集中集热分散储热太阳能热水系统防反向加热装置及方法
【专利摘要】本发明涉及一种太阳能热水系统防反向加热装置，由公共热媒系统和用户热媒系统构成，公共热媒系统与用户热媒系统循环连通，其特征在于：在太阳能换热水箱上安装第一温度传感器；在公共热媒循环管道与用户热媒循环管道相连的末端安装第四温度传感器及第二电磁阀；在用户换热水箱上安装第三温度传感器，在用户热媒循环管路与公共热媒循环管道连接的末端安装第二温度传感器及第一电磁阀。本发明还包括防反向加热装置及方法，其实现公共热媒循环管道干管循环，公共热媒循环管道内一直保持较高温度，公共热媒循环管道内冷水滞留量减少，换热效率大大提高，同时有效避免了反向加热状况的发生，实现了工程设计的优化。
【专利说明】集中集热分散储热太阳能热水系统防反向加热装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于工程建筑太阳能利用【技术领域】，特别涉及一种集中集热分散储热太阳能热水系统防反向加热装置及方法。
【背景技术】
[0002]集中集热一分户储热太阳能热水系统，是将集热器在建筑屋面集中放置，每户配置一套相对独立的储热水箱，储热水箱内置换热装置和电辅助加热装置，公用设备集中放置在设备间或楼顶。太阳能集热器收集的热能通过循环管道输送至户内储热水箱中的换热装置进行换热来加热储热水箱中的水。当太阳光照不足时，或储热水箱中的水未达到设定温度时，用户可以使用储热水箱内置的电辅助加热装置加热供用户使用。集中集热-分散储热太阳能热水系统，以其有利于建筑一体化设计、资源共享、运行成本低、采光好、系统效率高等优势，被广泛作为建筑(特别是住宅建筑)热水的常用解决方案。但工程应用中易出现如下情况:即入住率较低时，热媒循环不畅，公共热媒管网冷水滞留量较多，当启动户内循环时此部分滞留冷水会进入户内，同时带走户内原有水罐内热量，这样不仅影响换热速度和效率，还会造成户内电辅助加热装置反向加热公共管网热媒的情况，极大增加了前期入住用户的电费负担。而此种隐形耗能往往不易查找原因，因此解决太阳能热水系统公共管网滞留量大和反向加热的问题，是工程设计优化的一个需要研究的课题。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可避免冷水滞留量过多、防止反向加热的集中集热分散储热太阳能热水系统防反向加热装置。
[0004]本发明的目的还在于提供一种集中集热分散储热太阳能热水系统防反向加热方法。
[0005]本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的:
[0006]一种集中集热分散储热太阳能热水系统防反向加热装置，由公共热媒系统和用户热媒系统构成，公共热媒系统主要由太阳能换热水箱、太阳能控制器、太阳能热媒循环泵及公共热媒循环管道组成，用户热媒系统主要由用户换热水箱、电加热装置、用户热媒循环管道及用户控制器组成，公共热媒系统与用户热媒系统循环连通，其特征在于:在所述太阳能换热水箱上安装第一温度传感器；在公共热媒循环管道与用户热媒循环管道相连的末端安装第四温度传感器及第二电磁阀；在用户换热水箱上安装第三温度传感器，在用户热媒循环管路与公共热媒循环管道连接的末端安装第二温度传感器及第一电磁阀。
[0007]而且，所述的第一温度传感器及第四温度传感器的信号输出端连接至太阳能控制器；所述第二温度传感器及第三温度传感器连接至用户控制器；所述第一电磁阀及第二电磁阀与太阳能控制器控制连接。
[0008]而且，所述的用户热媒系统为多组。
[0009]一种集中集热分散储热太阳能热水系统防反向加热方法，其特征在于:[0010]上述方法的步骤为:
