太阳能采暖系统、多热源采暖系统及多热源供暖方法
【技术领域】
[0001]本发明属于房建采暖工程技术领域，具体涉及一种太阳能综合利用于建筑采暖系统工程的设计，本发明还涉及太阳能综合利用于建筑采暖工程的自动控制方法。
【背景技术】
[0002]施工建筑临时设施一般无法与城市供暖管网相连，采暖只能用电暖气、空调等，一种安全系数低、另一种成本高。在现代企业运行成本增加、市场竞争激烈的背景下，无疑会增加企业负担;另外在城市发展如此迅猛的今天，企业出城入园已经是趋势，但许多城乡结合部仍然受资金的影响导致基础设施建设不完善，天然气、供暖管网建设不到位，企业办公区采暖受到很大的考验。燃煤一不清洁，二不安全，三是看天烧煤不仅资源浪费严重，且无法营造舒适的工作环境。加之随着我国的社会发展，资源的供应量和需求量之间已经出现了较大的反差，目前常规能源耗能巨大又给环境造成严重污染，但新型能源开发利用率低，另外从总体上来说，我国从1999年后，全国用电增长率呈上升趋势，且供需矛盾十分突出，拉闸限电现象严重存在，随着人们生活水平的提高，为营造舒适环境的采暖设备必将导致用电量大大增加，因此在能源、社会发展和环境保护的多向需求下，降低建筑能耗或者利用新型能源代替常规能源，已经是现代建筑的主要趋向。
[0003]兰州金诚铁路混凝土公司为了响应省市两级“蓝天行动”和企业“出城入园”的号召，将生产地由老城区搬至距市区5公里的韩家河村，城市供暖管网和天然气管道均没有建设，新建办公楼的采暖成了问题。如果采用燃煤锅炉一方面将排出大量的粉尘、二氧化碳、二氧化硫甚至致癌性很强的3.4笨并华，严重影响城市空气质量和周边群众身体健康;另一方面锅炉设施和燃煤的存放将占去很大地方，锅炉的运行需要专人操作，都是一笔很大的投入。采用电暖气采暖成本几乎是无法承受的，因此采用新型清洁的太阳能作为采暖热源是最可行的方案。但单一的太阳能作为热源对于处于西北地区1500多平方米的办公楼来说显然是无法满足的，因此必须提出多热源供暖的方案，但是多热源究竟包括哪些热源、如何选择热源，都是在建设规划中遇到的难题；另外多热源采暖系统在现在主导的城市集中供暖的大背景下还无任何可借鉴的前例，各热源必定有利弊之处，如何有效的结合各热源的优点，尽可能的降低建设投入成本和使用成本，也对于建设初期设计增加了很大的难度。
【发明内容】
[0004]基于前述;本发明要解决的第一技术问题在于提供一种利用太阳的采暖系统;本发明要解决第二技术问题在于提供一种利用太阳能的多热源采暖系统;本发明要解决第三技术问题在于提供一种在无市政供暖的条件下综合利用太阳能的多热源供暖方法;本发明要解决第四技术问题在于提供一种多热源供暖系统的自动控制方法。本发明是在无市政供暖的条件下将太阳能综合利用到采暖工程。
[0005]本发明解决上述第一技术问题采取的技术方案如下:一种利用太阳的采暖系统，包括散热器、散热器进水管和散热器回水管;其特征在于:还包括太阳能集热器与高位膨胀无压水箱;太阳能集热器与高位膨胀无压水箱之间设有集热器出水管与集热器回水管，高位膨胀无压水箱与散热器进水管、散热器回水管连接。
[0006]太阳能集热器将水加热后，在高位膨胀无压水箱、散热器及太阳能集热器之间形成循环，为散热器提供热量。
[0007]本发明要解决第二技术问题采取的技术方案是:一种利用太阳能的多热源采暖系统，包括空气源热栗、散热器、散热器进水管和散热器回水管;其特征在于:还包括太阳能集热器、高位膨胀无压水箱、换热高压水箱与太阳能集热器电补系统;太阳能集热器与高位膨胀无压水箱之间设有集热器出水管与集热器回水管，高位膨胀无压水箱与换热高压水箱之间设有膨胀水箱回水管与膨胀水箱进水管，空气源热栗与换热高压水箱之间设有空气源热栗进水管与空气源热栗回水管;散热器进水管、散热器回水管均与换热高压水箱连接，太阳能集热器电补系统设在散热器进水管上。
[0008]该多热源采暖系统还包括电锅炉，电锅炉通过电锅炉进水管与电锅炉出水管连接至换热高压水箱。
[0009]散热器进水管安装有第一加压栗，膨胀水箱出水管安装有第二加压栗，电锅炉进水管安装第三加压栗，集热器回水管安装第四加压栗，空气源热栗进水管安装第五加压栗。
[0010]空气源热栗包括第一空气源热栗至第三空气源热栗;第一空气源热栗至第三空气源热栗分别设有空气源热栗进水分管与空气源热栗回水分管，空气源热栗进水分管连接于空气源热栗进水管，空气源热栗回水分管连接于空气源热栗回水管;膨胀水箱进水管与各个空气源热栗进水分管均安装电磁阀，空气源热栗回水分管均安装止回阀。
