CN209415549U - 一种太阳能串联耦合自循环蓄热式采暖*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种太阳能串联耦合自循环蓄热式采暖***，涉及采暖设备。所述采暖***包括：电锅炉，包括第一内胆、第一保温层、第一外壳、第一电加热器以及第一温度传感器；所述第一电加热器呈套筒状并环套在所述第一内胆外侧，所述第一保温层将所述第一内胆及所述第一电加热器完全包裹，太阳能集热器，包括集热器联箱、多个太阳能集热管、支架及尾架；所述集热器联箱包括第二外壳、第二内胆和第二保温层，所述第二外壳呈竖向设置的立柱状，暖气片机构，其内安装有第三电加热器；所述电锅炉的出水端与所述集热器联箱的进水端连接，并且，所述电锅炉布置在所述太阳能集热器的下方。

Description

一种太阳能串联耦合自循环蓄热式采暖***

技术领域

本实用新型涉及采暖设备，特别是涉及一种太阳能串联耦合自循环蓄热式采暖***。

背景技术

对于北方冬季供暖，尤其是乡村供暖，往往是各家分别安装采暖设备，如太阳能光热、热泵、电热锅炉、生物质锅炉等设备，这样一方面满足供暖需求，另一方面尽可能的实现节能环保，因此这些供暖设备对于采暖和环保十分重要。

虽然这些供暖设备能够达到有效采暖及降低污染的效果，但是，其运行成本很高。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是要提供一种太阳能串联耦合自循环蓄热式采暖***，以降低其采暖时的运行成本。

特别地，本实用新型提供了一种太阳能串联耦合自循环蓄热式采暖***，包括：

电锅炉，包括第一内胆、第一保温层、第一外壳、第一电加热器以及第一温度传感器；所述第一电加热器呈套筒状并环套在所述第一内胆外侧，所述第一保温层将所述第一内胆及所述第一电加热器完全包裹，所述第一外壳将所述第一保温层完全包裹，所述第一内胆及所述第一外壳均呈竖向设置的柱体状，所述电锅炉的出水端设置在其上端，所述电锅炉的进水端设置在其下端，所述第一温度传感器安装在所述电锅炉的出水端处；

太阳能集热器，包括集热器联箱、多个太阳能集热管、支架及尾架；所述集热器联箱包括第二外壳、第二内胆和第二保温层，所述第二外壳呈竖向设置的立柱状，所述第二外壳内套装所述第二保温层，所述第二保温层内套装所述第二内胆，所述集热器联箱的出水端设置在其上端，所述集热器联箱的进水端设置在其下端，所述太阳能集热管沿着水平方向设置并且其一端***所述集热器联箱内的所述第二内胆中，多个所述太阳能集热管呈两排并关于所述集热器联箱对称设置，所述太阳能集热管的另一端固定在所述尾架上，所述尾架通过所述支架与所述集热器联箱连接，所述第二内胆内安装有第二温度传感器及第二电加热器，所述第二内胆内的顶部安装有水位传感器；

暖气片机构，其内安装有第三电加热器；以及

控制器，与所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第一电加热器、所述水位传感器、所述第二电加热器及所述第三电加热器连接，并且，所述控制器配套连接有控制面板；

其中，所述集热器联箱的出水端与所述暖气片机构的进水端连接，所述暖气片机构的出水端与所述电锅炉的进水端连接，所述电锅炉的出水端与所述集热器联箱的进水端连接，并且，所述电锅炉布置在所述太阳能集热器的下方。

进一步地，所述暖气片机构为多个，所述暖气片机构的进水端位于其顶部的一侧，所述暖气片机构的出水端位于其底部的另一侧；

所述电锅炉的出水端与热水主管连接，所述热水主管安装在每一所述暖气片机构上方，所述电锅炉的进水端与回水主管连接，所述回水主管安装在每一所述暖气片机构下方，每一所述暖气片机构的进水端通过热水支管与所述热水主管连接，每一所述暖气片机构的出水端通过回水支管与所述回水主管连接，所述回水支管的内径小于所述回水主管的内径，所述热水支管的内径小于所述热水主管的内径；

