太陽能光熱光電聯合採暖系統的製作方法
2023-12-05 03:42:36 2
專利名稱：太陽能光熱光電聯合採暖系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種採暖系統，尤其涉及一種利用太陽能的全天候採暖系統。
背景技術：
目前，我國家庭和集體採暖普遍採取的方式主要有熱媒水暖氣、空調、電暖器等幾種形式，都是直接或間接以燃燒煤炭的辦法產生熱能和電能再轉化成熱量。這種傳統的方式既消耗大量的煤炭資源，又產生以C02、S02為主的有害氣體、汙染了環境。隨著煤炭、石油資源的日益枯竭，傳統能源的使用成本會越來越高，尋找新能源來替代傳統的採暖形式成為亟待解決的重大問題。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種無汙染、全天候供暖的太陽能光熱光電聯合米暖系統。為解決上述技術問題，本發明的技術方案是:太陽能光熱光電聯合米暖系統，包括太陽能集熱模塊和太陽能發電模塊，所述太陽能集熱模塊的出水口連接有集熱模塊出水管路，所述集熱模塊出水管路連接有水泵進水管路，所述水泵進水管路連接有供暖水泵，所述供暖水泵通過管路連接有電加熱器，所述電加熱器連接有散熱器進水管路，所述散熱器進水管路連接有設置在室內的散熱器，所述散熱器進水管路上安裝有散熱器進水溫度傳感器，所述散熱器的出水 口和所述太陽能集熱模塊之間連接有集熱模塊回水管路；所述集熱模塊出水管路和所述集熱模塊回水管路之間連接有旁通管路，所述旁通管路和所述集熱模塊出水管路上設有旁通管路控制裝置；所述太陽能發電模塊電連接有蓄電池模塊，所述蓄電池模塊電連接有逆變器，所述逆變器電連接有採暖系統控制器，所述採暖系統控制器的輸入端還與所述散熱器進水溫度傳感器連接，所述採暖系統控制器的輸出端與所述電加熱器連接。作為優選的技術方案，所述旁通管路控制裝置包括安裝在所述太陽能集熱模塊的出水口處的集熱模塊溫度傳感器，所述集熱模塊溫度傳感器後的所述集熱模塊出水管路上安裝有太陽能集熱模塊電磁閥，所述太陽能集熱模塊電磁閥後的所述集熱模塊出水管路和所述集熱模塊回水管路之間連接有所述旁通管路，所述旁通管路上安裝有旁通電磁閥；所述集熱模塊溫度傳感器連接至所述採暖系統控制器的信號輸入端，所述太陽能集熱模塊電磁閥和所述旁通電磁閥分別電連接至所述採暖系統控制器的信號輸出端。作為優選的技術方案，所述旁通管路控制裝置為溫控切換閥，所述溫控切換閥包括主閥體，所述主閥體上設有與所述供暖水泵連接的總出水口，所述主閥體的一側設有旁通閥體，所述旁通閥體與所述主閥體之間設有旁通閥，所述旁通閥體上設有旁通閥進水口，所述旁通閥進水口連接至所述集熱模塊回水管路；所述主閥體的另一側設有太陽能供熱閥體，所述太陽能供熱閥體與所述主閥體之間設有太陽能供熱閥，所述太陽能供熱閥體上設有太陽能供熱閥進水口，所述太陽能供熱閥進水口連接至所述集熱模塊出水管路；所述太陽能供熱閥體內安裝有溫度感應體支架，所述溫度感應體支架上安裝有溫度感應體，所述溫度感應體上固定連接有閥杆，所述閥杆上固定安裝有所述旁通閥和所述太陽能供熱閥；所述溫度感應體位於運動起始位置時，所述太陽能供熱閥位於關閉位置，所述旁通閥位於開啟位置；所述溫度感應體位於運動終了位置時，所述太陽能供熱閥位於開啟位置，所述旁通閥位於關閉位置。