CN212390453U - 一种具有分水装置的太阳能结合电能的供热系统 - Google Patents

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韩成明
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Abstract

本实用新型公开了一种具有分水装置的太阳能结合电能的供热系统，其特征在于，包括：外接本体，所述外接本体包括板式换热器、非承压换热器及承压换热器；沿冷水的出水口方向设有三通阀，所述三通阀出水口与所述外接本体的进水口连接，所述外接本体的出水口与光能集热器的进水口连接；所述光能集热器的出水口与若干电蓄热水暖器的进水口连接，所述电蓄热水暖器出水口与所述循环泵的进水口连接，所述循环泵的出水口与所述三通阀进水口连接，所述电蓄热水暖器通过所述介质循环管路及所述外接本体与所述光能集热器连通；控制器，所述控制器与所述循环泵通信连接，所述控制器用于管理及监测供热系统的实时运行数据。

Description

一种具有分水装置的太阳能结合电能的供热系统
技术领域
本实用新型涉及新能源技术领域，具体来说，涉及一种具有分水装置的太阳能结合电能的供热系统。
背景技术
随着北方清洁供暖规划和蓝天保卫战的实施，各种煤改电的技术方案层出不穷、各有优势，该技术主要包括热泵、电加热器、燃气和生物质等，其中在京津地区主要以空气源热泵为主，除京津以外地区主要以燃气壁挂炉、直热式电加热器为主；由于煤改电项目属于政府性出资，用户受益，企业实施的项目，因此，结合政府与用户及企业三方面分析，政府控制基础的运行补贴成本，且逐步取消补贴，用户需求运行费用低，系统简单可靠，企业需要提供系统安全可靠、操作简易，且总投资成本能够满足政府资金要求，并具有市场价值的产品；针对三方的需求，亟待开发一款新型的供热系统，该系统应满足政府投资补贴少、用户运行成本低、企业获益，达到三方共赢；
在各种能源中，以运行成本考虑，以太阳能光热的运行成本最低，但完全采用太阳能光热将导致初期投资过高，非供暖季节能源浪费严重；为解决现有技术能源浪费及使用模式单一的问题，亟待推出一款供暖模式与日常热水模式并存的新型太阳能耦合电辅助供热系统，在能够满足以上三方需求的同时，运用太阳能和电能灵活切换补偿的供暖方式，实现能源的梯级利用，能够降低供暖模式及日常热水模式的运行成本，并满足全天的供暖及热水使用需求。
实用新型内容
针对相关技术中的上述技术问题，本实用新型提出一种具有分水装置的太阳能结合电能的供热系统，通过供暖模式与日常热水模式并存的新型太阳能耦合电辅助供热系统，能够满足全天的供暖及用户日常生活热水使用需求。
为实现上述技术目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：具有分水装置的太阳能结合电能的供热系统，该系统包括：
外接本体，所述外接本体包括板式换热器、非承压换热器及承压换热器；
沿冷水的出水口方向设有三通阀，所述三通阀出水口与所述外接本体的进水口连接，所述外接本体的出水口与光能集热器的进水口连接；
所述光能集热器的出水口与若干电蓄热水暖器的进水口连接，所述电蓄热水暖器出水口与所述循环泵的进水口连接，所述循环泵的出水口与所述三通阀进水口连接，所述电蓄热水暖器通过三通阀及所述介质循环管路与所述光能集热器连通；
控制器，所述控制器与所述循环泵通信连接，所述控制器用于管理及监测供热系统的实时运行数据；
所述外接本体的出水口与所述光能集热器进水口之间的管路上设有第一电磁阀，所述光能集热器出水口及所述温度水位计的一端管路上设有第二电磁阀，且所述控制器与所述第一电磁阀及所述第二电磁阀通信连接。
进一步地，
所述板式换热器的一侧设有第一进水口及第二进水口，与所述进水口相对应的另一侧设有第一出水口及第二出水口，所述第一进水口与三通阀的出水口连接，所述第一出水口与所述光能集热器的进水口连接，所述第二进水口为冷水补水口，所述第二出水口为生活热水出水口，所述板式换热器内部呈一字型结构。
进一步地，
所述非承压换热器的一侧设有第一进水口及第二进水口，与所述进水口相对应的另一侧设有第一出水口及第二出水口，所述第一进水口与三通阀的出水口连接，所述第一出水口与所述光能集热器的进水口连接，所述第二进水口为补水口，所述第二出水口为生活热水补气口，所述非承压换热器内设有温度水位传感器，所述非承压换热器内部为弓字型结构。