多个所述第三电加热器与所述控制器连接。

进一步地，所述电锅炉的出水端高于每一所述暖气片机构的进水端，所述热水主管相对水平方向倾斜2°至10°；

所述电锅炉的进水端低于每一所述暖气片机构的出水端，所述回水主管相对水平方向倾斜2°至10°；

多个所述暖气片机构的安装高度相一致。

进一步地，所述第一电加热器为加热板或加热带或加热摸；

所述电锅炉的进水端安装有补水管，所述补水管上安装有补水阀。

进一步地，所述集热器联箱的出水端连接有排气补气管，以使所述集热器联箱处于非承压状态，所述排气补气管内安装有液位传感器。

进一步地，所述太阳能集热管为内聚焦减容太阳能集热管、全玻璃热管式太阳能集热管或金属热管式太阳能集热管。

进一步地，所述第一内胆的顶部安装有排气补气管，所述排气补气管伸出所述第一外壳。

进一步地，每一所述热水支管及每一所述回水支管上安装一第一阀门，所述第一阀门为电动球阀。

进一步地，所述暖气片机构为三个，依次从左向右依次布置，所述电锅炉设置在左端的所述暖气片机构旁边，右端的所述暖气片机构的所述热水支管安装有排气管，所述排气管上安装有排气阀。

进一步地，所述回水主管上安装有第二阀门，所述回水主管上还布置有循环泵及第三阀门，所述循环泵与所述第三阀门串联设置，并且所述第二阀门与所述循环泵及所述第三阀门呈并联布置。

本实用新型的发明人发现，造成现有采暖***成本运行高的主要原因是，采暖***不能根据客户实际需求以及实际的气候温度来提供灵活多样的采暖方式，导致采暖***能耗很高；为此，本实用新型的发明人通过在每个暖气片机构中安装能够进行独立加热的第三电加热器，实现当需要对个别区域进行加热时，可以使用相应的第三电加热器进行局部加热，而当需要较大功率的大范围加热时，可以仅仅使用电锅炉进行统一的加热，而不使用任何一个第三电加热器，从而降低能耗，而当光照合适的情况下，还可以使用太阳能集热器来替代电锅炉，而又更进一步的降低能耗。当需要高温供暖时，可以使所有的加热器如第三电加热器、第一电加热器、第二电加热器全部工作，以提供高温供暖而应对严寒。从而提供形式多样的供暖方式。同时，当第一内胆或/和第二内胆内的水温高于其外部的循环管路，特别是暖气片机构内的水温时，因为低温水密度大于高温水密度，从而形成了外部冷水与第一内胆或/和第二内胆内部热水的压力差。从而避免使用循环泵等设备对该***的整个管路进行驱动，从而又进一步降低运行成本。并且，电锅炉结构简单，便于使用者自行处理维修、更换及保养，从而降低使用成本。

根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

图1是所述太阳能串联耦合自循环蓄热式采暖***的示意性管路图；

图2是所述控制器的示意性逻辑关系图。

具体实施方式

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：图1是所述太阳能串联耦合自循环蓄热式采暖***的示意性管路图；图2是所述控制器的示意性逻辑关系图。

