太阳能热媒与电加热综合系统的制作方法

太阳能热媒与电加热综合系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种太阳能热媒与电加热综合系统，包括太阳能集热器、过渡水箱、控制箱、室内储热水箱、管线和测试点上的传感器。所述太阳能集热器的供水干管连接端设有第一个测试点上的传感器；所述太阳能集热器的回水干管通过回水立管与室内储热水箱连接，在设备间的回水立管上设有第二个测试点上的传感器；所述室内储热水箱通过供水立管与过渡水箱连接；所述过渡水箱内设有第三个测试点上的传感器；所述太阳能集热器的供水干管与过渡水箱连接；在过渡水箱内设有电加热器；所述通过传感器自动控制换热、自动补水。本实用新型可以解决通过将太阳能集热与电加热结合，弥补单一太阳能集热系统受天气制约因素大，使用不方便等技术问题。
【专利说明】太阳能热媒与电加热综合系统

【技术领域】
[0001]本实用新型属于民用建筑的热量采集系统。

【背景技术】
[0002]传统住户热水系统单纯采用电加热或燃气加热等，冷水升温慢，浪费能源、热损耗大。新兴太阳能集热系统供热方式单一，受天气制约因素大，使用不方便。目前，还没有将太阳能集热与电加热完美结合，解决单一太阳能集热受天气因素的制约难题，最大化的利用新型绿色能源，给住户提供便捷、舒适的优质生活享受的热量采集装置出现。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的是提供一种太阳能热媒与电加热综合系统，以解决通过将太阳能集热与电加热结合，弥补单一太阳能集热系统受天气制约因素大，使用不方便等技术问题。
[0004]为了实现上述实用新型目的，本实用新型所采用的技术方案如下:一种太阳能热媒与电加热综合系统，其特征在于，包括设在屋面之上的太阳能集热器、设在设备间的过渡水箱、控制器、室内储热水箱、管线和测试点上的传感器，其中测试点上的传感器由第一个测试点上的传感器、第二个测试点上的传感器、第三个测试点上的传感器、第四个测试点上的传感器和第五个测试点上的传感器组成；所述太阳能集热器的回水干管通过回水立管与室内储热水箱连接，在设备间的回水干管上设有截止阀、止回阀、减震喉、循环泵和第二个测试点上的传感器，在回水立管的与室内储热水箱连接端设有截止阀、止回阀；所述供水立管与室内储热水箱连接端设有电磁阀、截止阀和第四个测试点上的传感器；所述室内储热水箱包括进水管、出水管及室内储热水箱内的第五个测试点上的传感器；所述室内储热水箱通过供水立管与过渡水箱连接，供水立管上安装有自动排气阀；所述过渡水箱通过电磁阀连接自来水管线；所述过渡水箱内设有第三个测试点上的传感器；所述太阳能集热器的供水干管与过渡水箱连接；在过渡水箱设有电加热器；在太阳能集热器的供水干管连接端设有第一个测试点上的传感器；所述测试点上的传感器、水位器、电加热器、循环泵、防冻伴热带和电磁阀与控制器的信号采集端、控制信号输出端电路连接。
[0005]所述控制器有两个，一个是设在设备间的控制箱，另一个是室内储热水箱控制器，所述第一个测试点上的传感器、第二个测试点上的传感器和第三个测试点上的传感器连接到控制箱，第四个测试点上的传感器和第五个测试点上的传感器直接和室内储热水箱控制器连接；当第一个测试点上的传感器、第二个测试点上的传感器大于7°C并且第一个测试点上的传感器大于50°C，循环泵启动，整个系统开始循环换热；当第三个测试点上的传感器小于4°C时电加热器启动开始给水箱加热，大于10°C时停止，起到水箱防冻的作用；第二个测试点上的传感器大于4°C时防冻伴热带开始给外露主干管加热，大于10°C时停止加热，起到主干管防冻的作用；过渡水箱上装有水位器，当水位器在I挡时电磁阀启动给水箱补水，当水位器在2挡时电磁阀关闭，停止补水；当第四个测试点上的传感器大于第五个测试点上的传感器时户内供回水管上的两个电磁阀开启，启动单户换热，当第四个测试点上的传感器小于第五个测试点上的传感器时电磁阀关闭，停止单户换热。