进一步地，
所述承压换热器的一侧设有第一进水口及第二进水口，与所述进水口相对应的另一侧设有第一出水口及第二出水口，所述第一进水口与三通阀的出水口连接，所述第一出水口与所述光能集热器的进水口连接，所述第二进水口为生活热水进水口，所述第二出水口为生活热水出水口，所述第二出水口的一侧设有安全泄压阀，所述承压换热器内设有温度传感器，所述承压换热器内部为弓字型结构。
进一步地，
所述光能集热器包括储热水箱、组合支架及集热管；
所述储热水箱设于所述组合支架上，且所述储热水箱通过连接件与所述组合支架固定连接，所述集热管的冷凝段通过排气孔插入所述储热水箱内，所述集热管的另一端通过B型密封圈支撑和尾盒进行固定连接，所述集热管采用全玻璃热管式真空太阳能集热管；
所述光能集热器的顶部设有上补气口，若干所述光能集热器之间通过内高温硅胶管连接，且所述内高温硅胶管上设有喉箍，所述温度传感器设于所述光能集热器内，所述温度传感器与所述控制器通信连接；
所述光能集热器的一侧上下分别设置有进水连接管路口，所述光能集热器的另一侧上下分别设置有出水连接管路口，温度水位计安装在所述出水口的连接管路上，且所述温度水位计与所述控制器通信连接。
进一步地，
所述电蓄热水暖器由若干散热片并联或串联构成，所述电蓄热水暖器的一侧上下分别设置有进水连接管路口，所述电蓄热水暖器另一侧上下分别设置有出水连接管路口；
所述电蓄热水暖器内设有速热电加热源，且速热电加热源位于所述电蓄热水暖器的底部，所述电蓄热水暖器与所述速热电加热源采用直接接触或增加套管间接接触加热；
所述速热电加热源上设有所述温度传感器，且所述温度传感器与所述控制器通信连接。
进一步地，
所述循环泵通过所述三通阀与所述外接本体进水口连接，所述外接本体的出水口与所述光能集热器1的进水口连接，所述循环泵的进水口处设有过滤球阀，且所述过滤球阀的一端与外丝直接。
进一步地，
所述介质循环管路包括室内管路和室外管路，且所述室外管路设置有伴热带与保温层，用于管路的防冻及保温；
所述介质循环管路采用PEX、PERT、PPR管。
进一步地，
所述控制器包括控制面板及控制按钮，用于手动或自动切换供暖模式及热水模式；
所述控制器设有WIFI或GPRS通讯接口；
所述控制器与所述温度传感器通信连接。
本实用新型的有益效果：为解决现有技术能源浪费及使用模式单一的问题，本申请设计了供暖模式与日常热水模式并存的新型太阳能耦合电辅助供热系统，在日照充足的条件下，可充分利用太阳能蓄热，并在蓄热水箱中产生热水，最终将热水循环至用户供暖端，实现室内供暖，同时在阳光不足或夜晚区间时还设置了电辅助蓄热装置，运用太阳能和电能灵活切换补偿的供暖方式，实现能源的梯级利用，在满足供暖模式正常运行的情况下设置了分水装置，该分水装置能够提供用户的日常热水，非供暖期间可独立运行热水模式，充分利用了分水装置的供热系统，避免了能源的浪费及降低了运行及使用成本。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本实用新型实施例所述的一种具有分水装置的太阳能结合电能的供热系统配合板式换热器的结构示意图；
图2是根据本实用新型实施例所述的一种具有分水装置的太阳能结合电能的供热系统配合非承压换热器的结构示意图；
图3是根据本实用新型实施例所述的一种具有分水装置的太阳能结合电能的供热系统配合承压换热器的结构示意图；
图中：1、光能集热器；1a、内高温硅胶管；1b、上补气口；2、电蓄热水暖器；2a、速热电加热源；3、循环泵；3a、过滤球阀；4、介质循环管路；5、控制器；5a、温度传感器；5b、温度水位计；6、第一电磁阀；7、第二电磁阀；8、板式换热器；9、非承压换热器；9a、温度水位传感器；10、承压换热器；10a、安全泄压阀。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图 1-3所示，根据本实用新型实施例所述的一种具有分水装置的太阳能结合电能的供热系统，该系统包括：
外接本体，所述外接本体包括板式换热器8、非承压换热器9及承压换热器10；