参见图1及图2，本实施例提供了一种太阳能串联耦合自循环蓄热式采暖***，包括：电锅炉100、太阳能集热器200、暖气片机构300以及控制器500。电锅炉100包括第一内胆101、第一保温层102、第一外壳103、第一电加热器104以及第一温度传感器105；第一电加热器104呈套筒状并环套在第一内胆101外侧，第一保温层102将第一内胆101及第一电加热器104完全包裹，第一外壳103将第一保温层102完全包裹，第一内胆101及第一外壳103均呈竖向设置的柱体状，电锅炉100的出水端及进水端分别设置在其上下两端，第一温度传感器105安装在电锅炉100的出水端处；太阳能集热器200包括集热器联箱201、多个太阳能集热管202、支架203及尾架204；集热器联箱201包括第二外壳、第二内胆和第二保温层，第二外壳呈竖向设置的立柱状，第二外壳内套装第二保温层，第二保温层内套装第二内胆，集热器联箱201的出水端及进水端分别设置在其上下两端，太阳能集热管202沿着水平方向设置并且其一端***集热器联箱201内的第二内胆中，多个太阳能集热管202呈两排并关于集热器联箱201对称设置，太阳能集热管202的另一端固定在尾架204上，尾架204通过支架203与集热器联箱201连接，第二内胆内安装有第二温度传感器206及第二电加热器207，第二内胆内的顶部安装有水位传感器205；暖气片机构300内安装有第三电加热器301；控制器500与第一温度传感器105、第二温度传感器206、第一电加热器104、水位传感器205、第二电加热器207及第三电加热器301连接，并且，控制器500配套连接有控制面板；其中，集热器联箱201的出水端与暖气片机构300的进水端连接，暖气片机构300的出水端与电锅炉100的进水端连接，电锅炉100的出水端与集热器联箱201的进水端连接，并且，电锅炉100布置在太阳能集热器200的下方。

本实用新型的发明人发现，造成现有采暖***成本运行高的主要原因是，采暖***不能根据客户实际需求以及实际的气候温度来提供灵活多样的采暖方式，导致采暖***能耗很高；为此，本实用新型的发明人通过在每个暖气片机构300中安装能够进行独立加热的第三电加热器301，实现当需要对个别区域进行加热时，可以使用相应的第三电加热器301进行局部加热，而当需要较大功率的大范围加热时，可以仅仅使用电锅炉100进行统一的加热，而不使用任何一个第三电加热器301，从而降低能耗，而当光照合适的情况下，还可以使用太阳能集热器200来替代电锅炉100，而又更进一步的降低能耗。当需要高温供暖时，可以使所有的加热器如第三电加热器301、第一电加热器104、第二电加热器207全部工作，以提供高温供暖而应对严寒。从而提供形式多样的供暖方式。同时，当第一内胆101或/和第二内胆内的水温高于其外部的循环管路，特别是暖气片机构300内的水温时，因为低温水密度大于高温水密度，从而形成了外部冷水与第一内胆101或/和第二内胆内部热水的压力差。从而避免使用循环泵409等设备对该***的整个管路进行驱动，从而又进一步降低运行成本。并且，电锅炉100结构简单，便于使用者自行处理维修、更换及保养，从而降低使用成本。

参见图1及图2，进一步地，暖气片机构300为多个，暖气片机构300的进水端位于其顶部的一侧，暖气片机构300的出水端位于其底部的另一侧；电锅炉100的出水端与热水主管401连接，热水主管401安装在每一暖气片机构300上方，电锅炉100的进水端与回水主管402连接，回水主管402安装在每一暖气片机构300下方，每一暖气片机构300的进水端通过热水支管403与热水主管401连接，每一暖气片机构300的出水端通过回水支管404与回水主管402连接，回水支管404的内径小于回水主管402的内径，热水支管403的内径小于热水主管401的内径；多个第三电加热器301与控制器500连接。

