CN215337141U - 太阳能热水节能*** - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种太阳能热水节能***，是针对解决现有同类***结构设计欠佳，改造升级较为不便，生产改造成本较高的技术问题而设计。其要点是该***包括太阳能集热板、平衡储热水箱、板式热交换器、低区热水罐、高区热水罐和热水罐，低区热水罐设有低区热水循环泵，高区热水罐设有高区热水循环泵，热水罐设有热水罐热水循环泵，平衡储热水箱设有液位变送器、温度传感器、太阳能集热循环泵和太阳能热媒循环泵，热水罐设有温度传感器，温度传感器与太阳能热媒循环泵、热水罐热水循环泵通过无线连接，板式热交换器与热水罐、热水罐热水循环泵、太阳能热媒循环泵之间分别设有温度传感器，平衡储热水箱与太阳能集热板之间设有温度传感器。

Description

太阳能热水节能***

技术领域

本实用新型涉及太阳能热水***，是一种太阳能热水节能***。

背景技术

太阳能热水***是利用太阳能集热器采集太阳热量，在阳光的照射下使太阳的光能充分转化为热能，通过控制***自动控制循环泵或电磁阀等功能部件将***采集到的热量传输到大型储水保温水箱中，在匹配当量的电力、燃气、燃油等能源，把储水保温水箱中的水加热并成为比较稳定的定量能源设备。该***既可提供生产和生活用热水，又可作为其他太阳能利用形式的冷热源，是太阳热能应用发展中最具经济价值、技术最成熟且已商业化的一项应用产品。目前，医院等大型公共设施中一般设有两套***，一套***为生活热水锅炉及其太阳能组成的***，通过生活热水锅炉与太阳能***的协调控制，尽可能的最大程度利用太阳能而减少生活热水锅炉的燃气消耗量；另一套***是中央空调***的热水锅炉，主要为中央空调***提供热源。如中国专利文献中披露的申请号201410004536.0，申请公布日2014.04.23，发明名称“提高太阳能热水***热效率及热利用率的方法及应用***”；再如中国专利文献中披露的申请号201110007282.4，申请公布日2011.06.01，发明名称“强制循环和间接换热式太阳能热水***及其控制方法”。上述两套***、专利文献和现有同类产品一般仅能实现远程监视功能，而不具有锅炉远程自动启停及热水泵变频调节功能，从而节能效果较差。

发明内容

为克服上述不足，本实用新型的目的是向本领域提供一种太阳能热水节能***，使其解决现有同类***结构设计欠佳，改造升级较为不便，生产改造成本较高，节能效果、联调联控效果较差的技术问题。其目的是通过如下技术方案实现的。

一种太阳能热水节能***，其特征在于该***包括太阳能集热板、平衡储热水箱、板式热交换器、低区热水罐、高区热水罐和热水罐，低区热水罐设有低区热水循环泵，高区热水罐设有高区热水循环泵，热水罐设有热水罐热水循环泵，平衡储热水箱设有液位变送器、温度传感器、太阳能集热循环泵和太阳能热媒循环泵，高区热水循环泵设有温度传感器T9、电动开关阀M1、膨胀水罐，低区热水循环泵分别设有温度传感器T8、电动开关阀M1、膨胀水罐，低区热水罐和高区热水罐分别设有电动开关阀、电动调节阀、压力传感器和温度传感器，电动调节阀与温度传感器通过无线连接，热水罐设有温度传感器，温度传感器与太阳能热媒循环泵、热水罐热水循环泵通过无线连接，板式热交换器与热水罐、热水罐热水循环泵、太阳能热媒循环泵之间分别设有温度传感器，平衡储热水箱与太阳能集热板之间设有温度传感器。