沿冷水的出水口方向设有三通阀，所述三通阀出水口与所述外接本体的进水口连接，所述外接本体的出水口与光能集热器1的进水口连接；
所述光能集热器1的出水口与若干电蓄热水暖器2的进水口连接，所述电蓄热水暖器2出水口与所述循环泵3的进水口连接，所述循环泵3的出水口与所述三通阀进水口连接，所述电蓄热水暖器2通过三通阀及所述介质循环管路4与所述光能集热器1连通；
控制器，所述控制器5与所述循环泵3通信连接，所述控制器5用于管理及监测供热系统的实时运行数据；
所述外接本体的出水口与所述光能集热器1进水口之间的管路上设有第一电磁阀6，所述光能集热器1出水口及所述温度水位计5b的一端管路上设有第二电磁阀7，且所述控制器5与所述第一电磁阀6及所述第二电磁阀7通信连接。
在本实用新型的一个具体实施例中，
所述板式换热器8的一侧设有第一进水口及第二进水口，与所述进水口相对应的另一侧设有第一出水口及第二出水口，所述第一进水口与三通阀的出水口连接，所述第一出水口与所述光能集热器1的进水口连接，所述第二进水口为冷水补水口，所述第二出水口为生活热水出水口，所述板式换热器8内部呈一字型结构；
所述非承压换热器9的一侧设有第一进水口及第二进水口，与所述进水口相对应的另一侧设有第一出水口及第二出水口，所述第一进水口与三通阀的出水口连接，所述第一出水口与所述光能集热器的进水口连接，所述第二进水口为补水口，所述第二出水口为生活热水补气口，所述非承压换热器9内设有温度水位传感器9a，所述非承压换热器9内部为弓字型结构；
所述承压换热器10的一侧设有第一进水口及第二进水口，与所述进水口相对应的另一侧设有第一出水口及第二出水口，所述第一进水口与三通阀的出水口连接，所述第一出水口与所述光能集热器1的进水口连接，所述第二进水口为生活热水进水口，所述第二出水口为生活热水出水口，所述第二出水口的一侧设有安全泄压阀10a，所述承压换热器10内设有温度传感器5a，所述承压换热器10内部为弓字型结构；
以上三种所述外接本体，可分别与所述供热系统配合连接，通过第一进水口及第一出水口连接该供热系统，在供暖模式正常运行的情况下能够同时提供用户的日常热水，通过第二进水口及第二出水口连接所述光能集热器1，在非供暖期间可独立运行热水模式，充分利用资源，避免了能源的浪费及降低了运行成本。
在本实用新型的一个具体实施例中，
所述光能集热器1包括储热水箱、组合支架及集热管；
所述储热水箱设于所述组合支架上，且所述储热水箱通过连接件与所述组合支架固定连接，所述集热管的冷凝段通过排气孔插入所述储热水箱内，所述集热管的另一端通过B型密封圈支撑和尾盒进行固定连接，所述集热管采用全玻璃热管式真空太阳能集热管；所述光能集热器1收集太阳能辐射热，将太阳光能量转化为热能，使储热水箱中的水温升高，再通过所述循环泵3将高温热水导入室内所述电蓄热水暖器2内，促使室内温度升高，满足供暖需求及日常热水使用需求，当阳光不足或夜间时，供热系统会自动开启辅助电加热；所述温度传感器5a设于所述光能集热器1内，用于实时监测自然能源的供暖温度值并将温度信息传输给所述控制器1b；
所述光能集热器1的侧上下分别设置有进水连接管路口，所述光能集热器1的另一侧上下分别设置有出水连接管路口，连接管路口与所述介质循环管路4可以选择性连接，其中选择侧下连接管为最佳，当所述光能集热器1采用并联方式连接时，所述光能集热器1的进水口和出水口分别位于所述光能集热器1的两侧，温度水位计5b安装在所述出水口的连接管路上，且所述温度水位计5b与所述控制器5通信连接，用于实时监测所述光能集热器1的加热水温、水位、回水温度及室内温度，参照图1串联方式将所述温度水位计5b设置在其中一台所述光能集热器1的出水口的侧上连接管或上排气管位置，也可独立设置所述温度水位计5a的安装接口；所述光能集热器1可与以上三种所述外接本体单独连接，用于提供非暖供期的生活热水。
在本实用新型的一个具体实施例中，
述电蓄热水暖器2由若干散热片并联或串联构成，所述电蓄热水暖器2的一侧上下分别设置有进水连接管路口，所述电蓄热水暖器2另一侧上下分别设置有出水连接管路口,所述接口规格为6分至2寸，其中以6分至1寸为主；
所述电蓄热水暖器2内设有速热电加热源2a，且速热电加热源2a位于所述电蓄热水暖器2的底部，所述电蓄热水暖器2与所述速热电加热源2a采用直接接触或增加套管间接接触加热；所述速热电加热源2a上设有所述温度传感器5a，用于防止所述电蓄热水暖器2无水运行；
