一种基于太阳能及蒸汽串联供热的热水供应系统的制作方法

1.本实用新型涉及供热技术领域，尤其涉及一种基于太阳能及蒸汽串联供热的热水供应系统。


背景技术：

2.目前，热水供热技术按照形式可分为分散式和集中式两种形式。分散式供热技术有空气源热泵、蓄热式电暖器等技术；集中式供热技术有热电联产技术、太阳能供暖技术、锅炉供热技术等。部分居民屋顶因承重不足或空间狭小等原因无法安装大型水箱，制约了热水供应系统的安装。此外使用太阳能供暖技术还会存在出水温度不达标的情况。


技术实现要素：

3.为克服上述问题，本实用新型提供一种基于太阳能及蒸汽串联供热的热水供应系统。
4.本实用新型采用的技术方案是：一种基于太阳能及蒸汽串联供热的热水供应系统，包括第一固定平面、第二固定平面和大水箱补水主管；
5.所述第一固定平面上设有太阳能集热装置、太阳能循环泵和屋顶小水箱，屋顶小水箱具有第一出水端、第二出水端、第一进水端和第二进水端；屋顶小水箱的第一出水端通过太阳能循环供水主管与太阳能集热装置的进水端相连，太阳能循环供水主管上设有太阳能循环泵，太阳能集热装置的出水端通过太阳能循环回水主管与屋顶小水箱的第一进水端相连；太阳能集热装置、太阳能循环回水主管、太阳能循环供水主管、太阳能循环泵和屋顶小水箱构成第一循环回路；
6.所述第二固定平面上设有屋顶小水箱供水泵、大水箱、用户端供水泵和蒸汽板式换热器，大水箱具有第一进水端、第二进水端、第一出水端和第二出水端；大水箱的第一出水端通过屋顶小水箱供水主管与屋顶小水箱的第二进水端相连，屋顶小水箱供水主管上设有屋顶小水箱供水泵，屋顶小水箱的第二出水端通过屋顶小水箱回水主管与大水箱的第一进水端相连；屋顶小水箱、屋顶小水箱供水主管、屋顶小水箱回水主管、屋顶小水箱供水泵、和大水箱构成第二循环回路；
7.所述大水箱补水主管与大水箱的第二进水端相连，大水箱补水主管上设有大水箱补水泵；大水箱的第二出水端通过管路与蒸汽板式换热器的进水端相连，蒸汽板式换热器的出水端通过用户终端供水主管与大水箱补水主管相连，用户终端供水主管上设有用户终端用水设备；蒸汽板式换热器的蒸汽入口与蒸汽进汽管相连，蒸汽进汽管上设有蒸汽电动调节阀，蒸汽板式换热器的蒸汽出口与蒸汽回汽管相连，蒸汽板式换热器的冷凝水出口通过冷凝水管与冷凝水处理装置相连；大水箱补水主管、大水箱、用户端供水泵、蒸汽板式换热器、用户终端供水主管和用户终端用水设备构成第三循环回路。
8.进一步，所述屋顶小水箱设有小水箱水温温度传感器t2，太阳能集热装置设有太阳能水温温度传感器t1，大水箱设有大水箱水温温度传感器t3，用户终端供水主管上设有
板换出水温度传感器t4；所述小水箱水温温度传感器t2、太阳能水温温度传感器t1、大水箱水温温度传感器t3和水温度传感器t4的信号输出端分别与控制器电连接，控制器根据小水箱水温温度传感器t2、太阳能水温温度传感器t1、大水箱水温温度传感器t3和水温度传感器t4的信号控制启停太阳能循环泵、屋顶小水箱供水泵、蒸汽电动调节阀。
9.进一步，所述用户终端供水主管与大水箱补水主管相连的位置位于大水箱补水泵与屋顶小水箱供水泵之间。
10.进一步，屋顶小水箱、大水箱的外表面设有保温层。
11.本实用新型的工作原理是：小水箱与太阳能集热装置之间形成第一循环回路(即第一级热循环)，可通过太阳能集热装置将太阳能转化成热水的热能，并通过小水箱进行储存。小水箱与大水箱之间通过第二循环回路进行循环控温；大水箱、蒸汽板式换热器与用户终端用水设备之间形成第三循环回路，当热水通过大水箱供至用户时，如温度无法满足要求，则蒸汽板式换热器介入(即第二级蒸汽供热系统)，加热至满足用户需求。如此，可以实现最大限度地利用太阳能，实现节能降耗，并保证系统供应符合要求的热水。
12.本实用新型的有益效果是：采用太阳能与蒸汽串联混合供热的方式，将水加热至所需的温度。供热系统的安装平面分为第一固定平面和第二固定平面，尤其适合屋顶因承重不足或空间狭小等原因无法安装大型水箱的情况。系统将优先利用太阳能供热，最大限度地实现节能降耗。当经过太阳能加热后的水温仍无法满足生产要求时，辅以蒸汽进行加热，确保出水温度达标。
