比较广泛，但是纯粹的太阳能供热无法满足一些热水需求量大的单位如酒店、洗浴中心等，已经建成的这类单位大部分仍采用常规能源供热，其能耗大、费用高。针对这一问题，人们发明太阳能与燃气锅炉联合供热系统，用于新建这类项目的热水系统以及已建成使用项目的改造。目的是既可以节约能源，减少污染又可以满足单位的热水需求。但是由于系统设计缺陷或者控制不当，单位使用过程中经常出现太阳能没有得到利用的情况。

常规太阳能和燃气锅炉联合供热系统主要由太阳能集热器、燃气锅炉、热交换器、水管道供热设备和使用端等构成。该系统太阳能热媒和燃气锅炉热媒共用热交换器，热交换器出水供至用水点。该系统在使用过程中，为保证使用，热交换器内需始终保持水温50～60℃，由于太阳能热源的供热速度远低于燃气炉，故使用过程中基本为燃气炉工作，太阳能未得到充分利用。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种太阳能与燃气锅炉热媒联合全日制热水供应系统，本实用新型在原有基础上增设太阳能专用的太阳能储热水罐，太阳能集热器收集热量后，供至太阳能储热水罐，水罐内冷水得到加热，加热后水供至燃气炉热交换器，如果温度达到使用温度即可直接供至用水点，若是温度不够，启动控制系统，由燃气炉补充加热至达到使用温度后，供至用水点；不仅太阳能得到充分利用，而且实现了节约能源的目的。

根据本实用新型的一个方面，提供一种太阳能与燃气锅炉热媒联合全日制热水供应系统，包括燃气炉(1)、燃气炉热交换器(2)、太阳能储热水罐(3)、太阳能集热器(4)和控制器(13)；所述燃气炉(1)通过换热管道与燃气炉热交换器(2)并联连接，所述太阳能集热器(4)通过换热管道与太阳能储热水罐(3)并联连接，所述太阳能储热水罐(3)通过供水管道与燃气炉热交换器(2)串联连接，所述供水管道另接热水回水系统(21)；所述太阳能储热水罐(3)外接自来水供水(22)，所述燃气炉热交换器(2)外接热水用水系统(20)进行供水；所述太阳能集热器(4)与太阳能储热水罐(3)连接的一条换热管道上通过电动三通阀(23)连接有散热器(5)，另一条换热管道通过补液循环泵(12)与补液箱(6)连接，所述补液箱(6)另接自来水供水(22)；

所述太阳能集热器(4)与太阳能储热水罐(3)连接的一条换热管道上串联有第一热媒循环泵(9)，所述燃气炉(1)与燃气炉热交换器(2)连接的一条换热管道上串联有第二热媒循环泵(10)，所述供水管道靠近热水回水系统(21)的一端串联有热水循环泵(11)；

所述燃气炉热交换器(2)、太阳能储热水罐(3)中分别设有第四温度传感器(17)和第二温度传感器(15)，所述燃气炉(1)和太阳能集热器(4)的热媒流出口处分别设有第六温度传感器(19)和第一温度传感器(14)，所述供水管道靠近热水回水系统(21)的一端设有第五温度传感器(18)，所述换热管道与散热器(5)连接的管路上设有第三温度传感器(16)；

所述第一温度传感器(14)、第二温度传感器(15)、第三温度传感器(16)、第四温度传感器(17)、第五温度传感器(18)、第六温度传感器(19)、第一热媒循环泵(9)、第二热媒循环泵(10)、热水循环泵(11)和补液循环泵(12)均通过线束与控制器(13)连接。

优选的，所述第一温度传感器(14)和第二温度传感器(15)分别监测太阳能集热器(4)内的热媒温度T1和太阳能储热水罐(3)内的水温T2，当T1-T2≥10℃时，第一热媒循环泵(9)启动运行，所述太阳能集热器(4)通过换热管道给太阳能储热水罐(3)供热；当T1-T2≤2℃时，所述第一热媒循环泵(9)延时预设时长后停止运行，所述太阳能集热器(4)停止给太阳能储热水罐(3)供热。集热循环泵延时停止运行使得可充分利用换热管道中的高温热媒，预设时长可调，如设置为30秒等。