作為對上述技術方案的改進，所述溫度感應體包括固定在所述溫度感應體支架上且端部呈錐形的中心杆，所述中心杆上套裝有橡膠管，所述橡膠管外套裝有溫度感應體殼體，所述溫度感應體殼體內部和所述橡膠管外部之間的空腔內填充有石蠟；所述溫度感應體殼體外部和所述太陽能供熱閥體之間設有溫度感應體復位彈簧。作為優選的技術方案，所述太陽能集熱模塊包括兼做蓄水箱的太陽能集熱管，所述太陽能集熱管的外徑大於100mm。作為優選的技術方案，所述散熱器為毛細管網散熱器。作為對上述技術方案的進一步改進，所述採暖系統控制器的輸入端還與市電電網連接。由於採用了上述技術方案，太陽能光熱光電聯合採暖系統，包括太陽能集熱模塊和太陽能發電模塊，所述太陽能集熱模塊的出水口連接有集熱模塊出水管路，所述集熱模塊出水管路連接有水泵進水管路，所述水泵進水管路連接有供暖水泵，所述供暖水泵通過管路連接有電加熱器，所述電加熱器連接有散熱器進水管路，所述散熱器進水管路連接有設置在室內的散熱器，所述散熱器進水管路上安裝有散熱器進水溫度傳感器，所述散熱器的出水口和所述太陽能集熱模塊之間連接有集熱模塊回水管路；所述集熱模塊出水管路和所述集熱模塊回水管路之間連接有旁通管路，所述旁通管路和所述集熱模塊出水管路上設有旁通管路控制裝置；所述太陽能發電模塊電連接有蓄電池模塊，所述蓄電池模塊電連接有逆變器，所述逆變器電連接 有採暖系統控制器，所述採暖系統控制器的輸入端還與所述散熱器進水溫度傳感器連接，所述採暖系統控制器的輸出端與所述電加熱器連接；本發明通過太陽能集熱模塊為散熱器提供採暖熱媒水，太陽能發電模塊提供輔助熱源和控制電源，保證每天24小時供暖，達到房間內升溫取暖的目的；本發明利用太陽能轉化成的熱能和電能給採暖設備提供能量，通過不同的循環控制實現綠色採暖，而且太陽能是世界上最潔淨的能源，它不產生有毒有害物質，不汙染環境，取之不盡，用之不竭；與傳統採暖設備相比本發明技術含量高、使用成本低、節能環保，是一項利國利民的技術創新。
以下附圖僅旨在於對本發明做示意性說明和解釋，並不限定本發明的範圍。其中:
圖1是本發明實施例一的原理 圖2是本發明實施例二的原理 圖3是本發明實施例二旁通管路控制裝置的結構原理圖，圖中所述溫度感應體位於運動起始位置，所述太陽能供熱閥位於關閉位置，所述旁通閥位於開啟位置；
圖4是圖3中溫度感應體的結構原理圖，圖中示出了石蠟沒有熔化的狀態；
圖5是本發明實施例二旁通管路控制裝置的結構原理圖，圖中所述溫度感應體位於運動終了位置，所述太陽能供熱閥位於開啟位置，所述旁通閥位於關閉位置；
圖6是圖5中溫度感應體的結構原理圖，圖中示出了石蠟已經熔化的狀態；圖中:1-太陽能集熱模塊；11-集熱模塊溫度傳感器；12-太陽能集熱模塊電磁閥；13-集熱模塊出水管路；14_集熱模塊回水管路；2_太陽能發電模塊；3_採暖系統控制器；31-蓄電池模塊；32_逆變器；4-電加熱器；5_供暖水泵；51_水泵進水管路；6_散熱器；61-散熱器進水溫度傳感器；62_散熱器進水管路；7_旁通管路；71_旁通電磁閥；8_溫控切換閥；81_主閥體；82-旁通閥體；83-旁通閥；84_旁通閥進水口 ；85_總出水口 ；86_太陽能供熱閥體；87_太陽能供熱閥；88_太陽能供熱閥進水口 ；89_溫度感應體支架；9_溫度感應體；91_中心杆；92_橡膠管；93_溫度感應體殼體；94_石蠟；95_溫度感應體復位彈簧；10-閥杆；A-大循環米暖系統；B_小循環米暖系統。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例，進一步闡述本發明。在下面的詳細描述中，只通過說明的方式描述了本發明的某些示範性實施例。毋庸置疑，本領域的普通技術人員可以認識到，在不偏離本發明的精神和範圍的情況下，可以用各種不同的方式對所描述的實施例進行修正。因此，附圖和描述在本質上是說明性的，而不是用於限制權利要求的保護範圍。
