一种绿色节能的太阳能供热系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种绿色节能的太阳能供热系统，属于节能环保技术领域。


背景技术：

2.太阳能是一种绿色的可再生能源，而且资源丰富，是居民生活中一项重要的能源；太阳能集热器是一种特殊的热交换器，在连接循环管道、保温水箱后，即可以吸收太阳辐射热量对水进行加热使水温升高。
3.燃气壁挂式采暖炉是一种以天然气为能源的热水器，简称燃气壁挂炉，燃气壁挂炉可以实现分户控制，目前应用广泛，但是冬季气温低，燃气壁挂炉存在冻结的危险，冬季自来水温度也低，导致燃气壁挂炉所承担的负荷较大，需要燃烧的燃气量大，而且在冬季居民习惯关闭门窗用以保持室内温度，但是关闭门窗后室内通风不良，可能会因为一氧化碳等废气积聚，使人中毒，所以要尽量减少燃气壁挂炉的使用，减少燃气使用量。
4.地暖系统一般采用密闭循环系统，只有在密闭循环系统压力不足时才注入少量的水，是为了防止开式系统中，钙镁离子注入而结垢，从而影响地暖系统的换热效率，由于地暖系统敷设于地面下方，难以维修，维修时需要砸开地面，维修工作量大，所以保证地暖系统中循环水的水质很重要。
5.经检索，中国专利申请号：200910062283.1，发明名称为：太阳能地面供暖系统，申请日为：2009年05月27日，该申请技术方案包括太阳能集热器、储热水箱、混水装置、地面供暖系统、中央控制器，并利用燃气壁挂炉作为辅助热源；系统利用太阳能集热器对储热水箱内的水进行加热，通过监测储热水箱的温度来判断是否开启辅助热源；当地暖开启时，储热水箱内的热水进入混水装置，接着进入地面供暖系统，在储热水箱、混水装置和地面供暖系统之间形成一个循环系统，储热水箱对地面供暖系统进行供暖至达到地暖供暖的需求，混水装置在储热水箱和地面供暖系统之间进行高温水和低温水的混合工作，保证了过高温度的高温水不会对地面供暖系统产生损害；
6.但是该申请技术方案存在以下缺陷：
7.（1）储热水箱内的水（一部分来自于自来水，一部分来自于地面供暖系统）进入混水装置，再流进地面供暖系统中，会把自来水中的杂质带入地面供暖系统，而地面供暖系统内的水质有一定的要求，如果杂质增加会导致地面供暖系统出现堵塞，甚至腐蚀地面供暖系统管道，换热效率降低，而地面供暖系统由于敷设于地面中，难以维修（维修时需要将地面砸开），从而增加维修成本；
8.（2）为了避免过高温度的高温水直接进入地面供暖系统，增加了混水装置，而高温水和低温水直接进行混合势必会有大量的热量损失，不利于建筑供暖节能；
9.（3）当需要使用生活热水时，生活热水的开启会导致系统内的水压发生变化，从而导致地面供暖系统内的水流不稳定，无法保证室内温度的恒定。


技术实现要素：

10.本实用新型的目的是针对现有技术中存在的缺陷，提供了一种绿色节能的太阳能供热系统，利用太阳能为地暖系统和生活热水提供热量，地暖系统和储热水箱之间设置换热系统，通过换热系统将储热水箱内水的热量传递给地暖系统的循环水，能够保证地暖系统是独立的密闭循环系统，保证了地暖系统的循环水水质，而且可以通过调节换热系统中的热水流量来调节提供给地暖系统的热量。
11.为了实现上述目标，本实用新型采用如下的技术方案：
12.一种绿色节能的太阳能供热系统，包括储热水箱、换热系统、太阳能集热系统、地暖系统；
13.所述储热水箱的进水口与自来水管道连通，所述储热水箱的出水口与生活热水管道连通；
14.所述太阳能集热系统用于加热储热水箱中的水；
15.所述换热系统用于将储热水箱内水的热量传递给地暖系统的循环水；
16.所述地暖系统用于给室内供暖。
17.作为本实用新型的进一步优选，所述太阳能集热系统包括太阳能管道，所述太阳能管道两端均与储热水箱连通，在太阳能管道上按水流方向依次设置有太阳能流量调节阀、太阳能循环泵、太阳能流量计、太阳能集热板和太阳能温度计；储热水箱内的水在太阳能循环泵的作用下进入太阳能集热板，太阳能集热板将太阳的辐射热量传递给水，吸收热量后的高温热水回流至储热水箱中，如此循环，从而使储热水箱中水的温度逐渐上升。
