CN211575208U - 一种太阳能耦合地暖多能互补采暖系统 - Google Patents

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韩成明
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Abstract

本实用新型公开了一种太阳能耦合地暖多能互补采暖系统，包括设置于室外的太阳能机构、设置于室内的若干组直热末端和控制器，每组所述直热末端包括板式换热器、地暖机构和水暖机构；所述板式换热器的第一管路入水口通过用水机构与水源连接，所述板式换热器的第一管路出水口与所述太阳能机构入水口连通，所述用水机构与所述板式换热器之间的管路与所述太阳能机构的出水口连通。本实用新型采用上述结构的一种太阳能耦合地暖多能互补采暖系统，初期投资成本低，运行成本低，操作简单。

Description

一种太阳能耦合地暖多能互补采暖系统
技术领域
本实用新型涉及供暖设备技术领域，特别是涉及一种太阳能耦合地暖多能互补采暖系统。
背景技术
近年来，政府开展了户用煤改电项目，采用清洁能源或清洁供热技术，代替常规燃煤锅炉，解决农村冬季供暖问题，但现有的所有供暖系统中没有能够解决农村固有的取暖土炕、土灶等卧室睡觉取暖问题。
从振兴乡村、农村能源结构优化等长远发展来看，光热与多能互补非常适合农村能源结构的理想供暖方式，但由于农村固有的取暖土炕、土灶等卧室睡觉取暖问题，煤改电工程中炕上取暖问题暂无法解决，只能靠用户自己解决，像使用电褥子、碳晶、电热膜等技术，但初投资和使用成本较高。
冬天温度低，北方很多人都有睡炕的习惯，睡炕有利于晚上取暖。传统的炕需要烧火，会产生大量的烟尘，对环境污染严重，而且比较不卫生，不适合现代家庭的使用。地暖/水暖炕利用热水来取暖，在炕上铺设水暖炕板，水暖炕板内设水暖管路，通过加热管路内的水来取暖。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种太阳能耦合地暖多能互补采暖系统，初期投资成本低，运行成本低，操作简单。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种太阳能耦合地暖多能互补采暖系统，包括设置于室外的太阳能机构、设置于室内的若干组直热末端和控制器，每组所述直热末端包括板式换热器、地暖机构和水暖机构；
所述板式换热器的第一管路入水口通过用水机构与水源连接，所述板式换热器的第一管路出水口与所述太阳能机构入水口连通，所述用水机构与所述板式换热器之间的管路与所述太阳能机构的出水口连通；
所述板式换热器上第二管路的出水口通过恒温阀与所述地暖机构闭合连通，所述第一管路缠绕在所述第二管路的四周，所述恒温阀的第三端还与所述板式换热器第二管路的入水端管路连通；
所述太阳能机构上入水口的管路外侧设有第二温度传感器，其出水口管路上设有第一温度传感器，所述地暖机构入水口的地暖控制器上设有第三温度传感器，所述水暖机构入水口的水暖控制器上设有第四温度传感器；
所述控制器分别与所述地暖控制器、所述水暖控制器连接，所述控制器分别与所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器、所述第四温度传感器连接。
优选的，若干组所述直热末端之间通过并联或者串联连接。
优选的，所述板式换热器末端的出水口与所述太阳能机构之间的管路上设有依次连接的过滤球阀、循环泵和内丝球阀，所述控制器与所述循环泵连接。
优选的，所述太阳能机构的水箱上均设有排气口和溢流口。
优选的，所述水暖机构为水暖毯，所述水暖机构设置于用户床上，所述地暖机构设置于地面或炕上。
因此，本实用新型采用上述结构的一种太阳能耦合地暖多能互补采暖系统，具有以下技术优势：
(1)本实用新型的采暖系统一年四季可以提供室内炕上及房间地面取暖，同时提供生活用水，在任何天气下运行费用低，启动速度快，四季运行。
(2)相较于其他太阳能供暖系统太阳能保障率需要在30％以上，才能保证正常供暖，冬季房间白天的热负荷是全天总热负荷20％，本实用新型的采暖系统太阳能机构保障率只需在20％以内，就可以提供正常白天供暖，夜间直热末端依然可利用光热供暖。