實施例一:如圖1所示，太陽能光熱光電聯合採暖系統，包括太陽能集熱模塊I和太陽能發電模塊2，所述太陽能集熱模塊I的出水口連接有集熱模塊出水管路13，所述集熱模塊出水管路13連接有水泵進水管路51，所述水泵進水管路51連接有供暖水泵5，所述供暖水泵5通過管路連接有電加熱器4，所述電加熱器4連接有散熱器進水管路62，所述散熱器進水管路62連接有設置在室內的散熱器6，所述散熱器進水管路62上安裝有散熱器進水溫度傳感器61，所述散熱器6的出水口和所述太陽能集熱模塊I之間連接有集熱模塊回水管路14 ;所述集熱模塊出水管路13和所述集熱模塊回水管路14之間連接有旁通管路7，所述旁通管路7和所述集熱模塊出水管路13上設有旁通管路控制裝置；所述太陽能發電模塊
2電連接有蓄電池模塊31，所述蓄電池模塊31電連接有逆變器32，所述逆變器32電連接有採暖系統控制器3，所述採暖系統控制器3的輸入端還與所述散熱器進水溫度傳感器61連接，所述採暖系統控制器3的輸出端與所述電加熱器4連接。所述旁通管路控制裝置包括安裝在所述太陽能集熱模塊I的出水口處的集熱模塊溫度傳感器11，所述集熱模塊溫度傳感器11後的所述集熱模塊出水管路13上安裝有太陽能集熱模塊電磁閥12，所述太陽能集熱模塊電磁閥12後的所述集熱模塊出水管路13和所述集熱模塊回水管路14之間連接有所述旁通管路7，所述旁通管路7上安裝有旁通電磁閥71 ;所述集熱模塊溫度傳感器11連接至所述採暖系統控制器3的信號輸入端，所述太陽能集熱模塊電磁閥12和所述旁通電磁閥71分別電連接至所述採暖系統控制器3的信號輸出端。所述採暖系統控制器3的輸入端還與AC220V市電電網連接。所述採暖系統控制器3的內部控制方式為常用的控制技術，本領域的普通工程技術人員不經過創造性勞動即可實現，而且也不是本發明的創造點，因此不再贅述。所述太陽能集熱模塊I包括兼做蓄水箱的太陽能集熱管，所述太陽能集熱管的外徑大於100mm。因為太陽能集熱管的直徑較大而且保溫效果較好，起到了保溫蓄水箱的作用，節省了保溫蓄水箱的設備投資，並節省了設備的安裝空間。所述散熱器6為毛細管網散熱器。所述毛細管網散熱器為公知的散熱器，其特點是:具有換熱面積大、導熱性好、換熱均勻、用水量小、提升溫度快等優點，是一種高效的換熱器。下面結合圖1對本實施例的工作原理進行。本實施例是由太陽能集熱管提供採暖熱媒水，白天陽光照射太陽能集熱管，太陽能轉化成熱能使熱媒水溫度加熱至65°C以上，考慮到管網的熱量損耗，到達散熱器的溫度在62°C以上。當夜晚或陰天的時候，管網的熱媒水達不到62°C時，電加熱器4開始工作。電加熱器4是由太陽能發電模塊2的太陽能電池板將白天採集的太陽能轉化成電能存儲到蓄電池模塊31內，蓄電池模塊31內的直流電通過逆變器32轉變成AC220V交流電加到電加熱器4的電源輸入端。本實施例中，所述採暖系統控制器3內專門設計了雙電源自動轉換裝置，並設置常用電源為經逆變器32供電的蓄電池模塊31，備用電源為AC220V市電。當蓄電池模塊31電量消耗至設定數值時，蓄電池模塊31停止供電，這時雙電源轉換裝置立即自動切換到備用電源供電，保證了所述採暖系統控制器3繼續為電加熱器4和供暖水泵5供電；當蓄電池模塊31電量再恢復到設定數值時，蓄電池模塊31電壓恢復到正常值，雙電源轉換裝置自動切換到常用電源供電模式。