附图说明
13.图1是本实用新型的结构示意图。
14.附图标记说明：1-第一固定平面、2-太阳能集热装置、3-太阳能水温温度传感器t1、4-太阳能循环回水主管、5-屋顶小水箱、6-小水箱水温温度传感器t2、7-太阳能循环供水主管、8-太阳能循环泵、9-第二固定平面、10-大水箱、11-大水箱水温温度传感器t3、12-屋顶小水箱供水主管、13-屋顶小水箱回水主管、14-屋顶小水箱供水泵、15-用户端供水泵、16-蒸汽板式换热器、17-蒸汽进汽管、18-蒸汽电动调节阀、19-蒸汽回汽管、20-冷凝水管、21-板换出水温度传感器t4、22-冷凝水处理装置、23-用户终端供水主管、24-用户终端用水设备、25-用户端回水管、26-大水箱补水主管、27-大水箱补水泵。
具体实施方式
15.下面将结合附图对本实用新型专利的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
16.在本实用新型的描述中，需要说明的是，如出现术语“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。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重
要性。
17.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“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。
18.参照附图，一种基于太阳能及蒸汽串联供热的热水供应系统，包括第一固定平面1、第二固定平面9和大水箱补水主管26；
19.所述第一固定平面1上设有太阳能集热装置2、太阳能循环泵8和屋顶小水箱5，屋顶小水箱5具有第一出水端、第二出水端、第一进水端和第二进水端；屋顶小水箱5的第一出水端通过太阳能循环供水主管7与太阳能集热装置2的进水端相连，太阳能循环供水主管7上设有太阳能循环泵8，太阳能集热装置2的出水端通过太阳能循环回水主管4与屋顶小水箱5的第一进水端相连；太阳能集热装置2、太阳能循环回水主管4、太阳能循环供水主管7、太阳能循环泵8和屋顶小水箱5构成第一循环回路；
20.所述第二固定平面9上设有屋顶小水箱供水泵14、大水箱10、用户端供水泵15和蒸汽板式换热器16，大水箱10具有第一进水端、第二进水端、第一出水端和第二出水端；大水箱10的第一出水端通过屋顶小水箱供水主管12与屋顶小水箱5的第二进水端相连，屋顶小水箱供水主管12上设有屋顶小水箱供水泵14，屋顶小水箱5的第二出水端通过屋顶小水箱回水主管13与大水箱10的第一进水端相连；屋顶小水箱5、屋顶小水箱供水主管12、屋顶小水箱回水主管13、屋顶小水箱供水泵14、和大水箱10构成第二循环回路；
21.所述大水箱补水主管26与大水箱10的第二进水端相连，主管26上设有大水箱补水泵27；大水箱10的第二出水端通过管路与蒸汽板式换热器16的进水端相连，蒸汽板式换热器16的出水端通过用户终端供水主管23与大水箱补水主管26相连，大水箱补水主管26的另一端与冷源相连；用户终端供水主管23与主管26相连的位置位于大水箱补水泵27与屋顶小水箱供水泵14之间，用户终端供水主管23上设有用户终端用水设备24；蒸汽板式换热器16的蒸汽入口与蒸汽进汽管17相连，蒸汽进汽管17上设有蒸汽电动调节阀18，蒸汽板式换热器16的蒸汽出口与蒸汽回汽管19相连，蒸汽板式换热器16的冷凝水出口通过冷凝水管20与冷凝水处理装置22相连；大水箱补水主管26、大水箱10、用户端供水泵15、蒸汽板式换热器16、用户终端供水主管23和用户终端用水设备24构成第三循环回路。
