专利名称：一种农村家庭小型热力集配装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种热量收集装置，特别是一种能够有效收集农村家庭中多种常见热源的余热收集装置。
背景技术：
在新农村建设中，太阳能光热利用技术正逐步得到重视，利用太阳能集热器制备热水用于日常生活或采暖使用的技术日渐成熟，但是由于太阳能光热技术存在能源密度低、稳定性差等问题，所以完全依靠太阳能还无法满足农村家庭的生活需求，因此在我国， 大部分农村家庭中，还是广泛使用薪柴、秸秆、燃煤等常规能源用于炊事、采暖行为。由于常规能源大都通过直接燃烧获取热量，产生的高温烟气大都直接排放到环境中，所以造成了极大的能源浪费。
发明内容
本发明的目的是提供一种农村家庭小型热力集配装置，要解决农村家庭中使用太阳能无法满足生活需求、使用传统能源又具有能源浪费严重的缺点的技术问题。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案一种农村家庭小型热力集配装置， 包括有集热部件和取热部件，其特征在于所述集热部件由太阳能集热设备和农村家庭用燃料供热设备组成，其中太阳能集热设备包括有太阳能集热器、太阳能集热水箱、铜管换热器、循环水泵和循环水管，太阳能集热水箱底部设有泄水阀，内部设置有铜管换热器，太阳能集热器通过循环水管和循环水泵与铜管换热器连成一循环水路。所述取热部件包括采暖取水箱、内置在采暖取水箱中的生活热水取水箱和内置在采暖取水箱中的翅片换热器，所述采暖取水箱位于太阳能集热水箱的上方，采暖取水箱通过连通短管与太阳能集热水箱的顶部连通，采暖取水箱通过连通长管与太阳能集热水箱的底部连通，采暖取水箱上还设有液位计、排气阀、与市政自来水管路连通的采暖取水箱补水管、与室内采暖散热末端连通的采暖出水管以及采暖回水管；所述生活热水取水箱上设有与末端用水设备连通的生活热水出水管和与市政自来水管路连通的生活热水补水管，所述翅片换热器的进口通过烟道进口插板阀与农村家庭用燃料供热设备上的烟气通道连通，翅片换热器的出口通过烟道出口插板阀与大气连通。所述农村家庭用燃料供热设备为燃煤锅炉或生物质灶台。所述采暖取水箱和太阳能集热水箱的箱体外侧壁上均包裹有聚氨酯保温层。所述采暖取水箱、生活热水取水箱和太阳能集热水箱均为承压水箱。所述采暖取水箱的箱体下表面高于太阳能集热水箱的箱体上表面30cm 40cm。所述采暖取水箱、生活热水取水箱和太阳能集热水箱均为圆柱体形状。所述生活热水补水管设置在生活热水取水箱的箱体侧面的1/2高度处，所述生活热水出水管设置在生活热水取水箱的箱体上表面上。所述采暖出水管设置在采暖取水箱的箱体侧面的3/4高度处，所述采暖回水管设置在采暖取水箱的箱体侧面的1/4高度处。所述连通短管和连通长管的管径为采暖取水箱的直径的1/10。所述连通短管与采暖取水箱右端的距离为采暖取水箱底面直径的1/4，连通长管与采暖取水箱左端的距离为采暖取水箱底面直径的1/4。与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果1、本发明设置在农村家庭中， 是一种能够实现各种余废热回收以及结合太阳能光热利用的装置，具有构造简单、易于维护、运行成本低廉的特点，可同时满足农村家庭中日常生活热水以及采暖的需求。2、本发明能够充分有效的收集农村家庭中多种常见热源的余热、废热，尤其是可以针对农村家庭中的实际情况，将多种常见热源产生的热量汇总后统一输送至末端设备， 对于降低常规能源消耗，减少C02排放量，提升农村家庭舒适度有着积极的作用。