18.作为本实用新型的进一步优选，所述换热系统包括换热器，所述换热器的热媒通道入口和热媒通道出口分别通过换热管道一和换热管道二与储热水箱连通，在换热管道一上设置换热流量调节阀，在换热管道二上设置换热循环泵；所述换热器的冷媒通道入口和冷媒通道出口与地暖系统串联连通；从储热水箱出来的高温热水通过换热管道一流入换热器的热媒通道中，高温热水在换热器内将热量传递给地暖系统的循环水，高温热水降温后再在换热循环泵的作用下回流至储热水箱中，可以通过控制换热流量调节阀的开度来控制进入换热器的高温热水流量，从而控制提供给地暖系统的热量，进一步控制地暖系统的温度。
19.作为本实用新型的进一步优选，所述地暖系统包括地暖管道、分水器、集水器、地暖循环泵以及若干个地暖回路，所述地暖管道一端与换热器的冷媒通道出口连通，另一端与分水器的入口连通，所述若干个地暖回路设置在分水器与集水器之间，地暖回路的进口端和出口端分别与分水器的出口和集水器的入口连通；所述集水器的出口通过地暖循环泵与换热器的冷媒通道入口连通；地暖回路的个数根据实际情况设置，一般是一个供暖房间对应着一个地暖回路，分水器将地暖系统的循环水通过若干个地暖回路分别送至不同的房间，为房间供暖，若干个地暖回路中的循环水回流至集水器中，在集水器内汇聚后的循环水在地暖循环泵的作用下送至换热器内，循环水在换热器内获取热量后，再次进入分水器进行下一个循环。
20.作为本实用新型的进一步优选，还包括燃气壁挂炉，所述燃气壁挂炉的加热管入口和加热管出口分别通过地暖支管一和地暖支管二与地暖管道连通；在地暖支管一和地暖支管二上分别设置截止阀一和截止阀二，在地暖支管一和地暖支管二之间的地暖管道上设
置截止阀三；若太阳光照比较充足时，储热水箱内水温较高，则不需要燃气壁挂炉辅助加热就能满足地暖系统所需热量；若太阳光照不足，储热水箱内水温较低，则需要燃气壁挂炉辅助加热才能满足地暖系统所需热量；可以根据储热水箱内水的温度来判断是否需要利用燃气壁挂炉来进行辅助加热，当地暖系统的循环水不需要燃气壁挂炉辅助加热时，截止阀一和截止阀二关闭，截止阀三开启；当地暖系统的循环水需要燃气壁挂炉辅助加热时，截止阀一和截止阀二开启，通过调节截止阀三的开度来控制进入燃气壁挂炉的水量，从而控制地暖系统循环水的温度。
21.作为本实用新型的进一步优选，在靠近换热器冷媒通道出口的地暖管道上设置地暖温度计一，在靠近分水器入口的地暖管道上设置地暖温度计二，在地暖循环泵的出口处设置地暖温度计三；用以监测对应位置的地暖系统循环水温度。
22.作为本实用新型的进一步优选，所述燃气壁挂炉的加热管入口和加热管出口分别通过生活热水支管一和生活热水支管二与生活热水管道连通，在生活热水支管一和生活热水支管二上分别设置截止阀四和截止阀五，在生活热水支管一和生活热水支管二之间的生活热水管道上设置截止阀六；若太阳光照比较充足时，储热水箱内水温较高，则不需要燃气壁挂炉辅助加热就能直接提供生活热水；若太阳光照不足，储热水箱内水温较低，则需要燃气壁挂炉辅助加热提供生活热水；可以根据储热水箱内水的温度来判断是否需要利用燃气壁挂炉来进行辅助加热，当不需要燃气壁挂炉辅助加热时，截止阀四和截止阀五关闭，截止阀六开启，生活热水不需要通过燃气壁挂炉加热就可以直接使用；当需要燃气壁挂炉辅助加热时，截止阀四和截止阀五开启，通过调节截止阀六的开度来控制进入燃气壁挂炉的水量，从而控制生活热水的出水温度。
23.作为本实用新型的进一步优选，靠近储热水箱出水口的生活热水管道上设置生活热水泵和生活热水温度计一，在生活热水管道的出水口处设置生活热水出水阀和生活热水温度计二；生活热水温度计一和生活热水温度计二分别用以监测储热水箱出水口处的出水温度和生活热水管道出水口处的出水温度；生活热水泵用于将储热水箱中的高温热水抽出，生活热水出水阀用于调节生活热水管道出水口的出水量。