优选的，所述第四温度传感器(17)监测燃气炉热交换器(2)内的水温T4，当T4≤55℃时，所述燃气炉(1)自动启动，对燃气炉热交换器(2)内的水进行二次辅助加热；当T4＝60℃时，所述燃气炉(1)自动关闭，结束辅助加热过程。燃气炉(1)作为辅助加热使用。

优选的，所述第五温度传感器(18)监测热水回水系统(21)出水端的水温T5，当T5＜50℃时，热水循环泵(11)自动启动，当T5＞55℃时，热水循环泵(11)自动关闭。可通过控制器(13)对热水回水系统(21)进行定温/定时热水循环回水控制。

优选的，所述第三温度传感器(16)监测太阳能集热器(4)输送给太阳能储热水罐(3)的热媒的温度T3，当T3>95℃时，所述电动三通阀(23)中朝向散热器(5)的阀口和朝向太阳能集热器(4)的阀口打开，朝向太阳能储热水罐(3)的阀口关闭，所述散热器(5)和第一热媒循环泵(9)自动启动，进行散热循环；当T3<80℃时，所述电动三通阀(23)中朝向太阳能储热水罐(3)的阀口和朝向太阳能集热器(4)的阀口打开，朝向散热器(5)的阀口关闭，所述散热器(5)关闭；当T1>110℃时，系统过热报警，如此可以有效防止过热。

优选的，所述燃气炉热交换器(2)另接有第一膨胀罐(8)，所述第一膨胀罐(8)和热水用水系统(20)串联连接；所述太阳能集热器(4)与太阳能储热水罐(3)连接的一条换热管道上连接有第二膨胀罐(7)。

优选的，所述换热管道和供水管路中充有防冻能力不低于零下10℃的防冻液，进行防冻保护。

优选的，所述控制器(13)采用PLC控制器，所述控制器(13)设置在控制柜中，所述控制柜上设有触摸屏。采用触摸屏做人机界面，显示简易系统图，以及监视整个系统运行状态，设置运行参数等。通过巨合采集模块，采集各个点的温度，并显示在触摸屏上。

优选的，所述补液循环泵(12)上并联有检修用的安全阀(24)。

优选的，所述燃气炉热交换器(2)和太阳能储热水罐(3)的底部设有排污管(25)。

优选的，所述太阳能集热器(4)为平板型太阳能集热器；所述燃气炉热交换器(2)为闭式型燃气炉热交换器，所述太阳能储热水罐(3)为闭式型太阳能储热水罐。

工作原理：太阳能集热器吸收热量，通过换热管道将热媒输送至太阳能储热水罐，将太阳能储热水罐内的水加热，加热后的水通过管道输送至燃气炉热交换器中，若水温达到使用温度要求，直接从燃气炉热交换器输出供至用水点；若使用温度未达到使用温度要求，则由燃气炉向燃气炉热交换器提供热媒进一步加热提升水温，直至达到使用温度要求后从燃气炉热交换器输出供至用水点。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

(1)本实用新型所涉及的太阳能与燃气锅炉热媒联合全日制热水供应系统，原有基础上增设太阳能专用的太阳能储热水罐，太阳能集热器收集热量后，供至太阳能储热水罐，水罐内冷水得到加热，加热后水供至燃气炉热交换器，如果温度达到使用温度即可直接供至用水点，若是温度不够，启动控制系统，由燃气炉补充加热至达到使用温度后，供至用水点；