(3)当用户夜间使用生活热水时，太阳能机构供暖温度不够设定温度时，用户可利用低谷电，费用极低。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1是本实用新型一种太阳能耦合地暖多能互补采暖系统实施例一的示意图；
图2是本实用新型一种太阳能耦合地暖多能互补采暖系统中循环泵的示意图；
图3是本实用新型一种太阳能耦合地暖多能互补采暖系统实施例二的示意图。
附图标记
1、太阳能机构；2、控制器；3、板式换热器；4、地暖机构；5、水暖机构；6、用水机构；7、水源；8、恒温阀；9、第一温度传感器；10、第二温度传感器；11、第三温度传感器；12、第四温度传感器；13、水暖控制器；14、地暖控制器；15、排气口；16、溢流口；17、过滤球阀；18、循环泵；19、内丝球阀。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实施方式做进一步的说明。
图1是本实用新型一种太阳能耦合地暖多能互补采暖系统实施例一的示意图，图2是本实用新型一种太阳能耦合地暖多能互补采暖系统中循环泵的示意图，图3是本实用新型一种太阳能耦合地暖多能互补采暖系统实施例二的示意图，如图所示，一种太阳能耦合地暖多能互补采暖系统，包括设置于室外的太阳能机构1、设置于室内的若干组直热末端和控制器2，太阳能机构1吸收热量，并将热量传递给直热末端，控制器2可以控制其热量的流向。太阳能机构1为一台或多台串并联使用，冬季充分利用太阳能量，进行采暖供热，降低冬季白天采暖使用费用。夏季充分利用太阳能量，获取生活用水，提高全年利用率。太阳能机构1的进水口小于出水口，用于多台串、并联集热器时循环更流畅。太阳能机构1的水箱上均设有排气口15和溢流口16，排气口15用于水箱的排气，溢流口16用于水箱的溢满。
每组直热末端包括板式换热器3、地暖机构4和水暖机构5，水暖机构5为水暖毯，水暖机构5设置于用户床上，可以直接对床表面进行加热。地暖机构4设置于地面或炕上，地暖机构4用于对地面或炕上的加热。
板式换热器3的第一管路入水口通过用水机构6与水源7连接，水源7为用水机构6提供冷水，同时可以为板式换热器3提供冷水。板式换热器3的第一管路出水口与太阳能机构1入水口连通，板式换热器3内热水散热后回到太阳能机构1进行吸热。用水机构6与板式换热器3之间的管路与太阳能机构1的出水口连通，太阳能机构1的热水可以直接进入板式换热器3中或者用水机构6中。
第一管路缠绕在第二管路的四周，第二管路吸收第一管路内热水的热量。板式换热器3上第二管路的出水口通过恒温阀8与地暖机构4闭合连通，第二管路的热水经过恒温阀8后进入地暖机构4中。恒温阀8的第三端还与板式换热器3第二管路的入水端管路连通，地暖机构4散热后的冷水可以经过恒温阀8回到地暖机构4中，通过调控恒温阀8可以调节地暖机构4中水温。
太阳能机构1的出水口管路上设有第一温度传感器9，第一温度传感器9用于监测太阳能机构1中热水温度。太阳能机构1上入水口的管路外侧设有第二温度传感器10，第二温度传感器10用于监测室外的温度，防止外侧管路冷冻。地暖机构4入水口的地暖控制器14上设有第三温度传感器11，第三温度传感器11可以监测地暖机构4中的水温。水暖机构5入水口的水暖控制器13上设有第四温度传感器12，第四温度传感器12可以监测水暖机构5中的水温。
控制器2分别与地暖控制器14、水暖控制器13连接，控制器2分别与第一温度传感器9、第二温度传感器10、第三温度传感器11、第四温度传感器12连接，控制器2通过监测不同温度传感器的数据信息实现对热量的调控。
板式换热器3末端的出水口与太阳能机构1之间的管路上设有依次连接的过滤球阀17、循环泵18和内丝球阀19，过滤球阀17和内丝球阀19可以实现水流的过滤。控制器2与循环泵18连接，控制器2可以控制循环泵18的运转，从而实现水流的控制。
若干组直热末端之间通过并联或者串联连接。单组直热末端安装时，室内地暖机构4的热量通过板式换热器3换得所需供暖热量，室内地暖机构4所需换热的板式换热器3通过管路与太阳能机构1的出水口连接，板式换热器3出水口通过管路与太阳能机构1的入水口连接。
两组直热末端串联时，室内地暖机构4的热量通过板式换热器3换得所需供暖热量，具体板式换热器3连接方法：房间一的室内地暖机构4所需换热的板式换热器3通过管路与太阳能机构1的出水口连接，房间一的板式换热器3出水口通过管路与房间二的板式换热器3的入水口连接，第二个房间的板式换热器3出水口通过管路与太阳能机构1的入水口连接。多台板式换热器3的连接方法同上。