所述电蓄热水暖器2采用钢材、铝材、铜铝复合金属材料；
所述电蓄热水暖器2规格为500mm至1800mm，农村供暖以600mm为最佳；
所述电蓄热水暖器2功率为1.0kw至3.0kw,根据房间供暖面积及热负荷大小以1.2kw至2.0kw位最佳。
在本实用新型的一个具体实施例中，
所述循环泵3通过所述三通阀与所述外接本体进水口连接，所述外接本体的出水口与所述光能集热器1的进水口连接，所述外接本体的出水口与所述光能集热器1进水口之间的管路上设有第一电磁阀6，所述光能集热器1出水口及所述温度水位计5b的一端管路上设有第二电磁阀7，且所述控制器5控制所述第一电磁阀6及所述第二电磁阀7的开启或关闭。
在本实用新型的一个具体实施例中，
所述介质循环管路4采用PEX、PERT、PPR管，所述介质循环管路4包括室内管路和室外管路，且所述室外管路设置有伴热带与保温层，所述介质循环管路4温度低于设定值时，启动防冻报警，通过手动或自动启动伴热带，按照设定程序加热化冻，所述介质循环管路4温度达到设定温度时，伴热带加热关闭，所述室外管路优选耐温75℃以上的PEX管，所述室内管路采用耐温60℃以上的上述管路。
在本实用新型的一个具体实施例中，
所述控制器5包括控制面板及控制按钮，用于手动或自动切换供暖模式及热水模式，所述控制器5设有WIFI或GPRS通讯接口；
所述控制器5与所述温度传感器5a通信连接；
所述控制器5的供暖模式，用于冬季供暖及日常热水供应；
所述控制器5的热水模式，仅用于非供暖提供生活热水供应；
所述控制器5用于管理所述供热系统的水温、水位、回水温度、电加热器温度一、电加热器温度二、室温一、室温二；
所述控制器5还控制所述循环泵3及上水电磁阀的开闭。
为了方便理解本实用新型的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本实用新型的上述技术方案进行详细说明。
在具体使用时，根据本实用新型所述的一种具有分水装置的太阳能结合电能的供热系统，该供热系统处于供暖设置模式并在供暖时间内时，所述光能集热器1的水箱水温大于设定温度时，启动所述循环泵3，将所述光能集热器1的热量输送到所述电蓄热水暖器2中，实现室内供热及日常生活热水输送，当所述光能集热器1的水箱温度低于设定温度时，关闭所述循环泵3，所述控制器5开启相应的所述电蓄热水暖器2，实现对室内加热，当电蓄热水暖器2温度高于设定温度时，停止加热，低于设定温度时启动加热，直至达到室内设定温度停止，根据室内温度波动，调整电加热启动状态，同时非供热期间可独立运行热水模式，充分利用了分水装置的供热系统，避免了能源造成浪费。
综上所述，借助于本实用新型的上述技术方案，该供热系统优先采用所述光能集热器供热，其次通过所述控制器控制启动所述电蓄热水暖器供热，在所述光能集热器供热温度不佳时，通过启动所述循环泵进行电辅助加热，将热能输送到所述光能集热器的水箱内进行循环供热，与分水装置的有效结合，在满足供暖的同时保证了日常热水，非供暖期间可独立运行热水模式，充分利用了分水装置的供热系统，避免了能源的浪费及降低了运行及使用成本。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种具有分水装置的太阳能结合电能的供热系统，其特征在于，包括：
外接本体，所述外接本体包括板式换热器(8)、非承压换热器(9)及承压换热器(10)；
沿冷水的出水口方向设有三通阀，所述三通阀出水口与所述外接本体的进水口连接，所述外接本体的出水口与光能集热器(1)的进水口连接；
所述光能集热器(1)的出水口与若干电蓄热水暖器(2)的进水口连接，所述电蓄热水暖器(2)出水口与循环泵(3)的进水口连接，所述循环泵(3)的出水口与所述三通阀进水口连接，所述电蓄热水暖器(2)通过介质循环管路(4)及所述外接本体与所述光能集热器(1)连通；
控制器(5)，所述控制器(5)与所述循环泵(3)通信连接，所述控制器(5)用于管理及监测供热系统的实时运行数据，所述控制器(5)与温度传感器(5a)通信连接；