(2)本实用新型所涉及的太阳能与燃气锅炉热媒联合全日制热水供应系统，不仅太阳能得到充分利用，而且实现了节约能源的目的

(3)本实用新型所涉及的太阳能与燃气锅炉热媒联合全日制热水供应系统，通过自来水的压力自动补水，冷热水同源，提高用水舒适度；

(4)本实用新型所涉及的太阳能与燃气锅炉热媒联合全日制热水供应系统，可操作性强，既充分利用了太阳能，又满足了用水温度要求；

(5)本实用新型所涉及的太阳能与燃气锅炉热媒联合全日制热水供应系统，燃气炉作为辅助加热，大大降低了燃气炉的使用能耗，节约了能源，减少了污染；

(6)本实用新型所涉及的太阳能与燃气锅炉热媒联合全日制热水供应系统，热水回水系统可进行定温/定时热水循环回水控制，灵活多变，实用性强；

(7)本实用新型所涉及的太阳能与燃气锅炉热媒联合全日制热水供应系统，设有防过热系统，提高了安全性；

(8)本实用新型所涉及的太阳能与燃气锅炉热媒联合全日制热水供应系统，结构简单，设计巧妙，效果显著，易于加工与装配，成本低，适合大范围推广。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型太阳能与燃气锅炉热媒联合全日制热水供应系统的连接示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

实施例

本实施例提供一种太阳能与燃气锅炉热媒联合全日制热水供应系统，其结构详见附图1所示：包括燃气炉1、燃气炉热交换器2、太阳能储热水罐3、太阳能集热器4和控制器13；所述燃气炉1通过换热管道与燃气炉热交换器2并联连接，所述太阳能集热器4通过换热管道与太阳能储热水罐3并联连接，所述太阳能储热水罐3通过供水管道与燃气炉热交换器2串联连接，所述供水管道另接热水回水系统21；所述太阳能储热水罐3外接自来水供水22，所述燃气炉热交换器2外接热水用水系统20进行供水；所述太阳能集热器4与太阳能储热水罐3连接的一条换热管道上通过电动三通阀23连接有散热器5，另一条换热管道通过补液循环泵12与补液箱6连接，所述补液箱6另接自来水供水22；

所述太阳能集热器4与太阳能储热水罐3连接的一条换热管道上串联有第一热媒循环泵9，所述燃气炉1与燃气炉热交换器2连接的一条换热管道上串联有第二热媒循环泵10，所述供水管道靠近热水回水系统21的一端串联有热水循环泵11；

所述燃气炉热交换器2、太阳能储热水罐3中分别设有第四温度传感器17和第二温度传感器15，所述燃气炉1和太阳能集热器4的热媒流出口处分别设有第六温度传感器19和第一温度传感器14，所述供水管道靠近热水回水系统21的一端设有第五温度传感器18，所述换热管道与散热器5连接的管路上设有第三温度传感器16；

所述第一温度传感器14、第二温度传感器15、第三温度传感器16、第四温度传感器17、第五温度传感器18、第六温度传感器19、第一热媒循环泵9、第二热媒循环泵10、热水循环泵11和补液循环泵12均通过线束与控制器13连接。

进一步的，所述第一温度传感器14和第二温度传感器15分别监测太阳能集热器4内的热媒温度T1和太阳能储热水罐3内的水温T2，当T1-T2≥10℃时，第一热媒循环泵9启动运行，所述太阳能集热器4通过换热管道给太阳能储热水罐3供热；当T1-T2≤2℃时，所述第一热媒循环泵9延时预设时长后停止运行，所述太阳能集热器4停止给太阳能储热水罐3供热。集热循环泵延时停止运行使得可充分利用换热管道中的高温热媒，预设时长可调，如设置为30秒等。

进一步的，所述第四温度传感器17监测燃气炉热交换器2内的水温T4，当T4≤55℃时，所述燃气炉1自动启动，对燃气炉热交换器2内的水进行二次辅助加热；当T4＝60℃时，所述燃气炉1自动关闭，结束辅助加热过程。燃气炉1作为辅助加热使用。

进一步的，所述第五温度传感器18监测热水回水系统21出水端的水温T5，当T5＜50℃时，热水循环泵11自动启动，当T5＞55℃时，热水循环泵11自动关闭。可通过控制器13对热水回水系统21进行定温/定时热水循环回水控制。

进一步的，所述第三温度传感器16监测太阳能集热器4输送给太阳能储热水罐3的热媒的温度T3，当T3>95℃时，所述电动三通阀23中朝向散热器5的阀口和朝向太阳能集热器4的阀口打开，朝向太阳能储热水罐3的阀口关闭，所述散热器5和第一热媒循环泵9自动启动，进行散热循环；当T3<80℃时，所述电动三通阀23中朝向太阳能储热水罐3的阀口和朝向太阳能集热器4的阀口打开，朝向散热器5的阀口关闭，所述散热器5关闭；当T1>110℃时，系统过热报警。如此可以有效防止过热。