24.作为本实用新型的进一步优选，所述自来水管道上按水流方向依次设置有自来水温度计、自来水流量计和自来水阀；自来水温度计和自来水流量计用以监测自来水的温度和流量，自来水阀用于控制自来水管道向储热水箱内部供应自来水的流量。
25.作为本实用新型的进一步优选，所述储热水箱上设置有水箱温度计和水箱液位计；用以监测储热水箱内部水的温度和液位高度。
26.本实用新型的有益之处在于：
27.利用太阳能为地暖系统和生活热水提供热量，地暖系统和储热水箱之间设置有换热系统，通过换热系统将储热水箱内水的热量传递给地暖系统的循环水，能够保证地暖系统是独立的密闭循环系统，保证了地暖系统的循环水水质，而且可以通过调节换热系统中的热水流量来调节提供给地暖系统的热量；由于地暖系统是一个独立的密闭循环系统，因此储热水箱内水的流量变化不会影响地暖系统的运行，地暖系统中循环水的温度和压力比较稳定，不会因为生活热水的取用而发生不稳定的动荡现象；
28.燃气壁挂炉仅作为辅助热源存在，只有当水温不足时，才开启燃气壁挂炉进行辅助加热，燃气壁挂炉加热的水来自于储热水箱中被太阳能集热系统加热后的水或者地暖系
统中被换热系统加热后的循环水，所以进入燃气壁挂炉内部的水的温度相对较高，不用考虑燃气壁挂炉在冬季时的防冻问题；而且可以减少燃气壁挂炉的使用和燃气消耗，提高室内空气质量的同时达到节能减排的目的；
29.当地暖系统不使用时，关闭地暖循环泵和换热循环泵，由于换热器内的热水以及地暖系统中的循环水都具备一定的蓄热能力，相比传统仅有地暖系统时的蓄热能力更强，地暖管道的温度呈缓慢下降，相比传统直接关闭燃气壁挂炉停止加热的方式，地暖管道中循环水的温度下降得更加缓慢平稳，室内温度也可以保持更长时间，舒适度好，同时避免了地暖管道由于发生快速降温而冷缩损坏，使地暖系统的使用寿命更长。
附图说明
30.图1是本实用新型结构连接示意图；
31.图中附图标记的含义：
32.1-储热水箱，2-燃气壁挂炉，3-水箱温度计，4-水箱液位计；
33.11-太阳能管道，12-太阳能流量调节阀，13-太阳能循环泵，14-太阳能流量计，15-太阳能集热板，16-太阳能温度计；
34.21-自来水管道，22-生活热水管道，23-自来水温度计，24-自来水流量计，25-自来水阀，26-生活热水支管一，27-生活热水支管二，28-截止阀四，29-截止阀五，210-截止阀六，211-生活热水温度计一，212-生活热水温度计二，213-生活热水泵，214-生活热水出水阀；
35.31-换热管道一，32-换热管道二，33-换热器，34-换热流量调节阀，35-换热循环泵；
36.41-地暖管道，42-分水器，43-集水器，44-地暖循环泵，45-地暖回路，46-地暖支管一，47-地暖支管二，48-截止阀一，49-截止阀二，410-截止阀三，411-地暖温度计一，412-地暖温度计二，413-地暖温度计三。
具体实施方式
37.以下结合附图和具体实施例对本实用新型作具体的介绍。
38.如图1所示，本实施例是一种绿色节能的太阳能供热系统，包括储热水箱1、换热系统、太阳能集热系统、地暖系统；
39.储热水箱1的进水口与自来水管道21连通，储热水箱1的出水口与生活热水管道22连通；
40.太阳能集热系统用于加热储热水箱1中的水；
41.换热系统用于将储热水箱1内水的热量传递给地暖系统的循环水；
42.地暖系统用于给室内供暖。
43.本实施例中，太阳能集热系统包括太阳能管道11，太阳能管道11两端均与储热水箱1连通，在太阳能管道11上按水流方向依次设置有太阳能流量调节阀12、太阳能循环泵13、太阳能流量计14、太阳能集热板15和太阳能温度计16；储热水箱1内的水在太阳能循环泵13的作用下进入太阳能集热板15，太阳能集热板15将太阳的辐射热量传递给水，吸收热量后的高温热水回流至储热水箱1中，如此循环，从而使储热水箱1中水的温度逐渐上升。