其具体结构如下：所述太阳能集热板通过太阳能集热循环泵与平衡储热水箱连接，平衡储热水箱设有换电动开关阀和液位变送器LT1、温度传感器T1、温度传感器T2、电动开关阀M1；锅炉房生活热水***包括两台生活热水锅炉和三台生活热水循环泵，锅炉房生活热水***的热水经过生活热水循环泵送到低区热水罐和高区热水罐***进行换热，再由二次侧的低区热水循环泵和高区热循环泵将生活热水输送至供热端，锅炉房生活热水***的接热交换机房设有温度传感器T13和压力传感器P01，锅炉房生活热水***接市政天然气***；热水罐无线连接平衡储热水箱的太阳能热媒循环泵和板式热交换器的热水罐热水循环泵，板式热交换器通过热水罐热水循环泵与热水罐连接，板式热交换器设有温度传感器T10、温度传感器T11、温度传感器T12，热水罐与高区热水罐、低区热水罐连接，屋顶PLC远程控制箱通过线路与度传感器T1、温度传感器T2、液位变送器LT1、电动开关阀M1、太阳能集热循环泵、太阳能热媒循环泵连接，地下室PLC远程控制箱通过线路与热水罐热水循环泵、高区热水循环泵、低区热水循环泵、锅炉房生活热水***，该***包括一个热水罐、两个低区热水罐和两个高区热水罐，热水罐后串联导流浮动盘管型半容积式水加热器。从而上述太阳能***一次侧由太阳能集热板、太阳能集热循环泵、平衡储热水箱组成，太阳能***收集热水，通过太阳能集热循环泵P6，将收集的热水储存到平衡储热水箱内。板式热交换器一次侧由平衡储热水箱、太阳能热媒循环泵、板式热交换器组成，太阳能热媒循环泵P5将平衡储热水箱的热水送到地下室的板式热交换器，板式热交换器与一次侧的热水罐进行换热，将太阳能的热量进行利用；板式热交换器二次侧由热水罐、板式热交换器、热水罐热水循环泵P8组成。高区热水罐***由一次侧的锅炉房生活热水***提供的热水与二次侧的高区热水循环泵、管道、电磁阀等组成；低区热水罐***由一次侧的锅炉房提供的热水与二次侧的低区热水循环泵组成。锅炉房生活热水***共有两台生活热水锅炉、三台生活热水循环泵组成，锅炉房产生的热水，经过生活热水循环泵送到低区和高区的热水罐***进行换热，再由二次侧循环泵将生活热水送到医院病房大楼。

所述低区热水循环泵和高区热循环泵的入口分别设有比例式积分电动调节球阀、热媒供水、热媒回水、温度传感器T4、温度传感器T5、温度传感器T6、温度传感器T7和温度监测显示仪。上述电路弱电水位监控铺设，温度监测显示仪就近安装在墙体上，信号传至管理中心，低区热水罐与低区热水循环泵亦可根据使用情况来人工开关、膨胀水罐、恒压供水装置（冷水），接生活给水管，接热水***回水管，温度传感器T8与低区热水循环泵连接。

所述生活热水循环泵分别设置变频器。从而通过生活热水循环泵将热水打到低区热水罐、高区热水罐，需要将变频器的频率控制信号接入中央空调群控***；同时，变频器的频率根椐设置在供回水总管的温差、压差传感器进行PID调节，实现供回温差和压差恒定控制。

所述屋顶PLC远程控制箱和地下室PLC远程控制箱通过线路与中央空调群控***连接，中央空调群控***的中央空调锅炉和生活热水锅炉接入市政天然气***分别设有天然气表计。从而该***将数据接入中央空调群控***平台统一管理，中央空调锅炉和生活热水锅炉前安装天然气表计，中央空调群控***与天然气表计进行通讯，中央空调群控***实时采集燃气表数据并存入数据库，并支持通过EXCEL报表打印输出。

本实用新型结构设计合理，改造升级简单，稳定性、安全性好，节能效果更好，整体协调性和科学性好，远程监控管理较为方便；其适合作为大型公共设施的生活热水锅炉及其太阳能组成的***，及中央空调***的热水锅炉***的改造升级，及其同类产品的结构改进。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是图1的缩略结构示意图。

