一种具有太阳能、低谷电加热蓄能的热水供热装置及应用

文档序号:8541713阅读:241来源:国知局
一种具有太阳能、低谷电加热蓄能的热水供热装置及应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有太阳能、低谷电加热蓄能的热水供热装置及应用,属于能源利用领域。
【背景技术】
[0002]建筑能耗主要包括采暖、空调、热水供应、通风、照明等,其中以采暖和空调能耗较大,其次为热水供应。风能和太阳能为可再生能源,风力发电机、太阳能集热装置具有无污染、节能、环保、安全等显著特点。现有风力发电系统受到自然环境的制约,发电生产能力不稳定,无风时无法提供电力,目前风力发电的上网使用有一定的限制,风力发电也很少在供热领域使用。太阳能利用以热水供应为主,较少涉及冬季采暖使用。
[0003]随着人类节能环保意识的不断增强,更加充分的利用风能、太阳能,在更多的领域使用风能和太阳能已经成为人们的共识。因此,建筑供暖、空调和热水供应系统的热源选择和配置时,使用风能、太阳能的需求越来越大。但是,在风能和太阳能的应用过程中有一些不足,经常受到气候和昼夜条件的限制,影响到用户系统的使用。为了克服风能和太阳能使用时的条件限制,结合国家制定的低谷电优惠政策,应该考虑将风能、太阳能和低谷电的使用结合起来,更好的发挥风能、太阳能节能、环保的优势,在保证用户系统需求的前提下,降低供热成本。