44.本实施例中，换热系统包括换热器33，换热器33的热媒通道入口和热媒通道出口分别通过换热管道一31和换热管道二32与储热水箱1连通，在换热管道一31上设置换热流量调节阀34，在换热管道二32上设置换热循环泵35；换热器33的冷媒通道入口和冷媒通道出口与地暖系统串联连通；从储热水箱1出来的高温热水通过换热管道一31流入换热器33的热媒通道中，高温热水在换热器33内将热量传递给地暖系统的循环水，高温热水降温后再在换热循环泵35的作用下回流至储热水箱1中，可以通过调节换热流量调节阀34的开度来控制进入换热器33的高温热水流量，从而控制提供给地暖系统的热量，进一步控制地暖系统的温度。
45.本实施例中，地暖系统包括地暖管道41、分水器42、集水器43、地暖循环泵44以及若干个地暖回路45，地暖管道41一端与换热器33的冷媒通道出口连通，另一端与分水器42的入口连通，若干个地暖回路45设置在分水器42与集水器43之间，地暖回路45的进口端和出口端分别与分水器42的出口和集水器43的入口连通；集水器43的出口通过地暖循环泵44与换热器33的冷媒通道入口连通；地暖回路45的个数根据实际情况设置，一般是一个供暖房间对应着一个地暖回路45，分水器42将地暖系统的循环水通过若干个地暖回路45分别送至不同的房间，为房间供暖，若干个地暖回路45中的循环水回流至集水器43中，在集水器43内汇聚后的循环水在地暖循环泵44的作用下送至换热器33内，循环水在换热器33内获取热量后，再次进入分水器42进行下一个循环；本实施例中，地暖回路45具体设置有三个。
46.本实施例还包括燃气壁挂炉2，燃气壁挂炉2的加热管入口和加热管出口分别通过地暖支管一46和地暖支管二47与地暖管道41连通；在地暖支管一46和地暖支管二47上分别设置截止阀一48和截止阀二49，在地暖支管一46和地暖支管二47之间的地暖管道41上设置截止阀三410；若太阳光照比较充足时，储热水箱1内水温较高，则不需要燃气壁挂炉2辅助加热就能满足地暖系统所需热量；若太阳光照不足，储热水箱1内水温较低，则需要燃气壁挂炉2辅助加热才能满足地暖系统所需热量；可以根据储热水箱1内水的温度来判断是否需要利用燃气壁挂炉2来进行辅助加热，当地暖系统的循环水不需要燃气壁挂炉2辅助加热时，截止阀一48和截止阀二49关闭，截止阀三410开启；当地暖系统的循环水需要燃气壁挂炉2辅助加热时，截止阀一48和截止阀二49开启，通过调节截止阀三410的开度来控制进入燃气壁挂炉2的水量，从而控制地暖系统循环水的温度。
47.在靠近换热器33冷媒通道出口的地暖管道41上设置地暖温度计一411，在靠近分水器42入口的地暖管道41上设置地暖温度计二412，在地暖循环泵44的出口处设置地暖温度计三413；用以监测对应位置的地暖系统循环水温度。
48.本实施例中，燃气壁挂炉2的加热管入口和加热管出口分别通过生活热水支管一26和生活热水支管二27与生活热水管道22连通，在生活热水支管一26和生活热水支管二27上分别设置截止阀四28和截止阀五29，在生活热水支管一26和生活热水支管二27之间的生活热水管道22上设置截止阀六210；若太阳光照比较充足时，储热水箱1内水温较高，则不需要燃气壁挂炉2辅助加热就能直接提供生活热水；若太阳光照不足，储热水箱1内水温较低，则需要燃气壁挂炉2辅助加热提供生活热水；可以根据储热水箱1内水的温度来判断是否需要利用燃气壁挂炉2来进行辅助加热，当不需要燃气壁挂炉2辅助加热时，截止阀四28和截止阀五29关闭，截止阀六210开启，生活热水不需要通过燃气壁挂炉2加热就可以直接使用；当需要燃气壁挂炉2辅助加热时，截止阀四28和截止阀五29开启，通过调节截止阀六210的
开度来控制进入燃气壁挂炉2的水量，从而控制生活热水的出水温度。
