CN215637471U - 一种太阳能采暖和生活热水供应系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种太阳能采暖和生活热水供应系统，管道式流体电加热器的入口端接入自来水，出口端依次经第二家用板式换热器和第一家用板式换热器后与管道式流体电加热器的入口端连接，第二家用板式换热器的入口处接入自来水，出口处连接生活热水管道，第一家用板式换热器通过采暖管道连接室内散热器，室内散热器、管道式流体电加热器、第一家用板式换热器和第二家用板式换热器分别与控制器和太阳能供电单元连接。本实用新型节省了电费开支，提升了整体经济性，降低了居民的生活成本；可以为整个系统持续供电，解决了阴天光照不足以及夜晚无光照情况下的持续供热效果减弱的问题。

Description

一种太阳能采暖和生活热水供应系统

技术领域

本实用新型属于太阳能供热技术领域，具体涉及一种太阳能采暖和生活热水供应系统。

背景技术

虽然国家对于农村的现代化建设正在稳步前进，但是在我国相当一部分的农村地区，由于气候、地形、政策等因素限制，当地居民在严寒的冬季依然需要使用火炉等方式取暖，这种方式虽然有效，但却具有一定程度的危险性，操作不当的话极易产生火灾和窒息的严重后果，也不符合当今社会环保绿色的生态理念。在生活热水的使用上，大部分地区依然使用锅炉烧水，定量储存的形式，但是此种形式对于保温隔热等方面都有着一定的要求，热水储存并不方便，并且无法实时实地的直接使用，大大降低了现代农村新生活的居民便利性。

太阳能是一种国际公认的可持续性的清洁能源，并且可以有效的节省农村地区电费的支出，实现合理的节能减排效果，减轻农村居民的经济负担，因此我们提出了一种适用农村独栋住宅的太阳能采暖和生活热水供应系统，这样不但解决了农村地区采暖困难的问题，也实现了家庭生活热水的实时供应，让农村居民的生活更加便利。并且在太阳能和蓄电池组的配合下，即使在没有太阳照射的夜间，整个系统依然可以正常运转。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种太阳能采暖和生活热水供应系统，解决农村居民的采暖与生活热水使用问题。

本实用新型采用以下技术方案：

一种太阳能采暖和生活热水供应系统，包括管道式流体电加热器，管道式流体电加热器的入口端接入自来水，出口端依次经第二家用板式换热器和第一家用板式换热器后与管道式流体电加热器的入口端连接，第二家用板式换热器的入口处接入自来水，出口处连接生活热水管道，第一家用板式换热器通过采暖管道连接室内散热器，室内散热器、管道式流体电加热器、第一家用板式换热器和第二家用板式换热器分别与控制器和太阳能供电单元连接。

具体的，管道式流体电加热器的入口端与自来水管道连接，自来水管道上设置有系统总供水阀，管道式流体电加热器的出口端连接热水管道，热水管道依次经第二家用板式换热器和第一家用板式换热器后通过第二管道循环泵与自来水管道连接构成回路。

进一步的，系统总供水阀为单向导通阀。

进一步的，管道式流体电加热器出口处的热水管道上设置有第二压力计和第二温度传感器，靠近第二家用板式换热器处的热水管道上设置有可调节阀门，第一家用板式换热器与第二管道循环泵之间的热水管道上设置有第二泄压阀，第二压力计、第二温度传感器、第二泄压阀和可调节阀门分别与控制器和太阳能供电单元连接。

具体的，生活热水管道上设置有混水阀，生活热水管道通过混水阀与自来水管道连接，混水阀分别与控制器和太阳能供电单元连接。

具体的，采暖管道的一端与室内散热器的出口连接，另一端经第一管道循环泵和第一家用板式换热器后连接至室内散热器入口端。

进一步的，室内散热器入口侧的采暖管道上依次设置有自来水阀门、第一压力计和第一温度传感器，采暖管道通过自来水阀门与自来水管道连接；自来水阀门、第一温度传感器和第一压力计分别与控制器和太阳能供电单元连接。

进一步的，室内散热器与第一管道循环泵之间的采暖管道上设置有第一泄压阀，第一泄压阀分别与控制器和太阳能供电单元连接。

具体的，管道式流体加热器内设置有加热元件，管道式流体加热器上设置有排污口。

具体的，太阳能供电单元包括太阳能组合板，太阳能组合板通过连接导线经太阳能控制器分两路，一路与蓄电池组连接，另一路经逆变器和空气开关后与循环单元内的用电设置连接。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：