所述集熱模塊溫度傳感器11、所述散熱器進水溫度傳感器61、所述電加熱器4、所述太陽能集熱模塊電磁閥12、所述旁通電磁閥71和所述採暖系統控制器3組成自動控制系統。根據所述集熱模塊溫度傳感器11和所述散熱器進水溫度傳感器61檢測的溫度數據，控制所述太陽能集熱模塊電磁閥12和所述旁通電磁閥71的通斷。當散熱器6進水口處的溫度高於62°C以上時，管網熱媒水通過旁通電磁閥71和太陽能集熱模塊電磁閥12的控制進入大循環採暖系統A，由所述太陽能集熱模塊I的太陽能集熱管提供熱量。當散熱器6進水口處的溫度低於62°C時，管網熱媒水通過旁通電磁閥71和太陽能集熱模塊電磁閥12的控制進入小循環採暖系統B，由電加熱器4提供熱量，這樣就實現了完全由太陽能供暖的目的。該裝置採取大循環採暖系統A、小循環採暖系統B的目的是:由於管網熱媒水在進行小循環採暖系統B時，熱媒水流過的管路在室內並且水容量比大循環採暖系統A小，損失的熱能相對減少，減少了電加熱器4的功耗，相應降低了光伏系統的功耗。實施例二:如圖2所示，太陽能光熱光電聯合採暖系統，包括太陽能集熱模塊I和太陽能發電模塊2，所述太陽能集熱模塊I的出水口連接有集熱模塊出水管路13，所述集熱模塊出水管路13連接有水泵進水管路51，所述水泵進水管路51連接有供暖水泵5，所述供暖水泵5通過管路連接 有電加熱器4，所述電加熱器4連接有散熱器進水管路62，所述散熱器進水管路62連接有設置在室內的散熱器6，所述散熱器進水管路62上安裝有散熱器進水溫度傳感器61，所述散熱器6的出水口和所述太陽能集熱模塊I之間連接有集熱模塊回水管路14 ;所述集熱模塊出水管路13和所述集熱模塊回水管路14之間連接有旁通管路7，所述旁通管路7和所述集熱模塊出水管路13上設有旁通管路控制裝置；所述太陽能發電模塊2電連接有蓄電池模塊31，所述蓄電池模塊31電連接有逆變器32，所述逆變器32電連接有採暖系統控制器3，所述採暖系統控制器3的輸入端還與所述散熱器進水溫度傳感器61連接，所述採暖系統控制器3的輸出端與所述電加熱器4連接。所述採暖系統控制器3的內部控制方式為常用的控制技術，本領域的普通工程技術人員不經過創造性勞動即可實現，而且也不是本發明的創造點，因此不再贅述。本實施例中，所述旁通管路控制裝置為溫控切換閥8，所述溫控切換閥8包括主閥體81，所述主閥體81上設有與所述供暖水泵5連接的總出水口 85，所述主閥體81的一側設有旁通閥體82,所述旁通閥體82與所述主閥體81之間設有旁通閥83,所述旁通閥體82上設有旁通閥進水口 84，所述旁通閥進水口 84連接至所述集熱模塊回水管路14 ;所述主閥體81的另一側設有太陽能供熱閥體86，所述太陽能供熱閥體86與所述主閥體81之間設有太陽能供熱閥87，所述太陽能供熱閥體86上設有太陽能供熱閥進水口 88，所述太陽能供熱閥進水口 88連接至所述集熱模塊出水管路13 ;所述太陽能供熱閥體86內安裝有溫度感應體支架89，所述溫度感應體支架89上安裝有溫度感應體9，所述溫度感應體9上固定連接有閥杆10，所述閥杆10上固定安裝有所述旁通閥83和所述太陽能供熱閥87 ;所述溫度感應體9位於運動起始位置時，所述太陽能供熱閥87位於關閉位置，所述旁通閥83位於開啟位置；所述溫度感應體9位於運動終了位置時，所述太陽能供熱閥87位於開啟位置，所述旁通閥83位於關閉位置。