49.本实施例在靠近储热水箱1出水口的生活热水管道22上设置生活热水泵213和生活热水温度计一211，在生活热水管道22的出水口处设置生活热水出水阀214和生活热水温度计二212；生活热水温度计一211和生活热水温度计二212分别用以监测储热水箱1出水口处的出水温度和生活热水管道22出水口处的出水温度；生活热水泵213用于将储热水箱1中的高温热水抽出，生活热水出水阀214用于调节生活热水管道22出水口的出水量。
50.本实施例在自来水管道21上按水流方向依次设置有自来水温度计23、自来水流量计24和自来水阀25；自来水温度计23和自来水流量计24用以监测自来水的温度和流量，自来水阀25用于控制自来水管道21向储热水箱1内部供应自来水的流量。
51.本实施例在储热水箱1上设置有水箱温度计3和水箱液位计4；用以监测储热水箱1内部水的温度和液位高度。
52.本实用新型利用太阳能为地暖系统和生活热水提供热量，地暖系统和储热水箱之间设置有换热系统，通过换热系统将储热水箱内水的热量传递给地暖系统的循环水，能够保证地暖系统是独立的密闭循环系统，保证了地暖系统的循环水水质，而且可以通过调节换热系统中的热水流量来调节提供给地暖系统的热量；由于地暖系统是一个独立的密闭循环系统，因此储热水箱内水的流量变化不会影响地暖系统的运行，地暖系统中循环水的温度和压力比较稳定，不会因为生活热水的取用而发生不稳定的动荡现象；
53.燃气壁挂炉仅作为辅助热源存在，只有当水温不足时，才开启燃气壁挂炉进行辅助加热，燃气壁挂炉加热的水来自于储热水箱中被太阳能集热系统加热后的水或者地暖系统中被换热系统加热后的循环水，所以进入燃气壁挂炉内部的水的温度相对较高，不用考虑燃气壁挂炉在冬季时的防冻问题；而且可以减少燃气壁挂炉的使用和燃气消耗，提高室内空气质量的同时达到节能减排的目的；
54.当地暖系统不使用时，关闭地暖循环泵和换热循环泵，由于换热器内的热水以及地暖系统中的循环水都具备一定的蓄热能力，相比传统仅有地暖系统时的蓄热能力更强，地暖管道的温度呈缓慢下降，相比传统直接关闭燃气壁挂炉停止加热的方式，地暖管道中循环水的温度下降得更加缓慢平稳，室内温度也可以保持更长时间，舒适度好，同时避免了地暖管道由于发生快速降温而冷缩损坏，使地暖系统的使用寿命更长。
55.本实用新型实现了利用太阳能为地暖系统提供热量的同时还可以加热自来水为用户提供生活热水，生活热水管道和地暖系统都有支管与燃气壁挂炉连接，将燃气壁挂炉作为辅助热源，通过调节相应的阀门来控制进入燃气壁挂炉的水量，从而控制生活热水管道的出水温度以及地暖系统的循环水温度，当然，也可以通过调节燃气壁挂炉的火力大小来控制水温。
56.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，术语“一”、“二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
57.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，否则术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置；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，还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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
58.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点；本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本实用新型，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。