本实用新型一种太阳能采暖和生活热水供应系统，自来水经管道式流体电加热器后分三路，一路与生活用热水连接进行换热，第二路与采暖管道连接进行换热，第三路返回至管道式流体电加热器再利用，有效的解决农村居民的采暖与生活热水使用问题，相较于传统的烧煤炉与电暖气的取暖方式，大大提高安全性和舒适性，系统整体通过太阳能板及蓄电池组供电，在白天日照充足的情况下可直接使用太阳能转化后的电能进行供电，因为有蓄电池组的存在，也解决了阴天光照不足以及夜晚无光照情况下的持续供热效果减弱的问题，保证24小时采暖与热水供应不间断，节省了电费开支，提升整体经济性，减轻居民生活负担，降低居民生活成。

进一步的，管道式流体电加热器的入口端与自来水管道连接，自来水管道上设置有系统总供水阀，管道式流体电加热器的出口端连接热水管道，热水管道依次经第二家用板式换热器和第一家用板式换热器后通过第二管道循环泵返回至自来水管道内，形成热水管道内的流体循环，为第二家用板式换热器和第一家用板式换热器提供有效的热量交换输入。

进一步的，总供水阀设置为单向导通阀可让供热管道水流沿单一方向流动。

进一步的，第二压力计用来监测供水管道压力，第二温度传感器监测供水管道温度，第二泄压阀可在管道超压后开启，保证管道内压力正常。

进一步的，设置混水阀可以调节生活热水部分的供水出口温度。

进一步的，采暖管道的一端与室内散热器的出口连接，另一端经第一管道循环泵和第一家用板式换热器后连接至室内散热器入口端，形成采暖环路，保证管道内热水的有效循环，减小热损耗。

进一步的，自来水阀门提供采暖管道内所需循环水源，第一压力计监测采暖管道压力，防止压力过小与过高导致的管道故障，第一温度传感器监测采暖管道温度，根据温度调节管道内水流循环速度。

进一步的，采暖管道压力过高或需要泄水泄压时，可打开第一泄压阀。

进一步的，太阳能供电单元为整个系统提供电能供应，保证整个系统稳定运行。

综上所述，本实用新型通过太阳能为整个系统提供电能，节省了电费开支，提升了整体经济性，降低了居民的生活成本；采暖和生活热水的两路供应，大大提高了居民用水的便利性，并且在太阳能供电单元的作用下，可以为整个系统持续供电，解决了阴天光照不足以及夜晚无光照情况下的持续供热效果减弱的问题。

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为本实用新型的系统原理图；

图2为本实用新型的控制单元示意图。

其中：1.太阳能组合板；2.太阳能控制器；3.蓄电池组；4.自来水管道；5.连接导线；6.热水管道；7.生活热水管道；8.混水阀；9.自来水阀门；10.室内散热器；11.管道式流体电加热器；12.第一管道循环泵；13.第一温度传感器；14.第一压力计；15.加热元件；16.第一泄压阀；17.采暖管道；18.系统总供水阀；19.控制器；20.第一家用板式换热器；21.第二管道循环泵；22.第二压力计；23.第二温度传感器；24.第二家用板式换热器；25.第二泄压阀；26.空气开关；27.可调节阀门；28.排污口。

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，需要说明的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件时，它可以是直接连接到另一个组件，或者可能同时存在几种组件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

还需要说明的是，本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

请参阅图1，本实用新型公开了一种太阳能采暖和生活热水供应系统，包括太阳能供电单元和循环单元，太阳能供电单元经空气开关26与循环单元电连接，用于为用电设备提供电能，循环单元用于采暖和生活热水的供应与循环；

太阳能供电单元包括太阳能组合板1、太阳能控制器2和蓄电池组3，太阳能组合板1通过连接导线5经太阳能控制器2分别与循环单元和蓄电池组3连接。

其中，太阳能组合板1由若干个太阳能板组成，满足整体用电负荷，太阳光照射在太阳能组合板1上，将太阳能转化为电能，进入太阳能控制器2，进入太阳能控制器2的电能，一部分通过太阳能控制器2，经过稳压作用后进入蓄电池组3，给蓄电池组3进行充电，蓄电池组3作为备用电源和调节电源，在夜间或阴天太阳光照不足时给系统供电；另一部分电能经逆变器转换后电连接空气开关26，通过空气开关26给系统内各用电设备供电，此空气开关带有保护功能。