[0006]本实用新型具有如下优点:
[0007]1、自动进行太阳能与电加热之间转换，传热性能好，吸热能力强，产热水量大；
[0008]2、系统保温性能好，蓄热能量大，保温水箱有蓄水功能，可满足大批量人员集中使用热水，亦可作停水时应急水源之用；
[0009]3、太阳能热水器系统全自动静态运行，无需专人看管、无噪音、无污染、无漏电、失火、中毒等危险，安全可靠，环保节能；
[0010]4、具有排污净化功能，水源洁净无污染；真空管式集热器保温性能好，抗冻能力强；大面积安装对楼面有隔热作用。

【专利附图】

【附图说明】
[0011]图1是本实用新型的系统结构示意图。

【具体实施方式】
[0012]本实用新型具体结构参见图1。这种太阳能热媒与电加热综合系统，包括设在屋面之上的太阳能集热器1、设在设备间的过渡水箱2、控制器、室内储热水箱9、管线和测试点上的传感器T,其中测试点上的传感器由第一个测试点上的传感器Tl、第二个测试点上的传感器T2、第三个测试点上的传感器T3、第四个测试点上的传感器T4和第五个测试点上的传感器T5组成。
[0013]所述太阳能集热器的回水干管15通过回水立管10与室内储热水箱9连接，在设备间的回水干管15上设有截止阀3、止回阀4、减震喉5、循环泵6和第二个测试点上的传感器T2，在回水立管10的与室内储热水箱9连接端，设有截止阀3、止回阀4 ;所述供水立管11与室内储热水箱9连接端设有电磁阀8、截止阀3和第四个测试点上的传感器T4 ;所述室内储热水箱9包括进水管13、出水管12及室内储热水箱内的第五个测试点上的传感器T5 ;所述室内储热水箱9通过供水立管11与过渡水箱2连接，供水立管11上安装有自动排气阀7 ;所述过渡水箱2通过电磁阀8连接自来水管线；所述过渡水箱2内设有第三个测试点上的传感器T3 ;所述太阳能集热器的供水干管16与过渡水箱2连接；在过渡水箱2设有电加热器14 ;在太阳能集热器的供水干管16连接端设有第一个测试点上的传感器Tl ；所述第一个测试点上的传感器Tl、第二个测试点上的传感器T2、第三个测试点上的传感器T3、第四个测试点上的传感器T4和第五个测试点上的传感器T5、水位器18、电加热器14、循环泵6、防冻伴热带17和电磁阀8分别与控制器的信号采集端、控制信号输出端电路连接。
[0014]所述控制器有两个，一个是设在设备间的控制箱19，另一个是室内储热水箱控制器(图中未画出)，所述第一个测试点上的传感器、第二个测试点上的传感器和第三个测试点上的传感器连接到控制箱19，第四个测试点上的传感器和第五个测试点上的传感器直接和室内储热水箱控制器连接。
[0015]该太阳能热媒与电加热综合系统的应用方法是，所述附加的五个温度测试点，用第一个测试点上的传感器Tl、第二个测试点上的传感器T2、第三个测试点上的传感器T3汇集到控制箱19，第四个测试点上的传感器T4和第五个测试点上的传感器T5直接和室内储热水箱控制器连接；iTl-T2大于TC并且Tl大于50°C，循环泵启动，整个系统开始循环换热；当T3小于4°C电加热器启动开始给水箱加热，大于10°C时停止，起到水箱防冻的作用；T2大于4°C时防冻伴热带开始给外露主干管加热，大于10°C时停止加热，起到主干管防冻的作用；过渡水箱上装有水位器，当水位器在I挡时电磁阀启动给水箱补水，当水位器在2挡时电磁阀关闭，停止补水；当T4大于T5时户内供回水管上的两个电磁阀开启，启动单户换热，当T4小于T5时电磁阀关闭，停止单户换热。在图1中，20是屋面，21是设备间，22是溢流口，23是排污口，24是楼板。