图3是图2的工作原理结构示意图。

图4是本实用新型的控制界面结构示意图。

图5是本实用新型的锅炉房生活热水***结构示意图。

附图序号及名称：1、太阳能集热板，2、液位变送器，3、平衡储热水箱，4、温度传感器，5、太阳能集热循环泵，6、太阳能热媒循环泵，7、板式热交换器，8、热水罐热水循环泵，9、高区热水循环泵，10、低区热水循环泵，11、压力传感器，12、电动调节阀，13、低区热水罐，14、电动开关阀，15、高区热水罐，16、热水罐，17、屋顶PLC远程控制箱，18、地下室PLC远程控制箱，19、锅炉房生活热水***。

具体实施方式

现结合附图，对本实用新型结构作进一步描述。如图1-图5所示，该***包括太阳能集热板1、平衡储热水箱3、板式热交换器7、低区热水罐13、高区热水罐15和热水罐16，低区热水罐设有低区热水循环泵10，高区热水罐设有高区热水循环泵9，热水罐设有热水罐热水循环泵8，平衡储热水箱设有液位变送器2、温度传感器4、太阳能集热循环泵5和太阳能热媒循环泵6，高区热水循环泵设有温度传感器T9、电动开关阀M1、膨胀水罐，低区热水循环泵分别设有温度传感器T8、电动开关阀M1、膨胀水罐，低区热水罐和高区热水罐分别设有电动开关阀14、电动调节阀12、压力传感器11和温度传感器，电动调节阀与温度传感器通过无线连接，热水罐设有温度传感器，温度传感器与太阳能热媒循环泵、热水罐热水循环泵通过无线连接，板式热交换器与热水罐、热水罐热水循环泵、太阳能热媒循环泵之间分别设有温度传感器，平衡储热水箱与太阳能集热板之间设有温度传感器。上述太阳能集热板设有四片太阳能集热板，太阳能集热板通过太阳能集热循环泵与平衡储热水箱连接，平衡储热水箱设有换电动开关阀和液位变送器LT1、温度传感器T1、温度传感器T2、电动开关阀M1；锅炉房生活热水***19包括两台生活热水锅炉和三台生活热水循环泵，锅炉房生活热水***的热水经过生活热水循环泵送到低区热水罐和高区热水罐***进行换热，再由二次侧的低区热水循环泵和高区热循环泵将生活热水输送至供热端，锅炉房生活热水***的接热交换机房设有温度传感器T13和压力传感器P01，锅炉房生活热水***接市政天然气***。热水罐无线连接平衡储热水箱的太阳能热媒循环泵和板式热交换器的热水罐热水循环泵，板式热交换器通过热水罐热水循环泵与热水罐连接，板式热交换器设有温度传感器T10、温度传感器T11、温度传感器T12，热水罐与高区热水罐、低区热水罐连接，屋顶PLC远程控制箱17通过线路与度传感器T1、温度传感器T2、液位变送器LT1、电动开关阀M1、太阳能集热循环泵、太阳能热媒循环泵连接，地下室PLC远程控制箱18通过线路与热水罐热水循环泵、高区热水循环泵、低区热水循环泵、锅炉房生活热水***。该***包括一个热水罐、两个低区热水罐和两个高区热水罐，热水罐后串联导流浮动盘管型半容积式水加热器；低区热水循环泵和高区热循环泵的入口分别设有比例式积分电动调节球阀、热媒供水、热媒回水、温度传感器T4、温度传感器T5、温度传感器T6、温度传感器T7和温度监测显示仪；生活热水循环泵分别设置变频器；屋顶PLC远程控制箱和地下室PLC远程控制箱通过线路与中央空调群控***连接，中央空调群控***的中央空调锅炉和生活热水锅炉接入市政天然气***分别设有天然气表计。