优选地，太阳能组合板1的表面采用钢化玻璃覆盖，在有效抵抗冰雹雨雪的情况下透光率可达到93％。

循环单元包括自来水管道4、热水管道6、生活热水管道7、混水阀8、自来水阀门9、室内散热器10、管道式流体电加热器11、第一管道循环泵12、第一温度传感器13、第一压力技14、第一泄压阀16、采暖管道17、系统总供水阀18、第一家用板式换热器20、第二管道循环泵21、第二压力计22、第二温度传感器23、第二家用板式换热器24、第二泄压阀25和可调节阀门27。

系统总供水阀18设置在自来水管道4的入口端，自来水管道4的出口端与管道式流体电加热器11的入口连接，管道式流体电加热器11出口处的热水管道6依次经第二家用板式换热器24和第一家用板式换热器20后经第二管道循环泵21返回至自来水管道4内，管道式流体电加热器11出口处的热水管道6上依次设置有第二压力计22和第二温度传感器23，靠近第二家用板式换热器24处的热水管道6上设置有可调节阀门27，第一家用板式换热器20与第二管道循环泵21之间的热水管道6上设置有第二泄压阀25。

第二家用板式换热器24的入口处接入自来水，出口处连接有生活热水管道7，生活热水管道7上设置有混水阀8，生活热水管道7通过混水阀8与自来水管道4连接。

第一家用板式换热器20连接有采暖管道17，采暖管道17的一端与室内散热器10的出口连接，另一端经第一管道循环泵12后进入第一家用板式换热器20用于换热，换热后再通过采暖管道17返回至室内散热器10的入口侧，室内散热器10入口侧的采暖管道17上依次设置有自来水阀门9、第一压力计14和第一温度传感器13，自来水阀门9与自来水管道4连接；室内散热器10与第一管道循环泵12之间的采暖管道17上设置有第一泄压阀16。

室内散热器10由多个散热器并联组成，分布于每个需要供暖的房间中，并且互不影响使用。

管道式流体加热器11包括保温棉，其作用是防止热量流失，提升传热效率；导流板，提升流体在加热器内部的流动通畅；管道式流体加热器11内设置有加热元件15，对通过加热器的自来水进行实时加热；排污口28其发热体采用特质合金材料，具有良好的机械性能和强度，适应长时间的连续加温；热效率可达90％以上。

采暖管道17装有第一压力计14、第一温度传感器13和第一泄压阀16，在采暖管道的管道压力过大时，通过第一泄压阀释放压力。

请参阅图2，管道式流体电加热11、第二压力计22、第二温度传感器23、可调节阀门27、混水阀8、第二泄压阀25、自来水阀门9、第一压力计14、第一温度传感器13、第一管道循环泵12和第一泄压阀16分别与控制器19连接，系统内用电设备均通过控制器19进行手动控制。

循环单元中的自来水首先经过系统总供水阀门18进入管道式流体电加热器11，自来水流经管道式流体电加热器11是实时加热的，能够提高加热效率，在管道式流体电加热器11的出口处，装有压力计22和温度传感器23可以实时监控管道内的温度和压力，这些数据都会在控制器19界面进行监控，通过管道式流体加热器11的出口，加热后的热水进入第二家用板式换热器24，热水水管6通过第二家用板式换热器24与生活热水管道7进行热量交换，为生活热水管道7提供生活热水；第二家用板式换热器24的入口处直接接入自来水，出口处连接的生活热水管道7接有混水阀8，用户可自行调节冷热水混合比，以获得合适的水温。热水管道6通过第二家用板式换热器24后，进入第一家用板式换热器20，第一家用板式换热器20的出口通过热水管道6接入第二管道循环泵21，系统总供水阀18是单向导通阀，故系统内水循环会在单一方向上流动；

自来水阀门9打开，自来水通过自来水阀门9后在第一管道循环泵12的循环下进入室内散热器10，在进入室内散热器10之前的采暖管道17上安装的第一温度传感器13和第一压力计14用于监控室内散热器10的入口温度和压力，确保室内供暖温度达到供温标准，室内散热器10出口与第一管道循环泵12相连，第一管道循环泵12让整个采暖管道17中的流体可以进行单向循环，生活热水温度使用混水阀8同时接入自来水管道4和生活热水管道7。

控制器19控制系统的所有阀门；通过控制器19设定热水温度，当热水温度高于设定温度时，控制器19减少可调节阀门27的开度，减小流量使换热周期延长，降低热水管道温度；