請參見圖3和圖4，所述溫度感應體9包括固定在所述溫度感應體支架89上且端部呈錐形的中心杆91，所述中心杆91上套裝有橡膠管92，所述橡膠管92外套裝有溫度感應體殼體93，所述溫度感應體殼體93內部和所述橡膠管92外部之間的空腔內填充有石蠟94 ;所述溫度感應體殼體93外部和所述太陽能供熱閥體86之間設有溫度感應體復位彈簧95。所述溫度感應體9的工作原理如下:(I)如圖3和圖4所示，當水溫低於設定溫度55°C時，石蠟94呈固態，溫度感應體復位彈簧95給溫度感應體殼體93以彈力，使所述太陽能供熱閥87完全關閉，同時所述旁通閥83完全開啟，此時的採暖循環系統為由供暖水泵5、電加熱器4、散熱器6構成的小循環米暖系統B,散熱器6的熱能來自於太陽能發電模塊2。(2)當水溫在設定溫度55°C -65°C時，石蠟94逐漸變成液態，體積隨之增大，迫使橡膠管92收縮，從而對中心杆91上端錐面產生向下的推力。由於中心杆91的下端固定，因此中心杆91對橡膠管92及溫度感應體殼體93產生向上的反推力，溫度感應體殼體93克服溫度感應體復位彈簧95的彈力使所述太陽能供熱閥87逐漸打開，使所述旁通閥83開度逐漸減小；此時的採暖循環系統包括由供暖水泵5、電加熱器4、散熱器6構成的小循環採暖系統B和由太陽能集熱模塊1、供暖水泵5、電加熱器4、散熱器6構成的大循環採暖系統A ;散熱器6的熱能分別來自於太陽能集熱模塊I 和太陽能發電模塊2。(3)如圖5和圖6所示，當水溫達到設定溫度65°C時，石蠟94完全變成液態，體積變為最大，所述太陽能供熱閥87完全打開，所述旁通閥83完全關閉；此時的採暖循環系統為由太陽能集熱模塊1、供暖水泵5、電加熱器4、散熱器6構成的大循環採暖系統A，散熱器6的熱能直接來自於太陽能集熱模塊I。本實施例中，所述太陽能集熱模塊I包括兼做蓄水箱的太陽能集熱管，所述太陽能集熱管的外徑大於100mm。因為太陽能集熱管的直徑較大而且保溫效果較好，起到了保溫蓄水箱的作用，節省了保溫蓄水箱的設備投資，並節省了設備的安裝空間。本實施例中，所述散熱器6為毛細管網散熱器。所述採暖系統控制器3的輸入端還與市電電網連接。所述毛細管網散熱器為公知的散熱器，其特點是:具有換熱面積大、導熱性好、換熱均勻、用水量小、提升溫度快等優點，是一種高效的換熱器。本實施例與實施例一的區別在於節省了兩個溫度傳感器和兩個電磁閥，在熱媒水溫度沒有達到設定溫度時也參與供熱，降低了電加熱器4的能耗，而且大循環採暖系統A、小循環採暖系統B之間的切換自動進行，不需要電源和控制系統，工作可靠，故障率較低。本發明的描述是為了示例和描述起見而給出的，而並不是無遺漏的或者將本發明限於所公開的形式。很多修改和變化對於本領域的普通技術人員而言是顯然的。選擇和描述實施例是為了更好說明本發明的原理和實際應用，並且使本領域的普通技術人員能夠理解本發明從而設計適於·特定用途的帶有各種修改的各種實施例。
權利要求
1.太陽能光熱光電聯合採暖系統，包括太陽能集熱模塊和太陽能發電模塊，其特徵在於所述太陽能集熱模塊的出水口連接有集熱模塊出水管路，所述集熱模塊出水管路連接有水泵進水管路，所述水泵進水管路連接有供暖水泵，所述供暖水泵通過管路連接有電加熱器，所述電加熱器連接有散熱器進水管路，所述散熱器進水管路連接有設置在室內的散熱器，所述散熱器進水管路上安裝有散熱器進水溫度傳感器，所述散熱器的出水口和所述太陽能集熱模塊之間連接有集熱模塊回水管路；所述集熱模塊出水管路和所述集熱模塊回水管路之間連接有旁通管路，所述旁通管路和所述集熱模塊出水管路上設有旁通管路控制裝置；所述太陽能發電模塊電連接有蓄電池模塊，所述蓄電池模塊電連接有逆變器，所述逆變器電連接有採暖系統控制器，所述採暖系統控制器的輸入端還與所述散熱器進水溫度傳感器連接，所述採暖系統控制器的輸出端與所述電加熱器連接。