[0011]本发明提供的利用太阳能的多热源采暖系统还包括自动控制装置；自动控制装置包括多个温度传感器、D/A转换器、微型计算机、A/D转换器与控制柜;控制柜内安装多个接触器、与接触器数量相同的分控制开关;多个温度传感器分别与D/A转换器连接，D/A转换器与微型计算机连接，微型计算机与A/D转换器连接，A/D转换器分别与多个接触器连接，一个接触器连接一个分控制开关，这些分控制开关对应连接于电锅炉、空气源热栗与空气源热栗进水分管安装的电磁阀、太阳能集热器电补系统、第三至第五加压栗、第二加压栗及膨胀水箱进水管安装的电磁阀。
[0012]多个温度传感器包括设置于高位膨胀无压水箱的第一温度传感器、设置于散热器进水管的第二温度传感器、设置于散热器回水管的第三温度传感器、设置于太阳能集热器回水管的第四温度传感器、设置于电锅炉出水管的第五温度传感器、设置于空气源热栗回水管的第六温度传感器及设置于采暖房间的室内温度传感器。
[0013]接触器为九个，空气源热栗为三个;所有的温度传感器采集的相应温度信号，通过D/A转换器将数字信号转换成模拟信号，传输到微型计算机上，微型计算机与预先设计的温度范围对比后，通过A/D转换器将模拟信号转换成数字信号，将开、关的启闭信号输出至相应的第一至第九接触器，第一接触器控制电锅炉的启停，第二接触器控制第一空气源热栗与二号电磁阀的启停，第三接触器控制第二空气源热栗与三号电磁阀的启停，第四接触器控制第三空气源热栗与四号电磁阀的启停，第五接触器控制电补系统的启停，第六接触器控制第三加压栗的启停，第七接触器控制第四加压栗的启停，第八接触器控制第五加压栗的启停，第九接触器控制第二加压栗和一号电磁阀的启停；另一方面通过温度传感器将温度信号传输到微型计算机上后经过计算得知需要启动的热源的功率，第一接触器控制电锅炉的运行功率，第二接触器控制第一空气源热栗与二号电磁阀的启停，第三接触器控制第二空气源热栗与三号电磁阀的启停，第四接触器控制第三空气源热栗与四号电磁阀的启停，第五接触器控制太阳能集热器电补系统的运行功率。
[0014]本发明解决上述第三技术问题采取的技术方案如下:一种在无市政供暖的条件下综合利用太阳能的多热源供暖方法，包括建筑采暖负荷的计算、热源的选择与计算、各热源之间的连接;具体如下所述:
a.建筑采暖负荷的计算;根据《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003设计计算散热器辐射采暖的建筑采暖总负荷，根据地暖采暖的总负荷为散热器采暖总负荷的90%?95%计算得到实际米暖总负荷。
[0015]b.热源的选择与计算;热源为太阳能集热器、空气源热栗、电锅炉与太阳能电补系统;设计基本原则为使用成本越低的尽可能提供更多的热量，使用成本高的单一热源提供的热量要满足实际采暖负荷的90%以上;其中太阳能集热器为使用成本最低的，空气源热栗次之，而后是电锅炉，太阳能电补系统最高。
[0016]c.各热源之间的连接;本系统各热源之间启动有先后，即独立，又统一，相互补充。在供暖初期和末期，因太阳光照较强，单独启动太阳能集热器可以满足供暖要求;而随着天气渐冷温度降低，光照变弱，太阳能集热器产生的热量不足以整个建筑的用热，需要启动空气源热栗；当在冬至以后，室温气温更低，空气源热栗效率降低，则需要启动电锅炉。因此在屋面设置高位膨胀无压水箱兼储热水箱，地下室设置换热高压水箱。
[0017]本发明与以往的单一热源的采暖系统相比，创新型的通过高位膨胀无压水箱和换热高压水箱将多个热源相连接，通过采用先后启动的思想，最大化的将使用成本降低到最低，不仅避免了单一热源的弊端，且大大降低了使用成本，且使得办公环境更加舒适，更加满足个人需要，降低了采暖实际负荷值。
[0018]本发明解决上述第四技术问题采取的技术方案如下:一种多热源供暖系统的自动控制方法，包括各热源的运行控制与热源启动功率的控制;具体内容如下所述:
a.各热源的运行控制:在换热高压水箱箱体和供水管道、供暖系统供水干管和回水干管、空气源热栗和电锅炉回水支管以及供暖系统末端室内均设置有温度传感器，通过温度传感器感测温度值，将其传输到微型计算机上;在供暖初期，当实测温度值低于预先设计的温度值时，相应设备电源及与之相连管道上的栗、电磁阀电源接触器