该太阳能***及热水锅炉***为太阳能集热板收集热量加热冷水并储存在热水平衡水箱内作为热媒，通过热媒循环泵加压至地下热水泵房板换热交换器加热热水罐里的冷水来为整个热水***供应热水，并且在热水罐后串联导流浮动盘管型半容积式水加热器，在太阳能不足情况下，通过锅炉房提供的高温热水来为热水***供热。

太阳能集热板一次侧控制要求如下：太阳能***一次侧由太阳能集热板、太阳能集热循环泵、平衡储热水箱组成，太阳能收集热水，通过太阳能集热循环泵P6，将收集的热水储存到平衡储热水箱内。***中一次循环泵P5和P8的启、停由平衡储热水箱中的水温控制。太阳能集热循环泵P6白天使用，晚上停止，由T2控制。太阳能供水温度T2低于休眠温度38度（可调）以下且太阳能供水温度T2减平衡储热水箱温度T1小于唤醒温差3.5度（可调），太阳能集热循环泵P6进入预休眠待机状态。太阳能供水温度T2大于唤醒温度45度（可调）或太阳能供水温度T2减平衡储热水箱温度T1大于唤醒温差3.5度（可调），太阳能集热循环泵P6进入开机运行状态。平衡储热水箱设置液位传感器LT，当液位值低于0.6米时，关闭太阳能集热循环泵P6，防止泵干打。

板式热交换器一次侧控制要求如下：板式热交换器一次侧由平衡储热水箱、太阳能热媒循环泵、板式热交换器组成，太阳能热媒循环泵P5将平衡储热水箱的热水送到地下室的板式热交换器，板式热交换器与一次侧的热水罐***进行换热，将太阳能的热量进行利用。平衡储热水箱温度T1大于唤醒温度38度（可调）或者平衡储热水箱温度T1减去生活储热水箱温度T3大于唤醒温度3.5度（可调）时，开启太阳能热媒循环泵P5。当平衡储热水箱温度T1低于休眠温度38.5度（可调）时，关闭太阳能热媒循环泵P5及热水罐热水循环泵。平衡储热水箱设置液位传感器LT，当液位值低于0.6米时，关闭太阳能集热循环泵P6及热水罐热水循环泵，防止泵干打。

板式热交换器二次侧控制要求如下：板式热交换器二次侧由热水罐、板式热交换器、热水罐热水循环泵P8组成，平衡储热水箱温度T1大于唤醒温度38度（可调）或者平衡储热水箱温度T1减去生活储热水箱温度T3大于唤醒温度3.5度（可调）时，开启太阳能热媒循环泵P5以及热水罐热水循环泵。当平衡储热水箱温度T1低于休眠温度38.5度（可调）时，关闭太阳能热媒循环泵P5及热水罐热水循环泵。太阳能热媒循环泵运行且（板交一次供水温度T11减板交一次回水温度T12）小于等于休眠温差1.2度（可调）时，进入休眠待机状态。太阳能热媒循环泵运行且休眠待机状态持续时间超过10分钟（可调）时，关闭太阳能热媒循环泵及热水罐热水循环泵。平衡储热水箱设置液位传感器LT，当液位值低于0.6米时，关闭太阳能集热循环泵P6及热水罐热水循环泵，防止泵干打。

高区热水罐***控制要求如下：高区热水罐***由一次侧的锅炉房提供的热水与二次侧的高区热水循环泵、管道、电磁阀等组成，高区热水罐为10楼-17楼在早上6点-早上8点定时供应生活热水，在晚上18：00-晚上22点定时供应生活热水，该时间段由在***界面进行设置，第一高区水箱温度T5或第二高区水箱温度T4或生活储热水箱温度T3大于启泵温度35度（可调）时，高区热水循环泵启动。第一高区水箱温度T5或第二高区水箱温度T4或生活储热水箱温度T3低于停泵温度30度（可调）时，高区热水循环泵关闭，同步关闭热水进出口阀V04。当太阳能热水供应不足时，由设置在高区热水罐的比例积分电动阀根椐高区水箱温度设定值与实际值比较，当实际值低于设定值时，加大比例积分电动阀的开度；当实际值高于设定值时，减小比例积分电动阀的开度；保证供水温度恒定在40度（可调）。第一低区热水罐设定温度为40度，实际温度达到40度，此时电动比例阀VF03处于关闭状态。