3、本发明能够有效利用燃煤锅炉以及生物质灶台所产生的烟气热量，提高了常规能源的使用效率，减少农村居民的常规能源使用量与费用支出，对农村家庭的节能减排具有重要作用，具有极为广阔的市场前景和技术需求。4、本发明不但可以将农村家庭中使用生物质能源的产生的大量余热、废热进行回收，同时还结合了太阳能集热部件，提高了太阳能光热系统的使用稳定性，对可再生能源， 尤其是太阳能在农村家庭中的使用具有促进作用。
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。图1是本发明的结构示意图。附图标记1 一太阳能集热器、2 —采暖取水箱、3 —生活热水取水箱、4 一太阳能集热水箱、5 —农村家庭用燃料供热设备、6 —烟气通道、7 —翅片换热器、8 —采暖取水箱补水管、9 一生活热水出水管、10 —采暖出水管、11 一生活热水补水管、12 —采暖回水管、13 — 烟道进口插板阀、14 一烟道出口插板阀、15 —泄水阀、16 —连通短管、17 —连通长管、18 — 铜管换热器、19 一循环水泵、20 —聚氨酯保温层、21 —液位计、22 —排气阀、23 —循环水管、 24 一螺栓。
具体实施例方式实施例参见图1所示，这种农村家庭小型热力集配装置，包括有集热部件和取热部件，所述集热部件由太阳能集热设备和农村家庭用燃料供热设备5组成，其中太阳能集热设备包括有太阳能集热器1、太阳能集热水箱4、铜管换热器18、循环水泵19和循环水管 23，太阳能集热水箱4底部设有泄水阀15，内部设置有铜管换热器18，太阳能集热器1通过循环水管23和循环水泵19与铜管换热器18连成一循环水路；农村家庭用燃料供热设备5 为燃煤锅炉或生物质灶台。所述取热部件包括采暖取水箱2、内置在采暖取水箱中的生活热水取水箱3和内置在采暖取水箱中的翅片换热器7，所述采暖取水箱2位于太阳能集热水箱4的上方，采暖取水箱2通过连通短管16与太阳能集热水箱4的顶部连通，采暖取水箱2通过连通长管17 与太阳能集热水箱4的底部连通，采暖取水箱2上还设有液位计21、排气阀22、与市政自来水管路连通的采暖取水箱补水管8、与室内采暖散热末端连通的采暖出水管10以及采暖回水管12。所述生活热水取水箱3上设有与末端用水设备(比如家庭淋浴、洗浴出水口)连通的生活热水出水管9和与市政自来水管路连通的生活热水补水管11，生活热水取水箱3嵌套在采暖取水箱2的内部，由螺栓M固定。所述翅片换热器7的进口通过烟道进口插板阀13与农村家庭用燃料供热设备5 上的烟气通道6连通，翅片换热器7的出口通过烟道出口插板阀14与大气连通。本实施例中，所述采暖取水箱2和太阳能集热水箱4的箱体外侧壁上均包裹有聚氨酯保温层20，采暖取水箱2的箱体下表面高于太阳能集热水箱4的箱体上表面30cm 40cm。本实施例中，采暖取水箱2、生活热水取水箱3和太阳能集热水箱4均为承压水箱。 采暖取水箱2、生活热水取水箱3和太阳能集热水箱4均为圆柱体形状。所述生活热水补水管11设置在生活热水取水箱3的箱体侧面的1/2高度处，所述生活热水出水管9设置在生活热水取水箱3的箱体上表面上。所述采暖出水管10设置在采暖取水箱2的箱体侧面的 3/4高度处，所述采暖回水管12设置在采暖取水箱2的箱体侧面的1/4高度处。所述连通短管16和连通长管17的管径为采暖取水箱2的直径的1/10。