[0016]本实用新型工程施工实施例如下:
[0017]1、施工程序:编报材料、设备计划一材料、设备到场检验一集热器支架基础、水箱基础制作一支架焊接及防腐一集热联箱安装管一管路连接及循环泵安装一真空管插装一控制系统安装一系统试水一管路保温一系统调试、试运行
[0018]2、施工方法
[0019]2.1集热系统定位
[0020](I)在确定系统安装位置时，应按图施工，并使用指南针来确定正南方位；
[0021](2)集热系统的满载负荷加上风载、雪载后产生的单位负荷，应低于建筑结构的承载要求，大批量安装时，应请建筑结构专业人员复核基础荷载；
[0022](3)应防止系统的反射光照射到其它建筑物内，以免引起光污染；
[0023](4)为了减少管路热损及降低安装材料成本，系统定位应使管线尽可能短；
[0024](5)系统的定位应尽量避开树木和建筑物的遮挡。
[0025]2.2太阳能集热器组装
[0026](I)技术要求
[0027]①集热器摆放位置应符合设计要求，并与集热器支架牢靠固定，防止滑脱；
[0028]②集热器与集热器之间的连接应按照厂家规定的连接方法连接，密封可靠、无泄露、无扭曲变形；
[0029]③集热器之间的连接件，应便于拆卸和更换；
[0030]④集热器连接完毕应进行检漏试验，检漏试验应符合设计与《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》的相关规定；
[0031]⑤集热器之间连接管的保温应在检漏合格后进行，保温应符合GB50185《工业设备及管道绝热工程质量检验评定标准》的要求。
[0032](2)集热器之间的连接
[0033]①无论任何型号的集热模块的相互连接，应按设计方案的连接方式连接；
[0034]②真空管与联箱的密封，应按设计方案的密封方式安装，具体操作按产品说明书进行；
[0035]③在集热模块安装时，应用不透明的物体遮盖玻璃盖板或真空管，直至通水后方可撤去遮盖物；
[0036]④集热模块按设计要求可靠地固定在支架上；
[0037]⑤集热模块之间的连接管应进行保温。
[0038](3)太阳能集热器支架
[0039]①一般要求
[0040]a.太阳能热水系统的支架应按图纸要求制作，达到整体协调、美观；
[0041]b.支架应根据设计要求选取材料，并符合GB/T700和GB/T714规定的要求，材料在使用前应进行矫正；
[0042]c.钢结构支架的焊接应符合GB50205《钢结构工程施工质量验收规范》的要求；
[0043]d.所有钢结构支架的材料，如角钢、方管、槽钢等，放置时，在不影响其承载力的情况下，应选择利于排水的方式放置当由于结构或其他原因造成不易排水时，应采取合理的排水防水措施，确保排水通畅；
[0044]e.支架应按设计要求安装在承重基础上，位置正确，与基础固定牢靠；
[0045]f.应根据现场条件，对支架采取合理的防风措施，并与建筑物牢靠固定；
[0046]g.钢结构支架应与建筑物接地系统可靠连接；。
[0047]h.钢结构支架焊接完毕，应按设计要求做防腐处理，防腐施工应符合GB50212《建筑防腐蚀工程施工及验收规范》和GB50224《建筑防腐蚀工程质量检验评定标准》的要求。
[0048]②支架的安装方法
[0049]支架应采用螺栓或焊接固定在基础上，并应确保强度可靠、稳定性好，为确保自然循环、泄水及防冻回流等需要，设计时有坡度要求的支架应按设计要求安装，热水系统如采用建在楼顶防水层上的基础时，支架可摆放在基础之上，然后把各排支架用角钢等材料连接在一起并与建筑物相连，提高抗风能力。
[0050]集热器支架在混凝土基础上安装时，应先按图纸和集热器实物，对土建施工的基础进行核对，检查基础标高和坐标及地脚螺栓的孔洞位置是否正确，然后消除基础上的杂物，特别是螺栓孔中的木盒板要清除干净，按施工图在基础上放出中心线。