【发明内容】

[0004]本发明的目的在于提供一种具有太阳能、低谷电加热蓄能的热水供热装置及应用,以达到节能环保且使用成本低,能源利用合理、使用管理方便。
[0005]本发明的技术方案是:
[0006]一种具有太阳能、低谷电加热蓄能的热水供热装置,该装置包括:低谷电加热蓄能装置、恒压蓄能水箱、太阳能集热装置、控制器,具体结构如下:
[0007]恒压蓄能水箱布置在低谷电加热蓄能装置的上方,恒压蓄能水箱通过保温管道和阀门与低谷电加热蓄能装置、太阳能集热装置和用户系统的供热系统连接,控制器分别与恒压蓄能水箱、谷电加热蓄能装置连接,由控制器控制向用户系统供应热能。
[0008]所述的具有太阳能、低谷电加热蓄能的热水供热装置,还包括风力发电机,风力发电机与恒压蓄能水箱中的电加热器通过电缆连接,风力发电机的电能供电给恒压蓄能水箱中的电加热器,通过所述电加热器直接对恒压蓄能水箱中水加热。
[0009]所述的具有太阳能、低谷电加热蓄能的热水供热装置,太阳能集热装置的进水口通过管路与恒压蓄能水箱侧面下部连通,在所述管路上设置太阳能集热循环泵,太阳能集热装置的出水口与恒压蓄能水箱顶部连通。
[0010]所述的具有太阳能、低谷电加热蓄能的热水供热装置,恒压蓄能水箱的侧面上部设置出水管I,出水管I通过管路与用户系统连通,在所述管路上设置采暖循环泵;恒压蓄能水箱的侧面下部设置出水管II,出水管I1、用户系统的回水管III与回水管IV连通;回水管IV分出两路,一路与低谷电加热蓄能装置的进水口连通,另一路通过回水管V与恒压蓄能水箱的底部连通。
[0011]所述的具有太阳能、低谷电加热蓄能的热水供热装置,回水管IV通过管路与采暖循环泵的出水管连通,使出水管II中的热水直接进入用户系统;在回水管IV与低谷电加热蓄能装置连通的管路上,分别设置除污器、开闭阀,开闭阀通过管路与采暖循环泵的出水管连通,出水管II中的热水连同用户系统的回水管III中的回水流经除污器、开闭阀、管路进入用户系统;采暖循环泵、除污器、开闭阀组成用户系统,使谷电能量、太阳能转换的热能输送到用户系统的供热设备;在除污器和开闭阀两端通过回水管I连通,出水管II中的热水连同用户系统的回水管III中的回水,直接经过回水管I进入低谷电加热蓄能装置的进水口。
[0012]所述的具有太阳能、低谷电加热蓄能的热水供热装置,在回水管IV与低谷电加热蓄能装置连通的管路上设置温控调节阀,温控调节阀和低谷电加热蓄能装置组成恒温调节系统,温控调节阀的启闭和开度大小,控制回水的流向;当温控调节阀关闭时,回水直接经回水管V进入恒压蓄能水箱的底部;当温控调节阀完全开启时,回水直接进入低谷电加热蓄能装置进行加热,经过加热的水通过回水管II进入恒压蓄能水箱的侧面中部。
[0013]所述的具有太阳能、低谷电加热蓄能的热水供热装置,恒压蓄能水箱内设置静压线,恒压蓄能水箱侧面上部与所述静压线水平位置设有溢流口,在恒压蓄能水箱内水面超过静压线时,通过溢流口或恒压蓄能水箱底部排水,使水面达到静压线;恒压蓄能水箱的水中插设补水管,补水管与自来水连通,恒压蓄能水箱的水面上设置浮球,浮球与补水管上的阀门连接,在恒压蓄能水箱内水面低于静压线时,浮球对所述阀门的压力减小,将所述阀门打开,通过补水管向恒压蓄能水箱加水,使水面达到静压线。
[0014]所述的具有太阳能、低谷电加热蓄能的热水供热装置,低谷电加热蓄能装置布置在建筑物的底层或地下室内,低谷电加热蓄能装置为根据需要改变蓄热能力的模块式结构,低谷电加热蓄能装置根据蓄热需求,使用不同规格的蓄热模块组,提供不同的蓄热能力;低谷电加热蓄能装置设有金属框架结构和密封用钢板组成的箱体,箱体内置蓄能材料:金属氧化物或相变材料,在蓄能材料中布置导热蛇形管和谷电加热部件,导热蛇形管中供热介质由蓄能材料提供的热量升温;导热蛇形管为至少一组,形成导热蛇形管换热装置,通过改变导热蛇形管的使用数量,来调整低谷电加热蓄能装置的热传导面积;在每组导热蛇形管的进口、出口均设置排空阀和隔离阀,隔离阀关闭后,导热蛇形管停止工作,排空阀排放导热蛇形管中的导热介质;箱体的内外侧设有耐高温保温材料,形成复合保温结构。
[0015]所述的具有太阳能、低谷电加热蓄能的热水供热装置的应用,太阳能集热装置接收的太阳能用来加热恒压蓄能水箱中的水,低谷电加热蓄能装置在谷电时段蓄储由谷电转换来的热量同时也加热恒压蓄能水箱中的热水,其他时段由控制器控制低谷电加热蓄能装置向恒压蓄能水箱供热,保持供热系统的供水温度,与太阳能集热装置一起共同满足用户系统供热的需求,以上所述的光、谷电组合式加热蓄能热水供热装置生产的热能,根据用户系统的实际情况通过保温管道与用户系统的供热设备连接,供热系统的循环动力由循环水泵提供;将太阳能集热装置和低谷电加热蓄能装置结合起来使用,同时采用控制器对低谷电加热蓄能进行管理的蓄热供暖装置,根据采暖期室外气温的变化及用户系统的需要调整蓄热和供热量。
[0016]所述的具有太阳能、低谷电加热蓄能的热水供热装置的应用,太阳能集热装置接收的太阳能用来加热恒压蓄能水箱中的水,低谷电加热蓄能装置在谷电时段蓄储由谷电转换来的热量同时也加热恒压蓄能水箱中的热水,其他时段由控制器控制低谷电加热蓄能装置向恒压蓄能水箱供热,保持供热系统的供水温度,与风力发电机、太阳能集热装置一起共同满足用户系统供热的需求,以上所述的风、光、谷电组合式加热蓄能热水供热装置生产的热能,根据用户系统的实际情况通过保温管道与用户系统的供热设备连接,供热系统的循环动力由循环水泵提供;将风能、太阳能和低谷电使用结合起来,即将风力发电机、太阳能集热装置和低谷电加热蓄能结合起来使用,同时采用控制器对低谷电加热蓄能进行管理的蓄热供暖装置,根据采暖期室外气温的变化及用户系统的需要调整蓄热和供热量。
[0017]本发明的设计思想是:
[0018]本发明热水供热装置可以包括风力发电机、太阳能集热装置、恒压蓄能水箱、由蓄能材料(金属氧化物或相变材料)填充的低谷电加热蓄能装置等,其中:风力发电机所发的电能不做存储直接用于加热恒压蓄能水箱中的热水。太阳能集热装置、恒压蓄能水箱、由蓄能材料(金属氧化物或相变材料)填充的低谷电加热蓄能装置通过保温管道和阀门进行连接,采用控制器对谷电加热时间和供暖温度进行控制,保证提供稳定连续的热能供应。低谷电加热蓄能装置采用金属框架结构和密封用钢板组成的箱体,在箱体内外侧均敷设耐高温保温材料,降低了低谷电加热蓄能装置的热损失。恒压蓄能水箱中设置应急电加热管,可以在谷电装置出现故障时,为热用户系统提供热水供暖。夏季时,太阳能装置可以提供生活热水。
[0019]本发明的优点及有益效果是:
[0020]1、本发明通过风能、太阳能集热装置、低谷电加热蓄能装置的有机结合,充分利用了风能、太阳能的有效能量和夜间谷电时
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