CN219177799U - 一种太阳能光热供暖与谷电蓄热户用循环采暖系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种太阳能光热供暖与谷电蓄热户用循环采暖系统，包括太阳能光热装置、相变储热装置、电采暖炉装置、循环管道、云控制器以及散热末端；太阳能光热装置、相变储热装置和电采暖炉装置通过所述循环管道与散热末端相连接，所述太阳能光热装置、所述相变储热装置、所述电采暖炉装置、回水温度传感器以及散热末端均与所述云控制器电连接。采用上述结构的一种太阳能光热供暖与谷电蓄热户用循环采暖系统，基于太阳能光热装置与电采暖炉装置各自成熟的系统运行控制逻辑，能够在二者联合运行时稳定切换，实现清洁能源的可靠利用，根据需求配置太阳能光热装置采暖面积，降低电采暖炉供能比例，降低采暖系统的运行成本，满足全天供暖需要。

Description

一种太阳能光热供暖与谷电蓄热户用循环采暖系统

技术领域

本实用新型涉及新能源采暖技术领域，尤其是涉及一种太阳能光热供暖与谷电蓄热户用循环采暖系统。

背景技术

太阳能供热采暖是可再生能源利用的重要领域，技术成熟，经济性较好，已广泛应用于生活及工业热水供应，相比传统化石类能源，太阳能具有独特优势。太阳能储量大，取之不尽，用之不竭。太阳能具有存在的普遍性，可就地取用，其开发利用时几乎不会产生任何污染。为推进清洁供暖、改善大气环境质量发挥了积极作用。

在太阳能资源丰富的地区，太阳能系统的应用已较为普及，但受气候条件、季节等影响，单一太阳能供热的太阳能系统不能全天候稳定运行与能源供给。为实现太阳能系统的全天候运行，需配置辅助热源，或谷电蓄热与其它热源系统联合运行，保障供热供暖的稳定。伴随北方农村煤改电的大规模推进，新的趋势向供暖设备越来越电动化方向发展。与此同时，农村中低压配电网须逐渐成为农村电能替代和清洁能源供暖的主要能源网；成为新能源和可再生能源分散接入并就地消纳的平台；清洁供暖设备中电采暖炉与热泵以其清洁、稳定、可靠逐渐被各方所接受。由于热泵受到气候环境因素影响较大，且设备复杂、初投资较高等因素，未能更大规模的推广普及。而电采暖炉初投资低，运行稳定可靠，但效率低于热泵，且大规模安装对农村配电网压力大，多数地区还需要对农网进行改造升级，额外增加基础设施投入。

实用新型内容

为克服上述不足，本实用新型提出一种太阳能光热供暖与谷电蓄热户用循环采暖系统，基于太阳能光热装置与电采暖炉装置各自成熟的系统运行控制逻辑，能够在二者联合运行时稳定切换，实现清洁能源的可靠利用，根据需求配置太阳能光热装置采暖面积，降低电采暖炉供能比例，降低采暖系统的运行成本，满足全天供暖需要。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种太阳能光热供暖与谷电蓄热户用循环采暖系统，包括太阳能光热装置、相变储热装置、电采暖炉装置、循环管道、云控制器以及散热末端；

所述循环管道包括采暖回水管、采暖进水管、光热出水管以及储热出水管，所述采暖回水管通过三通电磁阀分别与所述太阳能光热装置和所述相变储热装置的进水管相连接，所述采暖回水管通过二通电磁阀与电采暖炉装置的进水管相连接，所述光热出水管和所述储热出水管通过三通电磁阀与电采暖炉装置的进水管相连接，所述电采暖炉装置的出水管与所述采暖进水管相连接，所述采暖回水管设置有回水温度传感器，所述采暖回水管和所述采暖进水管与散热末端相连接；

所述太阳能光热装置、所述相变储热装置、所述电采暖炉装置、回水温度传感器、三通电磁阀以及二通电磁阀均与所述云控制器电连接。

优选的，所述太阳能光热装置的出水口与光热出水管相连接，所述太阳能光热装置的出水口设置有光热温度传感器，所述光热温度传感器与云控制器相连接。

优选的，所述相变储热装置包括保温筒体、压铸铝加热体以及无机相变储热材料，所述无机相变储热材料填充在保温筒体内，所述压铸铝加热体设置在保温筒体内，所述保温筒体与储热出水管相连接，所述保温筒体的出水口设置有储热温度传感器，所述储热温度传感器和压铸铝加热体均与云控制器相连接，所述相变储热装置设置有补水管和溢流口，所述补水管上设置有补水阀。