参见图1及图2，进一步地，电锅炉100的出水端高于每一暖气片机构300的进水端，热水主管401相对水平方向倾斜2°至10°；优选为5°。

电锅炉100的进水端低于每一暖气片机构300的出水端，回水主管402相对水平方向倾斜2°至10°；优选为5°。

多个暖气片机构300的安装高度相一致。

参见图1及图2，进一步地，第一电加热器104为加热板或加热带或加热摸；

电锅炉100的进水端安装有补水管，补水管上安装有补水阀。

参见图1及图2，进一步地，集热器联箱201的出水端连接有排气补气管208，以使集热器联箱201处于非承压状态，排气补气管208内安装有液位传感器。

参见图1及图2，进一步地，太阳能集热管202为内聚焦减容太阳能集热管202、全玻璃热管式太阳能集热管202或金属热管式太阳能集热管202。

参见图1及图2，进一步地，第一内胆101的顶部安装有排气补气管208，排气补气管208伸出第一外壳103。

参见图1及图2，进一步地，每一热水支管403及每一回水支管404上安装一第一阀门405，第一阀门405为电动球阀。

参见图1及图2，进一步地，暖气片机构300为三个，依次从左向右依次布置，电锅炉100设置在左端的暖气片机构300旁边，右端的暖气片机构300的热水支管403安装有排气管406，排气管406上安装有排气阀407。

参见图1及图2，进一步地，回水主管402上安装有第二阀门408，回水主管402上还布置有循环泵409及第三阀门410，循环泵409与第三阀门410串联设置，并且第二阀门408与循环泵409及第三阀门410呈并联布置。循环泵409可以是微循环泵409。

工作过程：

当夜间或白天光照不好的情况下，若需要局部加热，可以通过操纵可控制器500使相应的个别的暖气片机构300中的第三电加热器301进行加热，并由相应的个别的暖气片机构300散热，以进行局部取暖，当然，也可以将所有的第三电加热器301均打开，实现大范围内加热。

由于回水主管402及热水主管401直径较大，管阻显著小于压力差时，在压力差作用下，暖气片机构300的冷水下沉，进入回水管，并进入到内胆。内胆内的热水进入热水主管401并持续流向到暖气片机构300。通过暖气片机构300向相应采暖区域供热。

由于第一内胆101或/和第二内胆属于保温水箱，散热量较低，且内置电加热器不断加热水温，而外部循环管路和暖气片机构300没有保温，且散热功率较大。因此，在电加热持续启动的条件下，可始终实现第一内胆101或/和第二内胆内的水温始终高于暖气片机构300内的水温，从而实现相对稳定的动态自循环供暖功能。

一般暖气片机构300较少时，可去掉循环泵409，实现自主温差循环供热。当采用循环管路加粗时，循环效果将更好。

当暖气片机构300较多较远时，需要在储水箱出水口增加循环泵409，进行辅助循环。以增加循环供热速度。一般供暖面积为100㎡的建筑，一般采用1寸供热热水主管401和回水主管402接口额。

另外，本实用新型的***的整体优点还有：

一、对比现有的蓄热式采暖***，本***可在循环泵409条件下实现供热***的稳定循环供热，大幅度降低***的运行能耗和成本。也显著降低了***的复杂性和成本，提高了***可靠性和运行稳定性。

另外，当客户需要增加循环泵409时，仅需要10-20W的循环泵409即可。功率仅为常规循环泵409功率的10％左右。综合节能效果极为显著。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种太阳能串联耦合自循环蓄热式采暖***，其特征在于，包括：

电锅炉，包括第一内胆、第一保温层、第一外壳、第一电加热器以及第一温度传感器；所述第一电加热器呈套筒状并环套在所述第一内胆外侧，所述第一保温层将所述第一内胆及所述第一电加热器完全包裹，所述第一外壳将所述第一保温层完全包裹，所述第一内胆及所述第一外壳均呈竖向设置的柱体状，所述电锅炉的出水端设置在其上端，所述电锅炉的进水端设置在其下端，所述第一温度传感器安装在所述电锅炉的出水端处；