[0051]③集热器安装要求
[0052]a.混凝土基础表面要平整，各立柱支腿基础标高在同一水平标高度上，高度允许偏差± 20mm,分角中心距误差±2mm;
[0053]b.支架柱脚应与基础预埋钢板焊接连接，安装时要找正找平，支架要稳定牢固，支架的各连接部位的连接件均应采用热镀锌或是不锈钢螺栓，相同部位连接件的坚固程度要一致。
[0054]2.3过渡水箱安装
[0055]( I)水箱的安装条件
[0056]①安装水箱的支座已按设计图纸要求制作完成，支座的尺寸、位置和标高经检查符合要求；当采用混凝土支座时，应检查其强度是否达到安装要求的60%以上，支座表面应平整、清洁；当采用型钢支座和方垫木时，按要求应做好刷漆和防腐处理；
[0057]②水箱材料进场时已进行检查验收，符合设计要求，确保水质必须符合现行《生活饮用卫生标准》的要求；
[0058]③水箱安装所在的房间的土建施工已完成，能满足水箱安装条件。
[0059](2)水箱的安装
[0060]①水箱安装时，应用水平尺和垂线随时检查水箱的水平和垂直程度，水箱组装完毕其允许偏差:坐标为15mm、标高为±5mm、垂直度为5mm/m。
[0061]②水箱安装完毕，按设计要求的接管位置在水箱上进行管道接口，然后按设计要求安装水箱其他附件。
[0062](3)水箱附件安装应注意的问题
[0063]①溢水管不得与排水系统的管道直接连接，必须采用间接排水；溢水管出口应装设网罩(网罩构造可采用长200mm短管，管壁开设孔径10mm，孔距20mm，且一端管口封堵，夕卜用18目铜或不锈钢丝网包扎牢固)，防止小动物爬进箱内，溢水管上不得装设阀门；
[0064]②泄水管上应安设阀门，阀后可与溢水管相连接，但不得与排水系统产生关系直接连接；
[0065]③通气管的末端可伸至室内或室外，但不允许伸至存在有害气体的地方；管口朝下设置，并在管口末端应装设防昆虫、坟蝇及其他杂物进入的过滤网；通气管上不得装设阀门；通气管不允许与排水系统的通气管和通风管道连接；
[0066]④水箱满水试验；
[0067]水箱安装完毕应进行满水试验，试验方法:关闭出水管和泄水管阀门，打开进水管阀门放水，边放水边检查，放满水为止，静置24h观察,不渗漏为合格。
[0068]2.4管路系统安装
[0069]管路施工是太阳热水系统一道重要工序，一般在集热器及其支架就位后进行，由于部件和支架结构的累积误差，因此，管路施工具有一定的灵活性；太阳集热系统的管路安装一般应遵守以下技术要求:
[0070](I)下料尺寸准确、两对接口相吻合。
[0071](2)尽量避免上、下折弯，以免发生管路气堵现象。
[0072](3)管路直线距离较长时，应安装一段软管过度，以补偿因温度变化产生的伸缩。
[0073](4)管路的坡向及坡度应按设计要求进行安装。
[0074](5)在系统管路通过混凝土板和墙壁时，要根据房屋结构合理安排管路走向和位置，正确选择穿墙穿板位置，并加装穿墙套管。
[0075]( 6 )泵类安装应按制造厂家的要求安装，并做好接地保护，对较大的泵类应用螺栓固定在支架上，并做减振处理，当泵的流量大于设计值时，应加设旁路管道及手动阀进行流量调节，泵在室外安装时，应采用全封闭型或设保护罩；在室内安装时应注意防潮。
[0076](7)阀类安装按设计选型和制造厂家的安装要求安装，电磁阀、防冻伴热带、温感器的安装要求，详见《电控系统与安装》，手动阀应安装在易操作的位置。
[0077](8)对于有防冻排空功能或防冻回流功能的热水系统，在没有通气孔的管路上，应安装吸气阀，同时管路应有5%。至7.5%。的坡度，保证系统排空或回流水回流水箱，防冻排空系统的管路最低处应安装泄水装置。