2.如權利要求I所述的太陽能光熱光電聯合採暖系統，其特徵在於所述旁通管路控制裝置包括安裝在所述太陽能集熱模塊的出水口處的集熱模塊溫度傳感器，所述集熱模塊溫度傳感器後的所述集熱模塊出水管路上安裝有太陽能集熱模塊電磁閥，所述太陽能集熱模塊電磁閥後的所述集熱模塊出水管路和所述集熱模塊回水管路之間連接有所述旁通管路，所述旁通管路上安裝有旁通電磁閥；所述集熱模塊溫度傳感器連接至所述採暖系統控制器的信號輸入端，所述太陽能集熱模塊電磁閥和所述旁通電磁閥分別電連接至所述採暖系統控制器的信號輸出端。
3.如權利要求I所述的太陽能光熱光電聯合採暖系統，其特徵在於所述旁通管路控制裝置為溫控切換閥，所述溫控切換閥包括主閥體，所述主閥體上設有與所述供暖水泵連接的總出水口，所述主閥體的一側設有旁通閥體，所述旁通閥體與所述主閥體之間設有旁通閥，所述旁通閥體上設有旁通閥進水口，所述旁通閥進水口連接至所述集熱模塊回水管路；所述主閥體的另一側設有太陽能供熱閥體，所述太陽能供熱閥體與所述主閥體之間設有太陽能供熱閥，所述太陽能供熱閥體上設有太陽能供熱閥進水口，所述太陽能供熱閥進水口連接至所述集熱模塊出水管路；所述太陽能供熱閥體內安裝有溫度感應體支架，所述溫度感應體支架上安裝有溫度感應體，所述溫度感應體上固定連接有閥杆，所述閥杆上固定安裝有所述旁通閥和所述太陽能供熱閥；所述溫度感應體位於運動起始位置時，所述太陽能供熱閥位於關閉位置，所述旁通閥位於開啟位置；所述溫度感應體位於運動終了位置時，所述太陽能供熱閥位於開啟位置，所述旁通閥位於關閉位置。
4.如權利要求3所述的太陽能光熱光電聯合採暖系統，其特徵在於所述溫度感應體包括固定在所述溫度感應體支架上且端部呈錐形的中心杆，所述中心杆上套裝有橡膠管，所述橡膠管外套裝有溫度感應體殼體，所述溫度感應體殼體內部和所述橡膠管外部之間的空腔內填充有石蠟；所述溫度感應體殼體外部和所述太陽能供熱閥體之間設有溫度感應體復位彈簧。
5.如權利要求I所述的太陽能光熱光電聯合採暖系統，其特徵在於所述太陽能集熱模塊包括兼做蓄水箱的太陽能集熱管，所述太陽能集熱管的外徑大於100_。
6.如權利要求I所述的太陽能光熱光電聯合採暖系統，其特徵在於所述散熱器為毛細管網散熱器。
7.如權利要求I至6任一權利要求所述的太陽能光熱光電聯合採暖系統，其特徵在於所述採暖系統控制器的輸入端還與市電電網連接。
全文摘要
本發明公開了一種太陽能光熱光電聯合採暖系統，包括太陽能集熱模塊和太陽能發電模塊，通過太陽能集熱模塊為散熱器提供採暖熱媒水，太陽能發電模塊提供輔助熱源和控制電源，保證每天24小時供暖，達到房間內升溫取暖的目的；本發明利用太陽能轉化成的熱能和電能給採暖設備提供能量，通過不同的循環控制實現綠色採暖，而且太陽能是世界上最潔淨的能源，它不產生有毒有害物質，不汙染環境，取之不盡，用之不竭；與傳統採暖設備相比本發明技術含量高、使用成本低、節能環保，是一項利國利民的技術創新。
文檔編號F24D15/00GK103256649SQ20131018729
公開日2013年8月21日 申請日期2013年5月20日 優先權日2013年5月20日
發明者張鑄志 申請人:張鑄志