低区热水罐***控制要求如下：低区热水罐***由一次侧的锅炉房提供的热水与二次侧的低区热水循环泵组成，低区1楼-10楼热水供应时间为早上4：00-晚上23点，该时间段由在***界面进行设置，第一低区水箱温度T7或第二低区水箱温度T6或生活储热水箱温度T3大于启泵温度35度（可调）时，低区热水循环泵启动。第一低区水箱温度T7、第二低区水箱温度T6或生活储热水箱温度T3低于停泵温度30度（可调）时，低区热水循环泵关闭。当太阳能热水供应不足时，由设置在低区热水罐的比例积分电动阀根椐低区水箱温度设定值与实际值比较，当实际值低于设定值时，加大比例积分电动阀的开度；当实际值高于设定值时，减小比例积分电动阀的开度；保证供水温度恒定在40度（可调）。第一低区热水罐设定温度为40度，实际温度达到40度，此时电动比例阀VF03处于关闭状态。

锅炉房生活热水***控制要求如下：锅炉房生活热水***共有两台生活热水锅炉、三台生活热水循环泵组成，锅炉房产生的热水，经过生活热水循环泵送到低区和高区的热水罐***进行换热，再由二次侧循环泵将生活热水送到医院病房大楼。该***运行时，首先开两台生活热水循环泵，当低区和高区的四台热水罐温度均达到60度（可调）时，关闭一台生活热水循环泵，开一台生活热水循环泵，当四台热水罐温度均达65度（可调）时，所有热水生活热水循环泵停止运行。当检测任何一台热水罐温度低于55度（可调）时，开一台生活热水循环泵，当检测任何一台热水罐温度低于50度（可调）时，开两台生活热水循环泵。当所有水泵停止运行时，联动停止锅炉；当水泵运行时，联动开启锅炉。三台生活热水循环泵分别设置变频器，需要将变频器的频率控制信号接入中央空调群控***。检测锅炉供回水压差，调节锅炉生活热水循环泵的频率。当检测压差超过2BAR（可调）时，生活热水热水循环泵停止运行，起到保护作用。

低区热水罐、高区热水罐控制要求如下：低区热水罐和高区热水罐分别设置温度传感器，并且入口设置比例式积分电动调节球阀。根据低区热水罐和高区热水罐的温度传感器与设定温度进行比较计算，对入口比例式积分电动调节球阀进行开度调节，使低区热水罐和高区热水罐的温度恒定在设定值。当太阳能热水供应不足时，由设置在低区热水罐和高区热水罐的比例积分电动阀根椐低区和高区水箱温度设定值与实际值比较，当实际值低于设定值时，加大比例积分电动阀的开度；当实际值高于设定值时，减小比例积分电动阀的开度，保证供水温度恒定在40度（可调）。第一低区热水罐设定温度为40度，实际温度达到40度，此时电动比例阀VF03处于关闭状态。

生活热水锅炉及配套生活热水循环泵控制要求如下：配有两台生活热水锅炉，配套三台生活热水循环泵，通过生活热水循环泵将热水打到低区热水罐、高区热水罐。变频器的频率根椐设置在供回水总管的温差、压差传感器进行PID调节，实现供回温差和压差恒定控制。锅炉的启停根椐出水总管温度进行启停控制；两台锅炉互为备用，当一台故障时，自动开启备用锅炉；三台热水泵为两台在用一台备用，当其中一台热水泵故障时，自动开启备用热水泵。