进一步的，所述燃气炉热交换器2另接有第一膨胀罐8，所述第一膨胀罐8和热水用水系统20串联连接；所述太阳能集热器4与太阳能储热水罐3连接的一条换热管道上连接有第二膨胀罐7。

进一步的，所述换热管道和供水管路中充有防冻能力不低于零下10℃的防冻液，进行防冻保护。

进一步的，所述控制器13采用PLC控制器，所述控制器13设置在控制柜中，所述控制柜上设有触摸屏。采用触摸屏做人机界面，显示简易系统图，以及监视整个系统运行状态，设置运行参数等。通过巨合采集模块，采集各个点的温度，并显示在触摸屏上。

进一步的，所述补液循环泵12上并联有检修用的安全阀24。

进一步的，所述燃气炉热交换器2和太阳能储热水罐3的底部设有排污管25。

进一步的，所述太阳能集热器4为平板型太阳能集热器；所述燃气炉热交换器2为闭式型燃气炉热交换器，所述太阳能储热水罐3为闭式型太阳能储热水罐。

工作原理：太阳能集热器吸收热量，通过换热管道将热媒输送至太阳能储热水罐，将太阳能储热水罐内的水加热，加热后的水通过管道输送至燃气炉热交换器中，若水温达到使用温度要求，直接从燃气炉热交换器输出供至用水点；若使用温度未达到使用温度要求，则由燃气炉向燃气炉热交换器提供热媒进一步加热提升水温，直至达到使用温度要求后从燃气炉热交换器输出供至用水点。

本实施例具有如下的有益效果：

(1)原有基础上增设太阳能专用的太阳能储热水罐，太阳能集热器收集热量后，供至太阳能储热水罐，水罐内冷水得到加热，加热后水供至燃气炉热交换器，如果温度达到使用温度即可直接供至用水点，若是温度不够，启动控制系统，由燃气炉补充加热至达到使用温度后，供至用水点；

(2)不仅太阳能得到充分利用，而且实现了节约能源的目的

(3)通过自来水的压力自动补水，冷热水同源，提高用水舒适度；

(4)可操作性强，既充分利用了太阳能，又满足了用水温度要求；

(5)燃气炉作为辅助加热，大大降低了燃气炉的使用能耗，节约了能源，减少了污染；

(6)热水回水系统可进行定温/定时热水循环回水控制，灵活多变，实用性强；

(7)设有防过热系统，提高了安全性；

(8)结构简单，设计巧妙，效果显著，易于加工与装配，成本低，适合大范围推广。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。

Claims (10)

1.一种太阳能与燃气锅炉热媒联合全日制热水供应系统，其特征在于，包括燃气炉(1)、燃气炉热交换器(2)、太阳能储热水罐(3)、太阳能集热器(4)和控制器(13)；所述燃气炉(1)通过换热管道与燃气炉热交换器(2)并联连接，所述太阳能集热器(4)通过换热管道与太阳能储热水罐(3)并联连接，所述太阳能储热水罐(3)通过供水管道与燃气炉热交换器(2)串联连接，所述供水管道另接热水回水系统(21)；所述太阳能储热水罐(3)外接自来水供水(22)，所述燃气炉热交换器(2)外接热水用水系统(20)进行供水；所述太阳能集热器(4)与太阳能储热水罐(3)连接的一条换热管道上通过电动三通阀(23)连接有散热器(5)，另一条换热管道通过补液循环泵(12)与补液箱(6)连接，所述补液箱(6)另接自来水供水(22)；

所述太阳能集热器(4)与太阳能储热水罐(3)连接的一条换热管道上串联有第一热媒循环泵(9)，所述燃气炉(1)与燃气炉热交换器(2)连接的一条换热管道上串联有第二热媒循环泵(10)，所述供水管道靠近热水回水系统(21)的一端串联有热水循环泵(11)；