优选的，所述散热末端设置有排气管，所述采暖回水管设置有排污阀。

优选的，所述云控制器包括带有时钟模块的中央处理器模块、通讯模块、显示器接口模块、输入输出驱动模块、传感器模块、电源模块以及备用输入输出模块，通讯模块、显示器接口模块、输入输出驱动模块、传感器模块、电源模块以及备用输入输出模块均与中央处理器模块电连接。

优选的，所述通讯模块包括无线通讯子模块、485通讯子模块以及232通讯子模块。

因此，本实用新型采用上述结构的一种太阳能光热供暖与谷电蓄热户用循环采暖系统，运行过程如下：

当日照充足的条件下，二通电磁阀和电采暖炉的加热功能保持关闭，太阳能光热装置运行，云控制器控制两个三通电磁阀，使得太阳能光热装置的热水依次经过电采暖炉的循环泵和采暖进水管进入散热末端进行散热，再通过采暖回水管回到太阳能光热装置进行加热；

在夜间谷电时，云控制器控制两个三通电磁阀，使得采暖回水管的水进入所述相变储热装置进行储热，再经过储热出水管进入电采暖炉装置进行再加热，利用低谷电进行储热，无机相变储热材料作为储热介质，相比传统的热水储热，储存热量更多，供暖时间更长，储能效果更好。

当日照不充足时，云控制器控制两个三通电磁阀，使得采暖回水管的水进入所述相变储热装置进行换热，在白天峰电时段优先控制储热装置释放热能对室内房间进行供暖，当储热装置的内温度低于设定温度时，即储热装置达不到供暖启动条件，云控制器控制二通电磁阀开启，同时开启电采暖炉加热功能，实现电采暖炉至散热末端的小循环供暖，相变储热装置可作为小循环供暖时的膨胀水箱用。

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为本实用新型一种太阳能光热供暖与谷电蓄热户用循环采暖系统结构示意图；

图2为本实用新型电路原理图；

图3为本实用新型相变储热装置结构示意图。

附图标记

1、太阳能光热装置；2、相变储热装置；21、保温筒体；22、无机相变储热材料；23、压铸铝加热体；3、电采暖炉装置；4、云控制器；5、散热末端；6、采暖回水管；7、采暖进水管；8、光热出水管；9、储热出水管；10、三通电磁阀；11、二通电磁阀；12、光热温度传感器；13、储热温度传感器；14、回水温度传感器。

具体实施方式

实施例

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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。

下面结合附图，对本实用新型的实施方式作详细说明。

参考图1，一种太阳能光热供暖与谷电蓄热户用循环采暖系统，包括太阳能光热装置1、相变储热装置2、电采暖炉装置3、循环管道、云控制器4以及散热末端5。

循环管道包括采暖回水管6、采暖进水管7、光热出水管8以及储热出水管9，采暖回水管6通过三通电磁阀10分别与太阳能光热装置1和相变储热装置2的进水管相连接，采暖回水管6通过二通电磁阀11与电采暖炉装置3的进水管相连接，光热出水管8和储热出水管9通过三通电磁阀10与电采暖炉装置3的进水管相连接，电采暖炉装置3的出水管与采暖进水管相连接，采暖回水管6设置有回水温度传感器14，用于监测回水温度，采暖回水管6和采暖进水管7与散热末端5相连接。太阳能光热装置1、相变储热装置2、电采暖炉装置3、回水温度传感器14、三通电磁阀10以及二通电磁阀11均与云控制器4电连接。

太阳能光热装置1由储热水箱、水箱集热管、保温层、支架等组成，太阳能光热装置为现有技术成熟技术，在此不再详细描述其具体结构。太阳能光热装置1的出水口与光热出水管8相连接，太阳能光热装置1的出水口设置有光热温度传感器12，光热温度传感器12与云控制器相连接，用于检测太阳能光热装置1的出水口的温度，当太阳能光热装置1的出水口的温度低于设定温度时，三通电磁阀10导通相变储热装置2进行供暖。

参考图3，相变储热装置2包括保温筒体21、压铸铝加热体23以及无机相变储热材料22，无机相变储热材料22填充在保温筒体21内，无机相变材料作为储热介质，加热后由固态变为液态，释放热量后由液态变为固态，相比现有的热水箱具有更优的储热性能。压铸铝加热体23设置在保温筒体21内，用于补充加热，实现快速加热或当电采暖炉加热损坏时备用加热，保温筒体21与储热出水管9相连接，保温筒体21的出水口处储热温度传感器13，储热温度传感器13和压铸铝加热体23均与云控制器4相连接，相变储热装置2设置有补水管和溢流口，补水管上设置有补水阀(图中未画出)，补水管和溢流口为常规设置在此不再详细描述。散热末端5设置有排气管，采暖回水管6设置有排污阀，便于排出污水，属于现有结构。