[0078](9 )泵和电磁阀的两端应安装活接头，并加装阀门，以便维修或更换方便。
[0079](10)管道支架应有足够的强度和刚度，起到支撑管道下垂弯曲的作用，使管道保持系统需要的循环及排泄坡度。
[0080](11)管道在支架上的固定，应在保温前进行。
[0081](12)整个系统安装完毕后应进行水压试验，对开口系统，任何部件应能承受该部件处的最大工作压力。
[0082](13)管路保温:此工序应在系统检漏及试运行合格后进行，设计自控温及伴热带防冻的系统，应先安装温感器和伴热带后再做保温，系统保温制作应符合GB/T4272规定要求或设计要求。
[0083]2.5系统电控与安装
[0084](I)电气控制箱的安全注意事项
[0085]①在接通电源之前应检查电控箱内所有螺栓是否因运输振动造成松动；
[0086]②务必连接好地线，否则可能造成角电或火灾；
[0087]③勿用潮湿的手去操作开关，否则可能引起触电；
[0088]④送电前，确认转换开关在手动位置，否则会导致设备突然启动，造成严重后果。
[0089](2)电气控制箱的主电路
[0090]控制柜对各项载均做可靠的保护，内部构成均采用国标电器件，保证系统的正常运转。
[0091](3)控制箱的控制电路
[0092]控制箱对系统米用手动和自动两种方式，手动时将开关打直手动位直后，可通过相应按纽开启或停止该项的操作，所有仪表均不能控制启停，只做显示，当把位置打置自动位置时，系统进入自动控制状态，通过各项传感器反馈到仪表，再通过用户对仪表设置后，进行相应的控制。
[0093](4)控制箱的功能
[0094]①控制箱带有储水箱水温、水位显示、集热器和管路温度显示。
[0095]②储水箱自动补水:可分为定时和温控上水方式。
[0096]③温差控制集热循环:即水箱满时当集热器温度比储水箱温度高10°C时，自动启动循环系统；当集热器温度比储水箱温度高4°C时，自动停止循环系统。
[0097]④温控控制防冻循环:即当管路温度低于4°C时，循环启动；当温度为10°C时停止，并且管路上都敷有电加热带，也是由温度控制。
[0098]⑤定时供水:控制箱具有24小时供水及定时功能，可根据用户的用水要求来设置各个时间段。
[0099]2.6设备安装
[0100](I)循环泵:泵应按制造厂家的要求安装，并做好接地保护，较大的泵应用螺栓固定在支架上，并做减振处理，当泵的流量比设计值大时，应加旁路管道及手动阀进行调节，泵在室外安装时，应采用全封闭型或没有保护罩，在室内安装时应注意防潮。
[0101](2)电磁阀:电磁阀应水平安装，在其进水口前应安装过滤器，电磁阀两端应安装管路管道及手动阀，当其发生故障时用手动阀工作。
[0102](3)温度传感器:温度传感器与被测部位良好的接触，并且对其四周做好良好的保温，温度传感器应能承受集热器的最高闷晒温度，精度不应大于±2°C。
[0103](4)导线、电缆:根据负荷要求和载流量选择加装穿成管、接地处理，确保安全使用。
[0104]2.7防水工程
[0105]防水施工必须按设计图的要求进行防水层的基层处理，严格按设计图的做法及标准图集要求进行操作，防水层的施工必须对工序过程进行控制，上道工序检查未达到质量标准，不能进入下道工序施工。
[0106]3、调试与试运行
[0107]3.1检查控制柜的所有零部件的固定及元器件的完好，根据用水要求、控制柜的功能安装调试。
[0108](I)系统调试包括设备单机或部件调试和系统联动调试，系统设备单机或部件调试应包括水泵、阀门、电磁阀、电气及自动控制设备、监控显示设备、辅助能源加热设备等调试，系统联动调试主要指按照实际运行进行调试。
[0109](2)设备单机或部件调试包括下列内容。
[0110]①检查水泵安装方向，在设计负荷下连续运转2h，水泵应工作正常，无渗漏、无异常振动和响声，电机电流和功率不得超过额定值，电机温度在正常范围内。