通过控制器19设定管道最高压力值，当管道内压力值高于设定值时，第一泄压阀16与第二泄压阀25自动开启；

控制器19控制管道式流体电加热器11的启动与停止，当温度过高时，停止加热器工作来快速降低热水管道温度；

控制器19控制第一管道循环泵12和第一管道式循环泵21的启动与停止，非供暖季时可以停止第一管道式循环泵12的运行，节省电能，在热水管道6的压力过低时开启第二管道式循环泵21。

综上所述，本实用新型一种太阳能采暖和生活热水供应系统，通过太阳能为整个系统提供电能，节省了电费开支，提升了整体经济性，降低了居民的生活成本；采暖和生活热水的两路供应，大大提高了居民用水的便利性，并且在太阳能供电单元的作用下，可以为整个系统持续供电，解决了阴天光照不足以及夜晚无光照情况下的持续供热效果减弱的问题。

以上内容仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型权利要求书的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种太阳能采暖和生活热水供应系统，其特征在于，包括管道式流体电加热器(11)，管道式流体电加热器(11)的入口端接入自来水，出口端依次经第二家用板式换热器(24)和第一家用板式换热器(20)后与管道式流体电加热器(11)的入口端连接，第二家用板式换热器(24)的入口处接入自来水，出口处连接生活热水管道(7)，第一家用板式换热器(20)通过采暖管道(17)连接室内散热器(10)，室内散热器(10)、管道式流体电加热器(11)、第一家用板式换热器(20)和第二家用板式换热器(24)分别与控制器(19)和太阳能供电单元连接。

2.根据权利要求1所述的太阳能采暖和生活热水供应系统，其特征在于，管道式流体电加热器(11)的入口端与自来水管道(4)连接，自来水管道(4)上设置有系统总供水阀(18)，管道式流体电加热器(11)的出口端连接热水管道(6)，热水管道(6)依次经第二家用板式换热器(24)和第一家用板式换热器(20)后通过第二管道循环泵(21)与自来水管道(4)连接构成回路。

3.根据权利要求2所述的太阳能采暖和生活热水供应系统，其特征在于，系统总供水阀(18)为单向导通阀。

4.根据权利要求2所述的太阳能采暖和生活热水供应系统，其特征在于，管道式流体电加热器(11)出口处的热水管道(6)上设置有第二压力计(22)和第二温度传感器(23)，靠近第二家用板式换热器(24)处的热水管道(6)上设置有可调节阀门(27)，第一家用板式换热器(20)与第二管道循环泵(21)之间的热水管道(6)上设置有第二泄压阀(25)，第二压力计(22)、第二温度传感器(23)、第二泄压阀(25)和可调节阀门(27)分别与控制器(19)和太阳能供电单元连接。

5.根据权利要求1所述的太阳能采暖和生活热水供应系统，其特征在于，生活热水管道(7)上设置有混水阀(8)，生活热水管道(7)通过混水阀(8)与自来水管道(4)连接，混水阀(8)分别与控制器(19)和太阳能供电单元连接。

6.根据权利要求1所述的太阳能采暖和生活热水供应系统，其特征在于，采暖管道(17)的一端与室内散热器(10)的出口连接，另一端经第一管道循环泵(12)和第一家用板式换热器(20)后连接至室内散热器(10)入口端。

7.根据权利要求6所述的太阳能采暖和生活热水供应系统，其特征在于，室内散热器(10)入口侧的采暖管道(17)上依次设置有自来水阀门(9)、第一压力计(14)和第一温度传感器(13)，采暖管道(17)通过自来水阀门(9)与自来水管道(4)连接；自来水阀门(9)、第一温度传感器(13)和第一压力计(14)分别与控制器(19)和太阳能供电单元连接。

8.根据权利要求6所述的太阳能采暖和生活热水供应系统，其特征在于，室内散热器(10)与第一管道循环泵(12)之间的采暖管道(17)上设置有第一泄压阀(16)，第一泄压阀(16)分别与控制器(19)和太阳能供电单元连接。

9.根据权利要求1所述的太阳能采暖和生活热水供应系统，其特征在于，管道式流体电加热器(11)内设置有加热元件(15)，管道式流体加热器(11)上设置有排污口(28)。

10.根据权利要求1所述的太阳能采暖和生活热水供应系统，其特征在于，太阳能供电单元包括太阳能组合板(1)，太阳能组合板(1)通过连接导线(5)经太阳能控制器(2)分两路，一路与蓄电池组(3)连接，另一路经逆变器和空气开关(26)后与循环单元内的用电设置连接。

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