太阳能集热器，包括集热器联箱、多个太阳能集热管、支架及尾架；所述集热器联箱包括第二外壳、第二内胆和第二保温层，所述第二外壳呈竖向设置的立柱状，所述第二外壳内套装所述第二保温层，所述第二保温层内套装所述第二内胆，所述集热器联箱的出水端设置在其上端，所述集热器联箱的进水端设置在其下端，所述太阳能集热管沿着水平方向设置并且其一端***所述集热器联箱内的所述第二内胆中，多个所述太阳能集热管呈两排并关于所述集热器联箱对称设置，所述太阳能集热管的另一端固定在所述尾架上，所述尾架通过所述支架与所述集热器联箱连接，所述第二内胆内安装有第二温度传感器及第二电加热器，所述第二内胆内的顶部安装有水位传感器；

暖气片机构，其内安装有第三电加热器；以及

控制器，与所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第一电加热器、所述水位传感器、所述第二电加热器及所述第三电加热器连接，并且，所述控制器配套连接有控制面板；

其中，所述集热器联箱的出水端与所述暖气片机构的进水端连接，所述暖气片机构的出水端与所述电锅炉的进水端连接，所述电锅炉的出水端与所述集热器联箱的进水端连接，并且，所述电锅炉布置在所述太阳能集热器的下方。

2.根据权利要求1所述的太阳能串联耦合自循环蓄热式采暖***，其特征在于，所述暖气片机构为多个，所述暖气片机构的进水端位于其顶部的一侧，所述暖气片机构的出水端位于其底部的另一侧；

所述电锅炉的出水端与热水主管连接，所述热水主管安装在每一所述暖气片机构上方，所述电锅炉的进水端与回水主管连接，所述回水主管安装在每一所述暖气片机构下方，每一所述暖气片机构的进水端通过热水支管与所述热水主管连接，每一所述暖气片机构的出水端通过回水支管与所述回水主管连接，所述回水支管的内径小于所述回水主管的内径，所述热水支管的内径小于所述热水主管的内径；

多个所述第三电加热器与所述控制器连接。

3.根据权利要求2所述的太阳能串联耦合自循环蓄热式采暖***，其特征在于，所述电锅炉的出水端高于每一所述暖气片机构的进水端，所述热水主管相对水平方向倾斜2°至10°；

所述电锅炉的进水端低于每一所述暖气片机构的出水端，所述回水主管相对水平方向倾斜2°至10°；

多个所述暖气片机构的安装高度相一致。

4.根据权利要求3所述的太阳能串联耦合自循环蓄热式采暖***，其特征在于，所述第一电加热器为加热板或加热带或加热摸；

所述电锅炉的进水端安装有补水管，所述补水管上安装有补水阀。

5.根据权利要求4所述的太阳能串联耦合自循环蓄热式采暖***，其特征在于，所述集热器联箱的出水端连接有排气补气管，以使所述集热器联箱处于非承压状态，所述排气补气管内安装有液位传感器。

6.根据权利要求5所述的太阳能串联耦合自循环蓄热式采暖***，其特征在于，所述太阳能集热管为内聚焦减容太阳能集热管、全玻璃热管式太阳能集热管或金属热管式太阳能集热管。

7.根据权利要求6所述的太阳能串联耦合自循环蓄热式采暖***，其特征在于，所述第一内胆的顶部安装有排气补气管，所述排气补气管伸出所述第一外壳。

8.根据权利要求7所述的太阳能串联耦合自循环蓄热式采暖***，其特征在于，每一所述热水支管及每一所述回水支管上安装一第一阀门，所述第一阀门为电动球阀。

9.根据权利要求8所述的太阳能串联耦合自循环蓄热式采暖***，其特征在于，所述暖气片机构为三个，依次从左向右依次布置，所述电锅炉设置在左端的所述暖气片机构旁边，右端的所述暖气片机构的所述热水支管安装有排气管，所述排气管上安装有排气阀。

10.根据权利要求9所述的太阳能串联耦合自循环蓄热式采暖***，其特征在于，所述回水主管上安装有第二阀门，所述回水主管上还布置有循环泵及第三阀门，所述循环泵与所述第三阀门串联设置，并且所述第二阀门与所述循环泵及所述第三阀门呈并联布置。