参考图2，云控制器4包括带有时钟模块的中央处理器模块、通讯模块、显示器接口模块、输入输出驱动模块、传感器模块、电源模块以及备用输入输出模块，通讯模块、显示器接口模块、输入输出驱动模块、传感器模块、电源模块以及备用输入输出模块均与中央处理器模块电连接。中央处理器模块用于时间的判定、温度判定以及控制指令的发出；输入输出驱动模块用于控制相应电磁阀的开启关闭和循环泵的启动关闭。传感器模块用于连接各处温度传感器将检测到的温度数据传输至中央处理器模块；电源模块为整个电路提供稳定电源；备用输入输出模块便于后续功能的扩展。通讯模块包括无线通讯子模块、485通讯子模块以及232通讯子模块，便于适用于带有不同通讯模块的装置，更好的适配现有设备。

运行过程如下：

当日照充足的条件下，二通电磁阀和电采暖炉的加热功能保持关闭，太阳能光热装置运行，云控制器控制两个三通电磁阀，当光热温度传感器检测到的温度高于设定值时，启动太阳能光热装置的循环泵，使得太阳能光热装置的热水依次经过电采暖炉的循环泵和采暖进水管进入散热末端进行散热，再通过采暖回水管回到太阳能光热装置进行加热。

在夜间谷电时，云控制器控制两个三通电磁阀，使得采暖回水管的水进入相变储热装置进行储热，再经过储热出水管进入电采暖炉装置进行再加热，利用低谷电进行储热，无机相变储热材料作为储热介质，相比传统的热水储热，储存热量更多，供暖时间更长，储能效果更好。

当日照不充足时，云控制器控制两个三通电磁阀，使得采暖回水管的水进入相变储热装置进行换热，在白天峰电时段优先控制储热装置释放热能对室内房间进行供暖，当储热装置的内温度低于设定温度时，即储热装置达不到供暖启动条件，云控制器控制二通电磁阀开启，同时开启电采暖炉加热功能，实现电采暖炉至散热末端的小循环供暖，相变储热装置可作为小循环供暖时的膨胀水箱用。

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 (6)

1.一种太阳能光热供暖与谷电蓄热户用循环采暖系统，其特征在于：包括太阳能光热装置、相变储热装置、电采暖炉装置、循环管道、云控制器以及散热末端；

所述循环管道包括采暖回水管、采暖进水管、光热出水管以及储热出水管，所述采暖回水管通过三通电磁阀分别与所述太阳能光热装置和所述相变储热装置的进水管相连接，所述采暖回水管通过二通电磁阀与电采暖炉装置的进水管相连接，所述光热出水管和所述储热出水管通过三通电磁阀与电采暖炉装置的进水管相连接，所述电采暖炉装置的出水管与所述采暖进水管相连接，所述采暖回水管设置有回水温度传感器，所述采暖回水管和所述采暖进水管与散热末端相连接；

所述太阳能光热装置、所述相变储热装置、所述电采暖炉装置、回水温度传感器、三通电磁阀以及二通电磁阀均与所述云控制器电连接。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能光热供暖与谷电蓄热户用循环采暖系统，其特征在于：所述太阳能光热装置的出水口与光热出水管相连接，所述太阳能光热装置的出水口设置有光热温度传感器，所述光热温度传感器与云控制器相连接。

3.根据权利要求2所述的一种太阳能光热供暖与谷电蓄热户用循环采暖系统，其特征在于：所述相变储热装置包括保温筒体、压铸铝加热体以及无机相变储热材料，所述无机相变储热材料填充在保温筒体内，所述压铸铝加热体设置在保温筒体内，所述保温筒体与储热出水管相连接，所述保温筒体的出水口设置有储热温度传感器，所述储热温度传感器和压铸铝加热体均与云控制器相连接，所述相变储热装置设置有补水管和溢流口，所述补水管上设置有补水阀。

4.根据权利要求3所述的一种太阳能光热供暖与谷电蓄热户用循环采暖系统，其特征在于：所述散热末端设置有排气管，所述采暖回水管设置有排污阀。

5.根据权利要求4所述的一种太阳能光热供暖与谷电蓄热户用循环采暖系统，其特征在于：所述云控制器包括带有时钟模块的中央处理器模块、通讯模块、显示器接口模块、输入输出驱动模块、传感器模块、电源模块以及备用输入输出模块，通讯模块、显示器接口模块、输入输出驱动模块、传感器模块、电源模块以及备用输入输出模块均与中央处理器模块电连接。

6.根据权利要求5所述的一种太阳能光热供暖与谷电蓄热户用循环采暖系统，其特征在于：所述通讯模块包括无线通讯子模块、485通讯子模块以及232通讯子模块。

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