[0011](I)当太阳能换热水箱温度Tl-公共热媒管道末端T4>7°C时，公共热媒管道末端电磁阀开启，太阳能热媒系统循环泵启动，通过太阳能换热水箱与公共热媒循环管网的热媒循环，提高公共热媒循环管网的热媒温度；当太阳能换热水箱温度Tl-公共热媒管道末端T〈3°C时，太阳能热媒系统循环泵停止运行；
[0012](2)当用户热媒系统的用户控制器所设定的用户热水温度TO-用户换热水箱温度T3>5°C时，且用户热媒管道末端温度T2-用户换热水箱温度T3> 10°C，用户热媒管道末端电磁阀开启，同时启动太阳能热媒系统循环泵，与户内进行换热；
[0013](3)当用户热媒管道末端温度T2-用户换热水箱温度T3〈5°C时，用户热媒管道末端电磁阀关闭，同时关闭太阳能热媒系统循环泵；
[0014](4)若用户热媒管道末端温度T2-用户换热水箱温度T3〈10°C，且热媒管道末端电磁阀I为关闭状态时，则用户换热水箱的电加热装置启动，直至温度达到用户热水温度TO时停止。
[0015]本发明的优点和有益效果为:
[0016]本发明集中集热分散储热太阳能热水系统防反向加热装置及方法，实现公共热媒循环管道干管循环，公共热媒循环管道内一直保持较高温度，公共热媒循环管道内冷水滞留量减少，以十层住宅为例，当首层需要启动换热循环时，热媒管网内滞留热媒量仅为调整前的3?5%，换热效率大大提高，同时有效避免了反向加热状况的发生，实现了工程设计的优化。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明的工作原理图；
[0018]图2为本发明的用户热媒系统的放大示意图。
[0019]1-太阳能控制器、2-太阳能集热装置、3-热媒补液管、4-太阳能换热水箱、5-第一温度传感器、6-太阳能热媒循环泵、7-公共热媒循环管道、8-第二温度传感器、9-第二电磁阀、10-第四温度传感器、11-用户热媒循环管道、12-用户换热水箱、13-电加热装置、14-用户控制器、15-第三温度传感器、16第一电磁阀。
【具体实施方式】
[0020]下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
[0021]一种集中集热分散储热太阳能热水系统防反向加热装置，由公共热媒系统和用户热媒系统构成，公共热媒系统主要由太阳能集热装置2、太阳能换热水箱4、太阳能控制器
1、太阳能热媒循环泵6及公共热媒循环管道7组成。太阳能集热器与太阳能换热水箱循环连通，在太阳能集热器与太阳能换热水箱之间连接有太阳能一次系统循环泵。太阳能换热水箱出水端连接太阳能热媒系统循环泵并连接公共热媒循环管道。太阳能换热水箱还连接热媒补液管3。太阳能热媒系统循环泵与公共热媒循环管道上安装有压力传感器，控制热媒系统循环泵启动。太阳能一次系统循环泵、太阳能热媒系统循环泵、太阳能集热装置的控制阀均与太阳能控制器控制连接。[0022]用户热媒系统主要由用户换热水箱12、电加热装置13、用户热媒循环管道11及用户控制器14组成，用户换热水箱设置有电加热装置，用户换热水箱连接用户热媒循环管道。电加热器与用户控制器连接。用户热媒系统可以为多组。本实施例中，采用三组用户热媒系统。
[0023]上述公共热媒系统与用户热媒系统循环连通。本防反向加热装置的创新之处在于:在太阳能换热水箱上安装第一温度传感器5，用于采集太阳能换热水箱温度Tl。在公共热媒循环管道与用户热媒循环管道相连的末端安装第四温度传感器10，用于采集公共热媒管道末端温度T4，并在末端安装第二电磁阀9。在用户换热水箱上安装第三温度传感器15，用于采集用户换热水箱的温度T3。在用户热媒循环管路与公共热媒循环管道连接的末端安装第二温度传感器8及第一电磁阀16，第二温度传感器用于采集用户热媒管道末端温度T2。
[0024]第一温度传感器及第四温度传感器的信号输出端连接至太阳能控制器；所述第二温度传感器及第三温度传感器连接至用户控制器；所述第一电磁阀及第二电磁阀与太阳能控制器控制连接。