所述燃气炉热交换器(2)、太阳能储热水罐(3)中分别设有第四温度传感器(17)和第二温度传感器(15)，所述燃气炉(1)和太阳能集热器(4)的热媒流出口处分别设有第六温度传感器(19)和第一温度传感器(14)，所述供水管道靠近热水回水系统(21)的一端设有第五温度传感器(18)，所述换热管道与散热器(5)连接的管路上设有第三温度传感器(16)；

所述第一温度传感器(14)、第二温度传感器(15)、第三温度传感器(16)、第四温度传感器(17)、第五温度传感器(18)、第六温度传感器(19)、第一热媒循环泵(9)、第二热媒循环泵(10)、热水循环泵(11)和补液循环泵(12)均通过线束与控制器(13)连接。

2.根据权利要求1所述的太阳能与燃气锅炉热媒联合全日制热水供应系统，其特征在于，所述第一温度传感器(14)和第二温度传感器(15)分别监测太阳能集热器(4)内的热媒温度T1和太阳能储热水罐(3)内的水温T2，当T1-T2≥10℃时，第一热媒循环泵(9)启动运行，所述太阳能集热器(4)通过换热管道给太阳能储热水罐(3)供热；当T1-T2≤2℃时，所述第一热媒循环泵(9)延时预设时长后停止运行，所述太阳能集热器(4)停止给太阳能储热水罐(3)供热。

3.根据权利要求1所述的太阳能与燃气锅炉热媒联合全日制热水供应系统，其特征在于，所述第四温度传感器(17)监测燃气炉热交换器(2)内的水温T4，当T4≤55℃时，所述燃气炉(1)自动启动，对燃气炉热交换器(2)内的水进行二次辅助加热；当T4＝60℃时，所述燃气炉(1)自动关闭，结束辅助加热过程。

4.根据权利要求1所述的太阳能与燃气锅炉热媒联合全日制热水供应系统，其特征在于，所述第五温度传感器(18)监测热水回水系统(21)出水端的水温T5，当T5＜50℃时，热水循环泵(11)自动启动，当T5＞55℃时，热水循环泵(11)自动关闭。

5.根据权利要求1所述的太阳能与燃气锅炉热媒联合全日制热水供应系统，其特征在于，所述第三温度传感器(16)监测太阳能集热器(4)输送给太阳能储热水罐(3)的热媒的温度T3，当T3>95℃时，所述电动三通阀(23)中朝向散热器(5)的阀口和朝向太阳能集热器(4)的阀口打开，朝向太阳能储热水罐(3)的阀口关闭，所述散热器(5)和第一热媒循环泵(9)自动启动，进行散热循环；当T3<80℃时，所述电动三通阀(23)中朝向太阳能储热水罐(3)的阀口和朝向太阳能集热器(4)的阀口打开，朝向散热器(5)的阀口关闭，所述散热器(5)关闭；当T1>110℃时，系统过热报警。

6.根据权利要求1所述的太阳能与燃气锅炉热媒联合全日制热水供应系统，其特征在于，所述燃气炉热交换器(2)另接有第一膨胀罐(8)，所述第一膨胀罐(8)和热水用水系统(20)串联连接；所述太阳能集热器(4)与太阳能储热水罐(3)连接的一条换热管道上连接有第二膨胀罐(7)。

7.根据权利要求1所述的太阳能与燃气锅炉热媒联合全日制热水供应系统，其特征在于，所述换热管道和供水管路中充有防冻能力不低于零下10℃的防冻液。

8.根据权利要求1所述的太阳能与燃气锅炉热媒联合全日制热水供应系统，其特征在于，所述控制器(13)采用PLC控制器，所述控制器(13)设置在控制柜中，所述控制柜上设有触摸屏。

9.根据权利要求1所述的太阳能与燃气锅炉热媒联合全日制热水供应系统，其特征在于，所述补液循环泵(12)上并联有检修用的安全阀(24)。

10.根据权利要求1所述的太阳能与燃气锅炉热媒联合全日制热水供应系统，其特征在于，所述太阳能集热器(4)为平板型太阳能集热器；所述燃气炉热交换器(2)为闭式型燃气炉热交换器，所述太阳能储热水罐(3)为闭式型太阳能储热水罐。

Images