[0111]②检查电磁阀安装方向，手动通断电试验时，电磁阀应开启正常,动作灵活,密封严密。
[0112]③温度、温差、水位、流量等仪表应显示正常，动作准确。
[0113]④电气控制系统应达到设计要求的功能，控制动作准确可靠。
[0114]⑤剩余电流保护装置动作应准确可靠。
[0115]⑥防冻保护装置、过热保护装置等应工作正常。
[0116]⑦各种阀门应开启灵活，密封严密。
[0117]⑧辅助能源加热设备工作正常，加热能力达到设计要求。
[0118](3)系统联动调试包括
[0119]①调整系统各个分支回路的调节阀门，使各回路流量平衡。
[0120]②调试辅助能源加热系统使其与太阳能热水系统加热能力匹配。
[0121]③调整电磁阀使阀前阀后压力处于设计要求的压力范围内。
[0122]3.2测试系统试运行
[0123]系统联动调试完成后，连续运行48h，设备及主要部件的联动要协调，动作准确，无异常现象。
【权利要求】
1.一种太阳能热媒与电加热综合系统，其特征在于，包括设在屋面之上的太阳能集热器、设在设备间的过渡水箱、控制器、室内储热水箱、管线和测试点上的传感器，其中测试点上的传感器由第一个测试点上的传感器、第二个测试点上的传感器、第三个测试点上的传感器、第四个测试点上的传感器和第五个测试点上的传感器组成；所述太阳能集热器的回水干管通过回水立管与室内储热水箱连接，在设备间的回水干管上设有截止阀、止回阀、减震喉、循环泵和第二个测试点上的传感器，在回水立管的与室内储热水箱连接端设有截止阀、止回阀；所述室内储热水箱包括进水管、出水管及室内储热水箱内的第五个测试点上的传感器；所述室内储热水箱通过供水立管与过渡水箱连接，供水立管上安装有自动排气阀；所述供水立管与室内储热水箱连接端设有电磁阀、截止阀和第四个测试点上的传感器；所述过渡水箱通过电磁阀连接自来水管线；所述过渡水箱内设有第三个测试点上的传感器；所述太阳能集热器的供水干管与过渡水箱连接；在过渡水箱设有电加热器；在太阳能集热器的供水干管连接端设有第一个测试点上的传感器；所述测试点上的传感器、水位器、电加热器、循环泵、防冻伴热带和电磁阀与控制器的信号采集端、控制信号输出端电路连接。
2.根据权利要求1所述的太阳能热媒与电加热综合系统，其特征在于，所述控制器有两个，一个是设在设备间的控制箱，另一个是室内储热水箱控制器，所述第一个测试点上的传感器、第二个测试点上的传感器和第三个测试点上的传感器连接到控制箱，第四个测试点上的传感器和第五个测试点上的传感器直接和室内储热水箱控制器连接；当第一个测试点上的传感器、第二个测试点上的传感器大于7 °C并且第一个测试点上的传感器大于50°C，循环泵启动，整个系统开始循环换热；当第三个测试点上的传感器小于4°C时电加热器启动开始给水箱加热，大于10°C时停止，起到水箱防冻的作用；第二个测试点上的传感器大于4°C时防冻伴热带开始给外露主干管加热，大于10°C时停止加热，起到主干管防冻的作用；过渡水箱上装有水位器，当水位器在I挡时电磁阀启动给水箱补水，当水位器在2挡时电磁阀关闭，停止补水；当第四个测试点上的传感器大于第五个测试点上的传感器时户内供回水管上的两个电磁阀开启，启动单户换热，当第四个测试点上的传感器小于第五个测试点上的传感器时电磁阀关闭，停止单户换热。
【文档编号】F24J2/00GK204084584SQ201420435699
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年8月4日 优先权日:2014年8月4日
【发明者】孔祥龙, 王宽亮, 刘瑞明, 李钦, 张永强, 黄文恒 申请人:北京金港建设股份有限公司, 北京金港场道工程建设股份有限公司