两组直热末端并联时，室内地暖机构4的热量通过板式换热器3换得所需供暖热量，这样连接方式优点在于每个房间在不需要供暖时，可以根据用户供暖需求关闭不需要采暖房间板式换热器，具体连接方法为：板式换热器连接方法：每个室内地暖机构4所需换热的板式换热器3通过管路分别与太阳能机构1的出水口连接，每个室内的板式换热器3出水口通过管路分别与太阳能机构1的入水口连接。使用运行时，互不干涉。多台板式换热器3的连接方法同上。
本实用新型的采暖系统运行时，具体过程如下：
当太阳能机构1的全玻璃真空太阳集热管吸收到太阳辐射能量，将吸收的太阳辐射能量转换成热能。再利用相变传热原理，将热能迅速传递到全玻璃真空太阳集热管冷凝段处，再通过冷凝段进行传导换热给储热水箱内的水，从而使整个水箱内的水温逐渐升高。当控制器2检测到水箱内部温度达到启动温度时，控制启动循环泵18，实现供暖循环功能。
当高温热水循环过程中，地暖机构4通过板式换热器3获取热量，再通过恒温阀8调节水暖控制器13、地暖控制器14的循环功能将恒温阀8输出的恒温热水输送到硅胶管中，通过硅胶管的散热对房间内地面或炕供热，使室内温度更舒适。当控制器2设定温度和室内温度温差一致时，控制器2发出停止信号，停止循环功能，如此往复循环，实现户用供暖功能。
当天气不好或其他原因，太阳辐射能量不充足时，水箱内水温不能满足启动供暖功能使用要求时，地暖机构4可以启动地暖控制器14内电加热独立供暖。用户也可根据自己需要，手动调节地暖控制器、水暖控制器上的水温。
当室外管路温度低于设控制器设定温度时启动防冻措施，以保证正常供暖功能。
因此，本实用新型采用上述结构的一种太阳能耦合地暖多能互补采暖系统，初期投资成本低，运行成本低，操作简单。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本实用新型技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种太阳能耦合地暖多能互补采暖系统，其特征在于：包括设置于室外的太阳能机构、设置于室内的若干组直热末端和控制器，每组所述直热末端包括板式换热器、地暖机构和水暖机构；
所述板式换热器的第一管路入水口通过用水机构与水源连接，所述板式换热器的第一管路出水口与所述太阳能机构入水口连通，所述用水机构与所述板式换热器之间的管路与所述太阳能机构的出水口连通；
所述板式换热器上第二管路的出水口通过恒温阀与所述地暖机构闭合连通，所述第一管路缠绕在所述第二管路的四周，所述恒温阀的第三端还与所述板式换热器第二管路的入水端管路连通；
所述太阳能机构上入水口的管路外侧设有第二温度传感器，其出水口管路上设有第一温度传感器，所述地暖机构入水口的地暖控制器上设有第三温度传感器，所述水暖机构入水口的水暖控制器上设有第四温度传感器；
所述控制器分别与所述地暖控制器、所述水暖控制器连接，所述控制器分别与所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器、所述第四温度传感器连接。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能耦合地暖多能互补采暖系统，其特征在于：若干组所述直热末端之间通过并联或者串联连接。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能耦合地暖多能互补采暖系统，其特征在于：所述板式换热器末端的出水口与所述太阳能机构之间的管路上设有依次连接的过滤球阀、循环泵和内丝球阀，所述控制器与所述循环泵连接。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能耦合地暖多能互补采暖系统，其特征在于：所述太阳能机构的水箱上均设有排气口和溢流口。
5.根据权利要求1所述的一种太阳能耦合地暖多能互补采暖系统，其特征在于：所述水暖机构为水暖毯，所述水暖机构设置于用户床上，所述地暖机构设置于地面或炕上。
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