[0025]一种集中集热分散储热太阳能热水系统防反向加热方法，其方法步骤为:
[0026](I)当太阳能换热水箱温度Tl-公共热媒管道末端T4>7°C时，公共热媒管道末端电磁阀开启，太阳能热媒系统循环泵启动，通过太阳能换热水箱与公共热媒循环管网的热媒循环，提高公共热媒循环管网的热媒温度；当太阳能换热水箱温度Tl-公共热媒管道末端T〈3°C时，太阳能热媒系统循环泵停止运行；
[0027](2)当用户热媒系统的用户控制器所设定的用户热水温度TO-用户换热水箱温度T3>5°C时，且用户热媒管道末端温度T2-用户换热水箱温度T3> 10°C，用户热媒管道末端电磁阀开启，同时启动太阳能热媒系统循环泵，与户内进行换热；
[0028](3)当用户热媒管道末端温度T2-用户换热水箱温度T3〈5°C时，用户热媒管道末端电磁阀关闭，同时关闭太阳能热媒系统循环泵；
[0029](4)若用户热媒管道末端温度T2-用户换热水箱温度T3〈10°C，且热媒管道末端电磁阀I为关闭状态时，则用户换热水箱的电加热装置启动，直至温度达到用户热水温度TO时停止。
[0030]尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解:在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。
【权利要求】
1.一种集中集热分散储热太阳能热水系统防反向加热装置，由公共热媒系统和用户热媒系统构成，公共热媒系统主要由太阳能集热器、太阳能换热水箱、太阳能控制器、太阳能热媒循环泵及公共热媒循环管道组成，用户热媒系统主要由用户换热水箱、电加热装置、用户热媒循环管道及用户控制器组成，公共热媒系统与用户热媒系统循环连通，其特征在于:在所述太阳能换热水箱上安装第一温度传感器；在公共热媒循环管道与用户热媒循环管道相连的末端安装第四温度传感器及第二电磁阀；在用户换热水箱上安装第三温度传感器，在用户热媒循环管路与公共热媒循环管道连接的末端安装第二温度传感器及第一电磁阀。
2.根据权利要求1所述的集中集热分散储热太阳能热水系统防反向加热装置，其特征在于:所述的第一温度传感器及第四温度传感器的信号输出端连接至太阳能控制器；所述第二温度传感器及第三温度传感器连接至用户控制器；所述第一电磁阀及第二电磁阀与太阳能控制器控制连接。
3.根据权利要求1所述的集中集热分散储热太阳能热水系统防反向加热装置，其特征在于:所述的用户热媒系统为多组。
4.一种集中集热分散储热太阳能热水系统防反向加热方法，其特征在于: 上述方法的步骤为: (1)当太阳能换热水箱温度Tl-公共热媒管道末端T4>7°C时，公共热媒管道末端电磁阀开启，太阳能热媒系统循环泵启动，通过太阳能换热水箱与公共热媒循环管网的热媒循环，提高公共热媒循环管网的热媒温度；当太阳能换热水箱温度Tl-公共热媒管道末端T〈3°C时，太阳能热媒系统循环泵停止运行； (2)当用户热媒系统的用户控制器所设定的用户热水温度TO-用户换热水箱温度T3>5°C时，且用户热媒管道末端温度T2-用户换热水箱温度T3> 10°C，用户热媒管道末端电磁阀开启，同时启动太阳能热媒系统循环泵，与户内进行换热； (3)当用户热媒管道末端温度T2-用户换热水箱温度T3〈5°C时，用户热媒管道末端电磁阀关闭，同时关闭太阳能热媒系统循环泵； (4)若用户热媒管道末端温度T2-用户换热水箱温度T3〈10°C，且热媒管道末端电磁阀I为关闭状态时，则用户换热水箱的电加热装置启动，直至温度达到用户热水温度TO时停止。
【文档编号】F24D17/00GK103673058SQ201310591452
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年11月20日 优先权日:2013年11月20日
【发明者】刘卫 申请人:天津市天友建筑设计股份有限公司