同时，该***通过改造实现空调热水锅炉消耗天然气的节能，太阳能***及热水锅炉***，均需将数据接入中央空调群控***平台统一管理，项目实施后采用智能化***集中控制，中央空调***及生活热水锅炉天然气消耗量年综合节能率应达到23%以上。该***接入市政天然气***，分别在中央空调锅炉和生活热水锅炉前安装天然气表计，中央空调群控***与天然气表计进行通讯，中央空调群控***实时采集燃气表数据并存入数据库，并支持通过EXCEL报表打印输出。

Claims (5)

1.一种太阳能热水节能***，其特征在于该***包括太阳能集热板（1）、平衡储热水箱（3）、板式热交换器（7）、低区热水罐（13）、高区热水罐（15）和热水罐（16），低区热水罐设有低区热水循环泵（10），高区热水罐设有高区热水循环泵（9），热水罐设有热水罐热水循环泵（8），平衡储热水箱设有液位变送器（2）、温度传感器（4）、太阳能集热循环泵（5）和太阳能热媒循环泵（6），高区热水循环泵设有温度传感器T9、电动开关阀M1、膨胀水罐，低区热水循环泵分别设有温度传感器T8、电动开关阀M1、膨胀水罐，低区热水罐和高区热水罐分别设有电动开关阀（14）、电动调节阀（12）、压力传感器（11）和温度传感器，电动调节阀与温度传感器通过无线连接，热水罐设有温度传感器，温度传感器与太阳能热媒循环泵、热水罐热水循环泵通过无线连接，板式热交换器与热水罐、热水罐热水循环泵、太阳能热媒循环泵之间分别设有温度传感器，平衡储热水箱与太阳能集热板之间设有温度传感器。

2.根据权利要求1所述的太阳能热水节能***，其特征在于所述太阳能集热板（1）通过太阳能集热循环泵（5）与平衡储热水箱（3）连接，平衡储热水箱设有换电动开关阀和液位变送器LT1、温度传感器T1、温度传感器T2、电动开关阀M1；锅炉房生活热水***（19）包括两台生活热水锅炉和三台生活热水循环泵，锅炉房生活热水***的热水经过生活热水循环泵送到低区热水罐和高区热水罐***进行换热，再由二次侧的低区热水循环泵（10）和高区热水循环泵（9）将生活热水输送至供热端，锅炉房生活热水***的接热交换机房设有温度传感器T13和压力传感器P01，锅炉房生活热水***接市政天然气***；热水罐（16）无线连接平衡储热水箱的太阳能热媒循环泵和板式热交换器（7）的热水罐热水循环泵（8），板式热交换器通过热水罐热水循环泵与热水罐（16）连接，板式热交换器设有温度传感器T10、温度传感器T11、温度传感器T12，热水罐与高区热水罐（15）、低区热水罐（13）连接，屋顶PLC远程控制箱（17）通过线路与度传感器T1、温度传感器T2、液位变送器LT1、电动开关阀M1、太阳能集热循环泵、太阳能热媒循环泵连接，地下室PLC远程控制箱（18）通过线路与热水罐热水循环泵、高区热水循环泵、低区热水循环泵、锅炉房生活热水***，以及对应的压力传感器（11）、电动调节阀（12）、电动开关阀（14）、温度传感器连接，该***包括一个热水罐、两个低区热水罐和两个高区热水罐，热水罐后串联导流浮动盘管型半容积式水加热器。

3.根据权利要求2所述的太阳能热水节能***，其特征在于所述低区热水循环泵（10）和高区热水循环泵（9）的入口分别设有比例式积分电动调节球阀、热媒供水、热媒回水、温度传感器T4、温度传感器T5、温度传感器T6、温度传感器T7和温度监测显示仪。

4.根据权利要求2所述的太阳能热水节能***，其特征在于所述生活热水循环泵分别设置变频器。

5.根据权利要求2所述的太阳能热水节能***，其特征在于所述屋顶PLC远程控制箱（17）和地下室PLC远程控制箱（18）通过线路与中央空调群控***连接，中央空调群控***的中央空调锅炉和生活热水锅炉接入市政天然气***分别设有天然气表计。

Images