22.所述屋顶小水箱5设有小水箱水温温度传感器t26，太阳能集热装置2设有太阳能水温温度传感器t13，大水箱10设有大水箱水温温度传感器t311，用户终端供水主管23上设有板换出水温度传感器t421；所述小水箱水温温度传感器t26、太阳能水温温度传感器t13、大水箱水温温度传感器t311和水温度传感器t421的信号输出端分别与控制器电连接，控制器根据小水箱水温温度传感器t26、太阳能水温温度传感器t13、大水箱水温温度传感器t311和水温度传感器t421的信号控制启停太阳能循环泵8、屋顶小水箱供水泵14、蒸汽电动调节阀18。
23.具体的，当太阳能水温温度传感器t1比小水箱水温温度传感器t2高7℃(预先设定值)及以上时，太阳能循环泵将启动，将屋顶小水箱中的水经太阳能循环供水主管压入太阳能集热装置，太阳能集热装置中的热水经太阳能循环回水主管进入屋顶小水箱内，进行热
交换。当太阳能水温温度传感器t1与小水箱水温温度传感器t2温差低于2℃(预先设定值)后，太阳能循环泵停止工作。当大水箱水温温度传感器t3比小水箱水温温度传感器t2低5℃(预先设定值)及以上时，屋顶小水箱供水泵启动，将大水箱中温度较低的水经屋顶小水箱供水主管压入屋顶小水箱，小水箱中温度较高的水经屋顶小水箱回水主管进入大水箱中。当大水箱水温温度传感器t3与小水箱水温温度传感器t2温差低于2℃(预先设定值)后，屋顶小水箱供水泵停止运行。安装在蒸汽板式换热器后的板换出水温度传感器t4会实时监测出水温度，如果温度满足使用需求，蒸汽将不进入蒸汽板式换热器。当板换出水温度传感器t4温度低于生产所需的温度时，蒸汽板式换热器上的蒸汽电动调节阀将根据t4的读数与所需温度的温差，利用pid控制器自动调节阀门开度，控制进入蒸汽板式换热器的蒸汽流量。蒸汽经过热交换后产生的凝结水将通过凝结水管进入凝结水处理装置进行后续处理。达到所需温度的热水经用户终端供水主管供终端设备使用，并经用户端回水管回到大水箱，完成循环。同时为保证系统的供水，大水箱补水泵将冷源水经大水箱补水主管供入系统。
24.本实用新型的第一实施例，冷源在大水箱补水泵27的作用下经大水箱补水主管26进入大水箱10，致使大水箱水温温度传感器11示数比小水箱水温温度传感器6示数低5℃预先设定以上，屋顶小水箱供水泵14启动，将冷水经屋顶小水箱供水主管12打入屋顶小水箱5，屋顶小水箱5中的热源经屋顶小水箱回水主管13进入大水箱10，完成换热。换热后屋顶小水箱5内的温度传感器6读数低于太阳能水温温度传感器3读数7℃预先设定以上时，太阳能循环泵8启动，将太阳能集热装置2内的热水在太阳能循环供水主管7和太阳能循环回水主管4之间循环，吸收利用太阳能产生的热水，直至温度差低于2℃预先设定后，停止循环换热。若板换出水温度传感器21示数低于生产设定温度t，蒸汽电动调节阀18自动开启。蒸汽通过蒸汽进汽管17进入蒸汽板式换热器16，与用户端循环的冷源进行热交换后经蒸汽回汽管19出蒸汽板式换热器16，热交换产生的冷凝水经冷凝水管20进入冷凝水处理装置22进行处理。经蒸汽板式换热器16加热后产生温度达标的热水经用户终端供水主管23到达用户终端用水设备24，并经过用户端回水管25回到大水箱，形成循环，确保用户终端热水即开即用。
25.本实用新型的第二个实施例，以下仅对与上述实施例1的不同运行方式之处进行说明。
26.冷源在大水箱补水泵27的作用下经大水箱补水主管26进入大水箱10，致使大水箱水温温度传感器11示数比小水箱水温温度传感器6示数低5℃预先设定以上，屋顶小水箱供水泵14启动，将冷水经屋顶小水箱供水主管12打入屋顶小水箱5，屋顶小水箱5中的热源经屋顶小水箱回水主管13进入大水箱10，完成换热。若此时板换出水温度传感器21示数大于等于生产设定温度t，蒸汽电动调节阀18将保持关闭状态，蒸汽将不进入蒸汽板式换热器16，用户端循环中的热水将直接流过蒸汽板式换热器16后供用户终端设备24使用。
27.本说明书实施例所述的内容仅仅是对实用新型构思的实现形式的列举，本实用新型的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本实用新型的保护范围也及于本领域技术人员根据本实用新型构思所能够想到的等同技术手段。