本实施例中，连通短管16与采暖取水箱2右端的距离为采暖取水箱2底面直径的 1/4，连通长管17与采暖取水箱2左端的距离为采暖取水箱2底面直径的1/4，在其它实施例中，也可以是连通短管16与采暖取水箱2左端的距离为采暖取水箱2底面直径的1/4，连通长管17与采暖取水箱2右端的距离为采暖取水箱2底面直径的1/4。本发明的工作原理如下在太阳能辐照强度大的白天，由太阳能集热器1获取的热量通过铜管换热器18加热太阳能集热水箱4中的热水，水温升高后和上部的采暖取水箱 2产生温差，高温水在下，低温水在上，太阳能集热水箱4与采暖取水箱2通过连通短管16、 连通长管17产生自然循环，从而初步提升上部的采暖取水箱2中的水温。采暖取水箱2水温升高后，逐步加热在其内部的生活热水取水箱3中的水温，当淋浴、洗涤等末端用水设备开启时，生活热水取水箱3便从生活热水出水管9将热水送出，同时从生活热水补水管U自动补水。当农村家庭中的燃煤锅炉或生物质灶台开始使用时，产生的高温烟气从烟气通道 6进入采暖取水箱2内的翅片换热器7中，加热采暖取水箱2以及生活热水取水箱3中的水温，充分利用燃料所产生的热量。当遇上天气状况不好，太阳辐照强度弱的时候，也可利用燃煤锅炉或生物质灶台作为辅助热源，补充热量的缺口，满足生活热水或采暖热水的需求。当燃煤锅炉或生物质灶台停止使用时，关闭烟道进口插板阀13和烟道出口插板阀14，避免采暖取水箱2以及生活热水取水箱3中的热量通过烟气通道散失。在夜晚没有太阳辐射时，循环水泵19停止运转，保证太阳能集热水箱4中的热量不散失。本发明的使用方法如下(一)非采暖季工况。本发明在非采暖季中主要用于满足日常生活热水的需求。首先将太阳能集热水箱4底部的泄水阀15关闭，从采暖取水箱2上的采暖取水箱补水管8向本发明中注入自来水。通过液位计21确定本发明内部的水位高度，注水过程中开启排气阀22将本发明内部的空气排出，直至采暖取水箱2满液为止。在白天，开启循环水泵19，通过太阳能集热器1和铜管换热器18提高太阳能集热水箱4中的水温，太阳能集热水箱4与采暖取水箱2之间产生自然循环，使得上方的采暖取水箱2内的水温也逐步提高，同时加热了位于采暖取水箱2内部的生活热水取水箱3中的水温。当居民使用燃煤锅炉或生物质灶台进行炊事活动时，燃烧产生的烟气也能够有效加热采暖取水箱2以及生活热水取水箱3中的水温。由于非采暖季对热水使用量的需求不高，本装置可完全满足农村家庭的洗涤、淋浴等日常生活热水使用。 (二)采暖季工况。在采暖季中，当采暖取水箱2中的水温上升至采暖设定温度时， 采暖出水管10打开，将其中热水引入到室内采暖散热末端(比如室内采暖管道)中用于采暖，再通过采暖回水管12将回水送回采暖取水箱2中，如此循环，直至采暖取水箱2中的水温不满足采暖设定温度的要求时，关闭采暖出水管10和采暖回水管12。当此时仍有采暖需求时，可通过使用燃煤锅炉或生物质灶台进行辅助加热，保持水温。
权利要求
1.一种农村家庭小型热力集配装置，包括有集热部件和取热部件，其特征在于所述集热部件由太阳能集热设备和农村家庭用燃料供热设备(5)组成，其中太阳能集热设备包括有太阳能集热器(1)、太阳能集热水箱(4)、铜管换热器(18)、循环水泵(19)和循环水管 (23)，太阳能集热水箱(4)底部设有泄水阀(15)，内部设置有铜管换热器(18)，太阳能集热器(1)通过循环水管(23 )和循环水泵(19 )与铜管换热器(18 )连成一循环水路；所述取热部件包括采暖取水箱(2)、内置在采暖取水箱中的生活热水取水箱(3)和内置在采暖取水箱中的翅片换热器(7)，所述采暖取水箱(2)位于太阳能集热水箱(4)的上方，采暖取水箱(2 )通过连通短管(16 )与太阳能集热水箱(4 )的顶部连通，采暖取水箱(2 ) 通过连通长管(17)与太阳能集热水箱(4)的底部连通，采暖取水箱(2)上还设有液位计 (21)、排气阀(22)、与市政自来水管路连通的采暖取水箱补水管(8)、与室内采暖散热末端连通的采暖出水管(10)以及采暖回水管(12);所述生活热水取水箱(3)上设有与末端用水设备连通的生活热水出水管(9)和与市政自来水管路连通的生活热水补水管(11)，所述翅片换热器(7)的进口通过烟道进口插板阀(13)与农村家庭用燃料供热设备(5)上的烟气通道(6)连通，翅片换热器(7)的出口通过烟道出口插板阀(14)与大气连通。
2.根据权利要求1所述的一种农村家庭小型热力集配装置，其特征在于所述农村家庭用燃料供热设备(5)为燃煤锅炉或生物质灶台。
3.根据权利要求1所述的一种农村家庭小型热力集配装置，其特征在于所述采暖取水箱(2)和太阳能集热水箱(4)的箱体外侧壁上均包裹有聚氨酯保温层(20)。
4.根据权利要求1所述的一种农村家庭小型热力集配装置，其特征在于所述采暖取水箱(2)、生活热水取水箱(3)和太阳能集热水箱(4)均为承压水箱。
5.根据权利要求1所述的一种农村家庭小型热力集配装置，其特征在于所述采暖取水箱(2)的箱体下表面高于太阳能集热水箱(4)的箱体上表面30cm 40cm。
6.根据权利要求1所述的一种农村家庭小型热力集配装置，其特征在于所述采暖取水箱(2 )、生活热水取水箱(3 )和太阳能集热水箱(4 )均为圆柱体形状。
7.根据权利要求6所述的一种农村家庭小型热力集配装置，其特征在于所述生活热水补水管(11)设置在生活热水取水箱(3)的箱体侧面的1/2高度处，所述生活热水出水管 (9)设置在生活热水取水箱(3)的箱体上表面上。
8.根据权利要求6所述的一种农村家庭小型热力集配装置，其特征在于所述采暖出水管(10)设置在采暖取水箱(2)的箱体侧面的3/4高度处，所述采暖回水管(12)设置在采暖取水箱(2)的箱体侧面的1/4高度处。
9.根据权利要求6所述的一种农村家庭小型热力集配装置，其特征在于所述连通短管(16)和连通长管(17)的管径为采暖取水箱(2)的直径的1/10。
10.根据权利要求6所述的一种农村家庭小型热力集配装置，其特征在于所述连通短管(16)与采暖取水箱(2)右端的距离为采暖取水箱(2)底面直径的1/4，连通长管(17)与采暖取水箱(2)左端的距离为采暖取水箱(2)底面直径的1/4。
全文摘要
一种农村家庭小型热力集配装置，包括有集热部件和取热部件，所述集热部件由太阳能集热设备和农村家庭用燃料供热设备组成，其中太阳能集热设备包括有太阳能集热器、太阳能集热水箱、铜管换热器、循环水泵和循环水管，太阳能集热水箱底部设有泄水阀，内部设置有铜管换热器，太阳能集热器通过循环水管和循环水泵与铜管换热器连成一循环水路；所述取热部件包括采暖取水箱、内置在采暖取水箱中的生活热水取水箱和内置在采暖取水箱中的翅片换热器。本装置是一种能够实现各种余废热回收以及结合太阳能光热利用的装置，具有构造简单、易于维护、运行成本低廉的特点，可同时满足农村家庭中日常生活热水以及采暖的需求。
文档编号F24J2/30GK102242945SQ20111021558
公开日2011年11月16日 申请日期2011年7月29日 优先权日2011年7月29日
发明者张广宇, 张鹏, 曾雁 申请人:中国建筑设计研究院