所述外接本体的出水口与所述光能集热器(1)进水口之间的管路上设有第一电磁阀(6)，所述光能集热器(1)出水口及温度水位计(5b)的一端管路上设有第二电磁阀(7)，且所述控制器(5)与所述第一电磁阀(6)及所述第二电磁阀(7)通信连接。
2.根据权利要求1所述的具有分水装置的太阳能结合电能的供热系统，其特征在于，
所述板式换热器(8)的一侧设有第一进水口及第二进水口，与所述进水口相对应的另一侧设有第一出水口及第二出水口，所述第一进水口与三通阀的出水口连接，所述第一出水口与所述光能集热器(1)的进水口连接，所述第二进水口为冷水补水口，所述第二出水口为生活热水出水口，所述板式换热器(8)内部呈一字型结构。
3.根据权利要求1所述的具有分水装置的太阳能结合电能的供热系统，其特征在于，
所述非承压换热器(9)的一侧设有第一进水口及第二进水口，与所述进水口相对应的另一侧设有第一出水口及第二出水口，所述第一进水口与三通阀的出水口连接，所述第一出水口与所述光能集热器的进水口连接，所述第二进水口为补水口，所述第二出水口为生活热水补气口，所述非承压换热器(9)内设有温度水位传感器(9a)，所述非承压换热器(9)内部为弓字型结构。
4.根据权利要求1所述的具有分水装置的太阳能结合电能的供热系统，其特征在于，
所述承压换热器(10)的一侧设有第一进水口及第二进水口，与所述第一进水口相对应的另一侧设有第一出水口及第二出水口，所述第一进水口与三通阀的出水口连接，所述第一出水口与所述光能集热器(1)的进水口连接，所述第二进水口为生活热水进水口，所述第二出水口为生活热水出水口，所述第二出水口的一侧设有安全泄压阀(10a)，所述承压换热器(10)内设有所述温度传感器(5a)，所述承压换热器(10)内部为弓字型结构。
5.根据权利要求1所述的具有分水装置的太阳能结合电能的供热系统，其特征在于，
所述光能集热器(1)包括储热水箱、组合支架及集热管；
所述储热水箱设于所述组合支架上，且所述储热水箱通过连接件与所述组合支架固定连接，所述集热管的冷凝段通过排气孔插入所述储热水箱内，所述集热管的另一端通过B型密封圈支撑和尾盒进行固定连接，所述集热管采用全玻璃热管式真空太阳能集热管；
所述光能集热器(1)的顶部设有上补气口(1a)，若干所述光能集热器(1)之间通过内高温硅胶管(1b)连接，且所述内高温硅胶管(1b)上设有喉箍，所述温度传感器(5a)设于所述光能集热器(1)内，且所述温度传感器(5a)与所述控制器(5)通信连接；
所述光能集热器(1)的一侧上下分别设置有进水连接管路口，所述光能集热器(1)的另一侧上下分别设置有出水连接管路口，所述温度水位计(5b)安装在所述出水口的连接管路上，且所述温度水位计(5b)与所述控制器(5)通信连接。
6.根据权利要求1所述的具有分水装置的太阳能结合电能的供热系统，其特征在于，
所述电蓄热水暖器(2)由若干散热片并联或串联构成，所述电蓄热水暖器(2)的一侧上下分别设置有进水连接管路口，所述电蓄热水暖器(2)另一侧上下分别设置有出水连接管路口；
所述电蓄热水暖器(2)内设有速热电加热源(2a)，且速热电加热源(2a)位于所述电蓄热水暖器(2)的底部，所述电蓄热水暖器(2)与所述速热电加热源(2a)采用直接接触或增加套管间接接触加热；
所述速热电加热源(2a)上设有所述温度传感器(5a)，且所述温度传感器(5a)与所述控制器(5)通信连接。
7.根据权利要求1所述的具有分水装置的太阳能结合电能的供热系统，其特征在于，
所述循环泵(3)通过所述三通阀与所述外接本体进水口连接，所述外接本体的出水口与所述光能集热器(1)的进水口连接，所述循环泵(3)的进水口处设有过滤球阀(3a)，且所述过滤球阀(3a)的一端与外丝直接。
8.根据权利要求1所述的具有分水装置的太阳能结合电能的供热系统，其特征在于，
所述介质循环管路(4)包括室内管路和室外管路，且所述室外管路设置有伴热带与保温层，用于管路的防冻及保温；
所述介质循环管路(4)采用PEX、PERT、PPR管。
9.根据权利要求1所述的具有分水装置的太阳能结合电能的供热系统，其特征在于，
所述控制器(5)包括控制面板及控制按钮，用于手动或自动切换供暖模式及热水模式；
所述控制器(5)设有WIFI或GPRS通讯接口。
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